基于主客觀綜合賦權(quán)的礦業(yè)遺跡可拓學(xué)評(píng)價(jià)

李小偉 徐以艷 郭 飛 張業(yè)明

(1． 湖北冶金地質(zhì)研究所(中南冶金地質(zhì)研究所)， 湖北 宜昌 443003； 2． 湖北交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 公路與軌道學(xué)院， 武漢 430079； 3． 三峽大學(xué) 土木與建筑學(xué)院， 湖北 宜昌 443002)

礦業(yè)遺跡綜合評(píng)價(jià)是保護(hù)和利用礦業(yè)遺跡的重要科學(xué)依據(jù)[1]．目前，對(duì)于礦業(yè)遺跡的評(píng)價(jià)方法單一，主要包括定性[2]與定量評(píng)價(jià)兩種，其中定量評(píng)價(jià)包括模糊綜合評(píng)價(jià)法，如涂海麗等[3]，張明[4]，王鎧銘等[5]利用該方法開(kāi)展相關(guān)評(píng)價(jià)．但在確定權(quán)重時(shí)，往往帶有強(qiáng)烈的主觀色彩，一定程度影響評(píng)價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性．

礦業(yè)遺跡評(píng)價(jià)是復(fù)雜的矛盾問(wèn)題．近年來(lái)，以蔡文教授為首的中國(guó)學(xué)者提出原創(chuàng)性橫斷學(xué)科—可拓學(xué)[6]，將矛盾問(wèn)題轉(zhuǎn)化為相容問(wèn)題，促使問(wèn)題的解決．本文針對(duì)目前層次分析法在確定礦業(yè)遺跡評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重主觀性強(qiáng)這一缺點(diǎn)，引入熵權(quán)法[7]采用主客觀組合賦權(quán)法確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重[8]．同時(shí)針對(duì)礦業(yè)遺跡評(píng)價(jià)方法單一，引入可拓學(xué)理論，以應(yīng)城國(guó)家礦山公園為例開(kāi)展礦業(yè)遺跡評(píng)價(jià)，綜合評(píng)價(jià)流程如圖1所示．

圖1 礦業(yè)遺跡綜合評(píng)價(jià)流程圖

1 基于主客觀綜合賦權(quán)的可拓評(píng)價(jià)方法

1.1 基于層次分析法和熵權(quán)法的綜合賦權(quán)法

對(duì)于層次分析法和熵權(quán)法的介紹可參考文獻(xiàn)[9]，這里不再贅述.對(duì)于主客觀綜合賦權(quán)，主要采用熵權(quán)法的差異性系數(shù)對(duì)AHP權(quán)重進(jìn)行修正，得出優(yōu)化權(quán)重組合，計(jì)算公式如式(1)：

(1)

1.2 基于可拓學(xué)理論的可拓評(píng)價(jià)方法

基于可拓學(xué)理論的礦業(yè)遺跡評(píng)價(jià)為物元評(píng)價(jià)，故以物元為例，其評(píng)價(jià)的步驟如下．

1)確定量值域

M=[O，C，V]=

其中，Oj表示礦業(yè)遺跡等級(jí)，ci(i=1，2，…，n)為其物理特征，這里表示評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的各項(xiàng)指標(biāo)，vij為量值域即為各指標(biāo)在不同評(píng)價(jià)等級(jí)中的取值范圍．

2)確定量域

M=[O，C，V]=

其中，Op表示礦業(yè)遺跡等級(jí)的全體，vip表示Op關(guān)于因素ci各等級(jí)所有取值范圍的綜合即為量域．

3)確定待評(píng)物元

(4)

其中，Op為待評(píng)估的礦業(yè)遺跡；ci為影響評(píng)價(jià)等級(jí)的指標(biāo)，vi表示Op關(guān)于ci的量值，由專家打分求平均值得到．

4)關(guān)聯(lián)函數(shù)的確定

關(guān)聯(lián)函數(shù)Kt(vi)的數(shù)值表示評(píng)價(jià)單元某標(biāo)準(zhǔn)范圍的隸屬程度，其意義見(jiàn)表1[9]．

