多准则决策分析和土地适宜性评价 土地适宜性分析可以进一步分为两类：土地适宜性分析可以进一步分为两类： 一是适宜性评价；一是适宜性评价； 二是选址研究。二是选址研究。GISGIS应用于土地适宜性分析和评价，需要解决两个技术问题：应用于土地适宜性分析和评价，需要解决两个技术问题： 一是如何将不同的影响因素转化为独立的图层；一是如何将不同的影响因素转化为独立的图层； 二是如何在各图层之间进行叠合。二是如何在各图层之间进行叠合。叠合分析叠合分析（OverlayOverlay）n n不同图层上的空间信息（包括空间数据和属性数据），按不同图层上的空间信息（包括空间数据和属性数据），按相同的空间位置叠合在一起，合成新的一个图层。相同的空间位置叠合在一起，合成新的一个图层。n n进行叠合操作的图层，必须在同一个坐标系内进行叠合操作的图层，必须在同一个坐标系内 n n栅格与栅格叠合栅格与栅格叠合n n矢量与矢量叠合矢量与矢量叠合n nArcGISArcGIS，ArcViewArcView具有良好的矢量叠合、栅格叠合功能具有良好的矢量叠合、栅格叠合功能矢量数据之间的叠合矢量数据之间的叠合n n点点多边形：多边形：公共设施的分布公共设施的分布n n线线多边形：多边形：道路网密度计算、停水停电范围分析道路网密度计算、停水停电范围分析.n n多边形多边形多边形多边形: :用地适宜性评价用地适宜性评价n n输出图层的空间数据输出图层的空间数据n n输出图层的属性数据包含了输入图层中所有的属性输出图层的属性数据包含了输入图层中所有的属性多边形和多边形的叠合多边形和多边形的叠合n n布尔计算（布尔计算（BooleanBoolean），），交集、并集、补集交集、并集、补集n nclipclip与与intersectintersect区别区别栅格数据之间的叠合栅格数据之间的叠合 n n图层之间的对应单元数图层之间的对应单元数值进行数学运算。值进行数学运算。n n叠合之后的图层中单元叠合之后的图层中单元的数值是对应单元数值的数值是对应单元数值进行数学运算的结果，进行数学运算的结果，n n原理上比较简单（相对原理上比较简单（相对矢量的叠合）矢量的叠合）n n在在ArcViewArcView中，使用中，使用 菜菜单单map calculatormap calculator（地图（地图运算器）运算器）n nArcGISArcGIS中使用中使用Raster Raster CalculatorCalculator（栅格运算器）（栅格运算器）土地适宜性分析和土地适宜性分析和GISGIS 土地适宜性分析操作技术的发展，使规划师能够使用不土地适宜性分析操作技术的发展，使规划师能够使用不同的因素进行设施选址。有了同的因素进行设施选址。有了GISGIS后，图形处理可以自动完后，图形处理可以自动完成，较容易地解决一般需求。但是，单纯使用土地适宜性图成，较容易地解决一般需求。但是，单纯使用土地适宜性图形处理技术产生的最佳选址，往往没有反映社会、政治、经形处理技术产生的最佳选址，往往没有反映社会、政治、经济、环境等不同因素之问的轻重缓急；所以，要综合考虑社济、环境等不同因素之问的轻重缓急；所以，要综合考虑社会、政治、经济、环境等因素，反映各个因素之间的轻重缓会、政治、经济、环境等因素，反映各个因素之间的轻重缓急，再结合土地适宜性图形处理技术，才能使选址在物质形急，再结合土地适宜性图形处理技术，才能使选址在物质形态上可行，在社会、经济、政治、环境等方面也可行。态上可行，在社会、经济、政治、环境等方面也可行。 简单叠合的局限简单叠合的局限 GIS GIS的叠合功能，提供了对土地适宜性评价和分析的基本手段。的叠合功能，提供了对土地适宜性评价和分析的基本手段。但是，直接使用叠合分析，还是存在局限性。但是，直接使用叠合分析，还是存在局限性。 1) 1)参加叠合的图层多参加叠合的图层多( (大于大于4 4，5 5个个) )，叠合得到的结果图层，就会，叠合得到的结果图层，就会比较复杂，难以直观理解和评判。比较复杂，难以直观理解和评判。 2) 2)通用的通用的GISGIS叠合功能，不能体现参加叠合的不同因素之间的相叠合功能，不能体现参加叠合的不同因素之间的相对重要性。对重要性。 3) 3) 对于连续分布的变量，确定阈值划分没有有效的办法，阈值对于连续分布的变量，确定阈值划分没有有效的办法，阈值划分不恰当，会引起信息丢失。划分不恰当，会引起信息丢失。 