基于層次分析方法的環境監測質量評價體系構建探討

張亞萍

(隴南市生態環境局徽縣分局，甘肅 隴南 742300)

1 引言

環境是人們賴以生存的基礎，良好的環境，有利于人們更加健康、安心的生活和發展。為了營造良好的生態環境，需要通過環境質量監測了解環境中各種污染物的濃度、分布情況，以了解環境質量狀況。如剛剛過去的北京超級沙塵暴便帶來了嚴重的空氣污染，影響了人們的正常生活和工作。此次沙塵暴對環境帶來的具體影響則需要通過環境質量監測來實現。有環境質量監測，就會有環境監測質量評價，即對環境質量監測結果進行評價，了解環境質量監測結果。為了更好地開展環境質量監測工作，我國設置了環境監測站，專門負責環境質量監測工作。很多環境監測站都具備SO2、NO2、PM2.5、O3、CO等參數的自動監測。當前環境監測質量評價方法很多，如層次分析法、模糊綜合評級法、神經網絡算法等，每種方法在進行環境監測質量評價時有各自方法的特點。層次分析法是一種將目標元素進行分解，在此基礎上采用定性、定量進行分析做出決策的一種方法。層次分析法具有較強的系統性，能將復雜的問題通過量化分析變得簡單，為決策提供合理的參考建議。因此，在此基于層次分析方法對環境監測質量評價體系進行了分析，為層次分析方法在環境監測質量評價中的應用提供參考建議。

2 層次分析方法

層次分析方法是通過兩兩成對比較構建判斷矩陣，利用特征向量進行求解。該方法廣泛應用到復雜統計環境中。層次分析方法中重要計算方法為：

(1)判斷矩陣。計算公式為：

(1)

式中：aij=1/aji，該矩陣稱為n階正反判斷矩陣。判斷矩陣中相關標度設置見表1所示。

表1 判斷矩陣相關標度

(2)判斷矩陣權重，該計算用于計算各個指標的權重，計算方法為：

(2)

計算Mi的n次方根：

(3)

(4)

判斷矩陣最大特征值計算為：

(5)

式(5)中：W表示權重，(AW)i表示列向量的第i個分量。

(3)一致性檢驗。計算方法為：

CR=CI/RI

(6)

3 環境監測評價體系構建

影響環境監測質量的因素主要有：監測方法、法律法規、人員、先進技術應用。監測方法包含指標有行業標準、國家標準、國際標準、企業標準、非標以及文獻方法。法律法規包含指標有法律保障、制度環境。人員包括人員素質、人員技能、人員職業道德。先進技術應用包括大數據技術、無線傳感器、檢測理論技術。圖1為環境監測評價體系。

圖1 環境監測評價體系

3 層次分析方法在環境監測評價中應用

根據環境監測評價體系可知一級指標有監測方法(C1)、法律法規(C2)、人員(C3)、先進技術應用(C4)；對應二級指標有監測方法包含指標有行業標準(C11)、國家標準(C12)、國際標準(C13)、企業標準(C14)、非標(C15)以及文獻方法(C16)。法律法規包含指標有法律保障(C21)、制度環境(C22)。人員包括人員素質(C31)、人員技能(C32)、人員職業道德(C33)。先進技術應用包括大數據技術(C41)、無線傳感器(C42)、檢測理論技術(C43)。聘請30名專業技術人員進行評價。得到判斷矩陣如表2～6。

表2 一級指標判斷矩陣

按照層次分析方法最終得到權重值為：W1=0.554,W2=0.135,W3=0.252,W4=0.059。

按照層次分析方法最終得到權重值為：W11=0.048；W12=0.092;W13=0.083;W14=0.464;W15=0.240;W16=0.072。

表3 監測方法判斷矩陣

表4 法律法規判斷矩陣

按照層次分析方法最終得到權重值為：W21=0.800;W22=0.200。

表5 人員判斷矩陣

按照層次分析方法最終得到權重值為：W31=0.210;W32=0.433;W33=0.357。

表6 先進技術應用判斷矩陣

按照層次分析方法最終得到權重值為：W41=0.065;W42=0.690;W43=0.245。

最終的到環境監測質量評價綜合分析表見表7所示。

表7 環境監測質量評價綜合分析

由表7可知，企業標準對質量控制影響權重最高，權重值為0.257，其次為非標方法應用，說明監測檢驗方法對質量控制有重要作用。大數據技術影響最小只有0.004，這是因為大數據在環境監測領域應用還處于發展階段，對其應用還處于探索中。

5 結論

本文采用層次分析方法研究了環境監測質量評價體系，分析結果表明檢驗方法對質量評價影響因素較高。后續在制定環境監督時應制定檢出限低、靈敏度高的方法，提高環境質量監督管理。大數據技術應用還處于探索階段，盡管本次研究顯示大數據在環境監測中效果不佳，但是仍需要將其應用到環境監測管理中，這是未來發展方向。