表1 關(guān)聯(lián)函數(shù)的意義

由于待評(píng)價(jià)礦業(yè)遺跡指標(biāo)的最優(yōu)點(diǎn)在區(qū)間的右端點(diǎn)處取得，本文選用簡(jiǎn)單關(guān)聯(lián)函數(shù)進(jìn)行分析，則單項(xiàng)指標(biāo)關(guān)于各等級(jí)t的關(guān)聯(lián)度計(jì)算公式如下：

(5)

5)多指標(biāo)綜合關(guān)聯(lián)度的確定[10]

(6)

6)評(píng)價(jià)等級(jí)和級(jí)別變量特征值的確定

(t=1，2，…，r) (7)

為待評(píng)價(jià)對(duì)象所屬級(jí)別特征值，從其數(shù)值大小可以判斷待評(píng)價(jià)物元偏向相鄰某一級(jí)的程度．

2 工程實(shí)例應(yīng)用

2.1 指標(biāo)體系

以已建成的應(yīng)城國(guó)家礦山公園為例，對(duì)其礦業(yè)遺跡進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)．參照文獻(xiàn)[1]，本文將礦業(yè)遺跡評(píng)價(jià)指標(biāo)分為資源價(jià)值和可開(kāi)發(fā)利用價(jià)值兩部分共8項(xiàng)指標(biāo)．

2.2 基于可拓學(xué)理論的定量評(píng)價(jià)

2.2.1 各指標(biāo)權(quán)重

為了保證權(quán)重結(jié)果的科學(xué)性與實(shí)用性，選取了7位相關(guān)專家參與問(wèn)卷調(diào)查，專家根據(jù)各礦業(yè)遺跡的具體情況，針對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系按5個(gè)等級(jí)打分，求算術(shù)平均值，得到原始數(shù)據(jù)見(jiàn)表2，并利用上述方法進(jìn)行計(jì)算，從而得到應(yīng)城國(guó)家礦山公園礦業(yè)遺跡綜合評(píng)價(jià)體系中各因素和因子的權(quán)重見(jiàn)表3．

表2 各礦業(yè)遺跡各指標(biāo)得分表

注：表中a表示江漢平原云應(yīng)盆地古近系鹽類礦床典型剖面；b表示典型石膏礦礦脈的賦存形式；c表示板內(nèi)凹陷盆地型溫泉；d表示明清礦硐遺跡；e表示建國(guó)初期的石膏礦硐遺跡；f表示不同歷史時(shí)期的鹽海開(kāi)采遺跡；g表示礦業(yè)活動(dòng)遺跡；h表示礦業(yè)制品．

表3 評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重分配表

為了體現(xiàn)各指標(biāo)內(nèi)部的數(shù)據(jù)信息，本節(jié)還采用熵權(quán)法計(jì)算了各指標(biāo)的權(quán)重．由于這些指標(biāo)均為效益型，因此對(duì)表2數(shù)據(jù)采用式(1)進(jìn)行無(wú)量綱處理，再根據(jù)式(3)～(6)，由熵權(quán)法得到各指標(biāo)權(quán)重Wej=(0.126，0.153，0.156，0.139，0.092，0.083，0.135，0.115)．由式(7)得到組合權(quán)重為Wj=(0.272，0.213，0.100，0.147，0.059，0.054，0.037，0.119)．

2.2.2 可拓評(píng)價(jià)

得到各指標(biāo)權(quán)重后，利用可拓學(xué)理論中優(yōu)度評(píng)價(jià)法計(jì)算得到礦業(yè)遺跡分級(jí)．根據(jù)文獻(xiàn)[1]將礦業(yè)遺跡景觀分為4級(jí)，一級(jí)(珍稀)、二級(jí)(重要)、三級(jí)(一般)、四級(jí)．以江漢平原云應(yīng)盆地古近鹽類礦床典型剖面為例，分析如下．