4) 4)简单的叠合，只能求出整个分析范围内，同时满足所有叠合要简单的叠合，只能求出整个分析范围内，同时满足所有叠合要求的地块，而不能得出最适宜的，最有发展潜力的地块。简单的求的地块，而不能得出最适宜的，最有发展潜力的地块。简单的叠合分析也能找出符合某种特定条件的地块，而无法给所有候选叠合分析也能找出符合某种特定条件的地块，而无法给所有候选地块的评价结果进行排序。地块的评价结果进行排序。多准则决策的基本原理多准则决策的基本原理 多准则决策分析提供了一种在多重因素、多重标准，甚至相互多准则决策分析提供了一种在多重因素、多重标准，甚至相互冲突因素影响下，对一系列可行的方案进行评价和决策的方法。冲突因素影响下，对一系列可行的方案进行评价和决策的方法。一般来说，多准则决策分析主要包括以下六项内容：一般来说，多准则决策分析主要包括以下六项内容： 1) 1)目的：决策过程需要达到的目的。目的：决策过程需要达到的目的。 2) 2)决策者：参与决策的可以一个人或多人，也可能由多个小组组决策者：参与决策的可以一个人或多人，也可能由多个小组组成。成。 3) 3)准则：影响决策的因素，是判断的标准，也是做出决策的依据。准则：影响决策的因素，是判断的标准，也是做出决策的依据。 4) 4)决策选项决策选项( (也称决策方案：供决策选择的不同可行备选方案。也称决策方案：供决策选择的不同可行备选方案。 5) 5)环境状态：所有的决策都是在某种环境中进行的，包括许多不环境状态：所有的决策都是在某种环境中进行的，包括许多不是决策者可以控制的因素。是决策者可以控制的因素。 6) 6)评价得分：每一个选项在不同评价准则下得到的评分，评价得评价得分：每一个选项在不同评价准则下得到的评分，评价得分是各种计算分析的基础。分是各种计算分析的基础。 多准则决策分析的出发点和基础是构造一个多准则决策分析的出发点和基础是构造一个决策矩阵决策矩阵决策矩阵决策矩阵。决策。决策矩阵由参与评价和决策的一系列候选决策方案和评价准则组成。矩阵由参与评价和决策的一系列候选决策方案和评价准则组成。假设决策矩阵假设决策矩阵c c是有是有1 1，i i个候选方案，个候选方案，1 1，j j个准则组成，个准则组成，决策矩阵决策矩阵C C可以表示如下可以表示如下其中：每一列都代表一个评价准则，每一行代表参加评价的其中：每一列都代表一个评价准则，每一行代表参加评价的一个候选方案。一个候选方案。C Cij是第是第i i个候选方案，在第个候选方案，在第J J个评价准则下的得分个评价准则下的得分( (评价结果评价结果) )。在实际情况中，都需要对。在实际情况中，都需要对C Cij进行某种标准化的技术进行某种标准化的技术处理，使各个准则下的得分便于相互比较。处理，使各个准则下的得分便于相互比较。中学的选址结果 R_land R_popu R_school 使用性使用性质质得分得分工工业业或或绿绿地地0 0（不能建（不能建设设）商商业业1 1居住居住2 2（可以建（可以建设设） 人口密度人口密度得分得分0 - 500 - 500 0（无需建（无需建设设）50 - 100 50 - 100 1 1100 - 200 100 - 200 2 2200 - 300 200 - 300 3 3（需要建（需要建设设）距离距离得分得分05000500米米0 0（不必建（不必建设设）50010005001000米米1 11000150010001500米米2 215001500米米3 3（必（必须须建建设设）R_landR_popuR_school)为什么采用乘法叠合为什么采用乘法叠合 ？为什么用权重为什么用权重 ？为什么要数值标准化？为什么要数值标准化？结合结合GISGIS的多准则决策分析的多准则决策分析1 1 确定问题确定问题 将现实中的问题，归纳或分解成可以进行分析将现实中的问题，归纳或分解成可以进行分析的目标和要求。的目标和要求。 2 2 选择准则选择准则2. 12. 1准则的目标和属性准则的目标和属性 在多准则决策分析中，评价的准则包括了两个概念：目标在多准则决策分析中，评价的准则包括了两个概念：目标和属性。和属性。“ “目标目标” ”可以理解为研究中准则要达到的状态，而可以理解为研究中准则要达到的状态，而“ “属性属性” ”则是具体要达到的指标。则是具体要达到的指标。 同一个准则的目标，可能会对应多个准则属性；不同的准同一个准则的目标，可能会对应多个准则属性；不同的准则目标可能会对应同一个属性。则目标可能会对应同一个属性。 在决策矩阵中，直接体现的是准则属性。在在决策矩阵中，直接体现的是准则属性。