基于層次分析法的公路景觀評價

陶 磊 （合肥信睦工程建設有限公司，安徽 合肥 230001）

公路景觀評價需兼顧景觀的客觀性和景觀認知的主觀性特征，是一個十分復雜的問題，并呈現出多目標、多屬性的特征[1]。國內外目前還沒有固定的模式和方法來定量評價公路景觀質量的優劣。本文運用系統工程學中的層次分析法的原理提出了公路景觀評價指標體系結構，結合專家評分法對各指標在體系中所占的權重進行了具體分析，為科學評價公路景觀打下基礎。

1 評價方法

1.1 層次分析法[2]

層次分析法（簡稱AHP法）是運用多級處理來確定因素權重的方法，是美國著名運籌學家薩帝（Thomas L.Saaty）于20世紀70年代中期提出來的[3]。其特點在于能將分析人員的對復雜系統的評價系統化、模型化，所用數據較少，是將定性分析和定量分析相結合的一種系統分析、評價方法。

具體實施步驟如下：

①建立系統的層次結構模型；

②兩兩比較元素，構造判斷矩陣；

③求解判斷矩陣，得出特征根和特征向量，檢驗每個矩陣的一致性，求出層次單排序；

④確定層次總排序，計算出各要素的權重，根據層次總排序，對系統進行分析、評價。

1.1.1 構建判斷矩陣

層次結構模型建立后，上下層元素的隸屬關系也就確定下來。假定上一層次元素A作為準則，對下一層次的元素A1，A2，…，An有支配關系。然后就要在準則A下，判斷下層元素Ai和Aj哪個更重要，重要多少，對于重要多少賦予1-9的比例標度。比例標度的意義如表1所示。最后建立在準則A下的判斷矩陣，A=(aij)。

比例標度的意義 表1

1.1.2 特征值和特征向量的解法

對特征值和特征向量的解法有和法和根法兩種，在這里介紹根法。

①設判斷矩陣A=(aij)，將其元素按行相乘得

②將C開n次方得

③將Wi歸一化就得特征向量W=(W1，W2，…，Wn)，則

④特征根λmax為

1.1.3 一致性檢驗

求出λmax后要進行一致性檢驗，這是保證結論可靠正確的必要條件，具體步驟如下。

①計算一致性指標CI，CI計算公式如下：

②查表得到平均隨機一致性指標RI，RI是多次重復進行隨機判斷矩陣特征值的計算后取算術平均值得到的。其取值如表2所示。

③計算一致性比例。

當CR＜0.1時，一般認為A的一致性可以接受，否則需要重新構造新的判斷矩陣。

1.2 專家評分法

專家評分法是在一些無法定量化的指標計算中，根據專家所掌握的專業知識和經驗判斷，對這些指標給出客觀的評價值的方法。在本例中主要用于構建判斷矩陣時，兩兩元素間標度值的判斷。

2 評價指標體系

依據層次分析法的原理，選擇“目標—指標層次結構”建立公路景觀評價指標體系，指標體系由3個層次組成。第一層次目標層為公路景觀評價。第二層次根據公路設計理念“安全、環保、舒適、和諧”加上設計中必須要考慮的經濟因素構成準則層，其對應的指標因子構成評價體系的第三層次。具體見下圖。

3 實例分析

按照上述評價方法，以某高速公路為例進行評價，采用專家評分法對兩指標間的標度值進行打分，根據以上打分構建好判斷矩陣后，進行一致性檢驗。進行匯總，得到總排序表3。

從以上表中不難看出，安全性是公路景觀設計最重要的考慮因素，然后再到舒適性，當然環保性和和諧性也占有重要的比重。公路的平縱面設計是保證安全性的基礎，因此設計人員要在這方面多下功夫。

RI的取值 表2

公路景觀評價指標體系

總排序 表3

4 結論

①利用層次分析法進行公路景觀評價關鍵在于建立評價指標體系，根據公路設計新理念建立的評價體系具有一定的科學性，其結論具有一定的現實意義。

②層次分析法結論是否合理的關鍵在于判斷矩陣的建立，用專家評分法對兩兩元素的標度值進行評價具有一定的可信度，結論具有可行性。

③從評價結果不難看出，安全性是公路景觀設計主要考慮的因素，而安全性的關鍵在于線路的平縱面設計。