1)構(gòu)造物元．

2)構(gòu)造量值域和量域如表4所示．

3)計(jì)算關(guān)聯(lián)函數(shù)值．

根據(jù)式(8)可計(jì)算得到關(guān)聯(lián)函數(shù)值如表5所示．

根據(jù)前述的綜合權(quán)重Wj=(0.272，0.213，0.100，0.147，0.059，0.054，0.037，0.119)，由式(12)可求得多指標(biāo)綜合關(guān)聯(lián)度如下：

K1(a)=0.59;K2(a)=-0.76;

K3(a)=-1.60;K4(a)=-2.03,

max{0.59，-0.76，-1.60，-2.03}=0.59

則說(shuō)明江漢平原云應(yīng)盆地古近鹽類礦床典型剖面屬于一級(jí)(珍稀)．由式(10)～(11)計(jì)算得到級(jí)別特征值為1.49，也可以看出，在一級(jí)(珍稀)和二級(jí)(重要)之間，江漢平原云應(yīng)盆地古近鹽類礦床典型剖面更接近一級(jí)．同理，可以得到另外7個(gè)礦業(yè)遺跡的等級(jí)及級(jí)別特征值見(jiàn)表6．

表4 礦業(yè)遺跡分級(jí)的量值域和量域

表5 各評(píng)價(jià)指標(biāo)的關(guān)聯(lián)函數(shù)值

表6 應(yīng)城國(guó)家礦山公園礦業(yè)遺跡分級(jí)表

注：表中各符號(hào)意義同表2．

2.2.3 結(jié)果分析

根據(jù)可拓學(xué)理論得到結(jié)果，分析可知，應(yīng)城國(guó)家礦山公園礦業(yè)遺跡中，江漢平原云應(yīng)盆地古近系鹽類礦床典型剖面及建國(guó)初期的石膏礦硐遺跡為一級(jí)(珍稀)礦業(yè)遺跡景觀；典型石膏礦礦脈的賦存形式、板內(nèi)凹陷盆地型溫泉、明清礦硐遺跡、不同歷史時(shí)期的鹽海開(kāi)采遺跡、礦業(yè)活動(dòng)遺跡、礦業(yè)制品等均屬于二級(jí)(重要)礦業(yè)遺跡景觀．由計(jì)算得到的級(jí)別特征值更清楚地表明該評(píng)價(jià)對(duì)象接近一級(jí)(珍稀)與二級(jí)(重要)的程度．根據(jù)文獻(xiàn)[1]在進(jìn)行礦山公園礦業(yè)遺跡評(píng)價(jià)時(shí)，有一項(xiàng)屬于一級(jí)，即可申請(qǐng)國(guó)家級(jí)，因此，也從側(cè)面反映了應(yīng)城國(guó)家礦山公園申報(bào)國(guó)家級(jí)是正確的決策，同時(shí)評(píng)價(jià)結(jié)果也與現(xiàn)場(chǎng)考察報(bào)告的結(jié)論相吻合．

3 結(jié) 論

1)主客觀綜合賦權(quán)法，綜合主觀權(quán)重法和客觀權(quán)重法的優(yōu)點(diǎn)，得到各指標(biāo)的權(quán)重，更加科學(xué)，客觀，并利用可拓學(xué)對(duì)應(yīng)城國(guó)家礦山公園礦業(yè)遺跡進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)，得到結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)考察報(bào)告符合，表明評(píng)價(jià)結(jié)果可靠．本文提出的評(píng)價(jià)方法在應(yīng)城國(guó)家礦山公園礦業(yè)遺跡評(píng)價(jià)中得到了較好的應(yīng)用，可為礦業(yè)遺跡、地質(zhì)遺跡的評(píng)價(jià)提供參考借鑒．

2)由計(jì)算得到的級(jí)別特征值可更清楚地顯示出被評(píng)價(jià)對(duì)象接近相鄰某一級(jí)的程度，即該級(jí)別與相鄰級(jí)別轉(zhuǎn)化程度，為決策者決策時(shí)提供一定的支撐．