在GISGIS中，根据中，根据准则的属性来划分、生成准则地图。准则的属性来划分、生成准则地图。 2. 22. 2准则的基本要求准则的基本要求）完整，易于理解；）完整，易于理解；）可以定量；）可以定量；）在决策中确定的一组准则，可以随着问题的分解而分解；）在决策中确定的一组准则，可以随着问题的分解而分解；即准则之问相互独立，每一个准则都是有针对性。即准则之问相互独立，每一个准则都是有针对性。4 4 ）决策中确定的一组准则，没有多余、没有重复、内容不相互）决策中确定的一组准则，没有多余、没有重复、内容不相互交叉。交叉。2.32.3确定准则的方法确定准则的方法 一般来讲，需要决策的问题确定后，可以通过查阅相关文献、一般来讲，需要决策的问题确定后，可以通过查阅相关文献、资料，咨询专家等作为选择准则的辅助手段。对于复杂的问题，资料，咨询专家等作为选择准则的辅助手段。对于复杂的问题，在咨询专家时，还可以采用德尔菲法来选择、确定准则。在咨询专家时，还可以采用德尔菲法来选择、确定准则。3. 3.确定选项和生成准则地图确定选项和生成准则地图 3. 1 GIS 3. 1 GIS和准则图层和准则图层 选项选项备选地块备选地块 在在GISGIS中，用栅格模型或矢量模型表示图层，在不同准则下，则中，用栅格模型或矢量模型表示图层，在不同准则下，则表示为反映不同准则属性的专题图层，这种专题图层可称为准则表示为反映不同准则属性的专题图层，这种专题图层可称为准则地图。选项在相应准则下的得分在地图。选项在相应准则下的得分在GISGIS中就表示为准则地图中的某中就表示为准则地图中的某个属性。个属性。 3. 2 3. 2约束约束“ “约束约束” ”用于限制选项，剔除备选方案中不符合决策要求的部分。用于限制选项，剔除备选方案中不符合决策要求的部分。 3. 3 3. 3准则地图标准化处理准则地图标准化处理所谓标准化处理，是将决策矩阵中所有的选项得分值，转化成所谓标准化处理，是将决策矩阵中所有的选项得分值，转化成一种统一的计量尺度。一种统一的计量尺度。 标准化处理的方法：标准化处理的方法：最为常用的是线性比例转换最为常用的是线性比例转换最大值法：最大值法：得分范围法：得分范围法： 4. 4.确定权重的方法确定权重的方法 权重用来衡量准则的相对重要性，权重值越大，就表示该项准权重用来衡量准则的相对重要性，权重值越大，就表示该项准则对决策的重要性越大。则对决策的重要性越大。4.14.1排队法排队法 排队法是最简单的确定权重方法。它的原理是将每一个准则按排队法是最简单的确定权重方法。它的原理是将每一个准则按决策者认为的重要性和需要优先考虑的顺序排列，然后根据排列决策者认为的重要性和需要优先考虑的顺序排列，然后根据排列顺序来确定权重。顺序来确定权重。1)1)求和法求和法 2)2)倒数法倒数法 3)3)指数法指数法 4.24.2成对比较法成对比较法 成成对对比比较较法法来来源源于于层层次次分分析析法法，通通过过准准则则之之间间的的成成对对比比较较，产产生生一一个个比比例例矩矩阵阵，再再计计算算产产生生权权准准则则的的权权重重，是是确确定定权权重重的的一一种种主要方法。主要方法。 (1) (1)建立成对比较的比例矩阵建立成对比较的比例矩阵 成对比较法是采用一个成对比较法是采用一个1 19 9的相对值表示准则之间的相对重要的相对值表示准则之间的相对重要程度程度( (优先程度优先程度) )。其中。其中1 1表示两者同等重要，表示两者同等重要，9 9表示极其重要。表示极其重要。2 28 8则表示不同的重要程度。则表示不同的重要程度。 (2) (2)计算准则的权重计算准则的权重 将以上的比例矩阵中的每一列中的数相加求和。将以上的比例矩阵中的每一列中的数相加求和。 然后将比例矩阵中的每一个数除以所在列的和得到标准化的比然后将比例矩阵中的每一个数除以所在列的和得到标准化的比例矩阵。例矩阵。 在标准化的比例矩阵中，计算每一行数值的和，并除以评价准在标准化的比例矩阵中，计算每一行数值的和，并除以评价准则的个数则的个数( (本例中为本例中为5)5)，由此得到了每个准则的权重。，由此得到了每个准则的权重。 (3) (3) 一致性检验一致性检验 一致性检验采用一致性比率一致性检验采用一致性比率CR ( Consistency Ratio )CR ( Consistency Ratio )作为衡量标作为衡量标准。如果准。如果CR0.1CR15001500米米3 3（必（必须须建建设设）R_landR_popuR_school)