[发明专利]基于改进距的水资源能效可拓生态评价方法

权利要求书

1.一种基于改进距的水资源能效可拓生态评价方法，该技术方法包含以下步骤：

（1）水资源能效数据采集：以居民问卷、现场考察及水利部门档案等多种方式调研待评价地区水资源，分析该地区的地理环境、水资源能效利用率、生态模式及生活经济相关性，整合待评价地区水资源描述，确立候选模式作为评价对象。

（2）水资源能效评价指标体系建立：评价指标的选取必须注意评价的目的性、全面性、稳定性与可行性原则，评价指标的确定要以实际情况为基础，并结合《水资源评价导则SL/T238-1999》和各地方的水资源建设、使用和管理条例或方案作为参照标准。在水资源描述整合的基础上，确定水资源能效评价目标，并建立由多维物元模型表示的评价指标体系：

M=Omc1v1c2v2......cnvn=M1M2...Mn={M11,...M1j1,...,Mn1,...Mnjn}---(1)]]>

O_m为评价体系，c_i为一级评价指标特征，v_i为关于c_i的量值。M＝{M₁，M₂，...，M_n}为一级评价指标集，为二级评价指标集，M_ij表示第i个一级指标下的第j个二级指标，以此类推。

（3）评价目标的关联函数求解：依据居民对该地区水资源的期望要求，确定期望区间[a,b]和期望目标值e，再结合实际情况给出对应的目标区间[c,d]，得到各个评价目标的理想区间X₀、可行区间X和最优值x₀，其计算公式可分为2种类型（增益型和减益型），增益型计算公式f⁺(X₀,X,x₀)为：

f+(X0,X,x0)=c<aX0=[a,b]X=[c,d]x0=(d+e)/2a＜c＜bX0=[c,d]X=[a,d]x0=(d+e)/2c>bX0=[a,d]X=[2a-b,d]x0=(d+e)/2---(2)]]>

减益型计算公式f^-(X₀,X,x₀)为：

f-(X0,X,x0)=d<aX0=[c,b]X=[c,2b-a]x0=[(2b-a)+e]/2a＜d＜bX0=[a,d]X=[c,d]x0=(b+e)/2d>bX0=[a,d]X=[c,d]x0=(d+e)/2---(3)]]>

依据得到的理想区间、可行区间和最优值，建立未知点x到理想区间X₀的侧距ρ(x,x₀,X₀)，及未知点x到理想区间X₀和可行区间X的位值关系D(x,X₀,X)，即可构建评价指标M_i的关联函数：

k(x)=ρ(x,x0,X0)D(x,X0,X)---(4)]]>

（4）评价指标的初次评价：为了简化计算与提高评价效率，因此对评价方案做初次评价。分析各评价指标关联函数计算值是否大于0，且大于0的个数是否超过评价方案中评价指标总数的一半原则对评价方案进行筛选，除去不满足要求的方案，为满足的评价方案做再次可拓评价准备。

（5）评价指标规范关联度计算：对满足再次评价的方案中各评价指标做规范关联度计算。关联函数计算方法能去除量纲差异的影响，实现评价指标的无量纲化，但是得到的函数计算值可能存在着较大的差异，因此为了评价的有效性需对评价指标M_i作规范关联度计算。增益型关联度k⁺_ij计算为：

k+ij=kij-minkijmaxkij-minkij,Num(kij)>3k+ij=|kij|Σ|kij|,Num(kij)=2---(5)]]>

减益型关联度k^-_ij计算为：

k-ij=maxkij-kijmaxkij-minkij,Num(kij)>3k-ij=|ki(j+1)|Σ|kij|,Num(kij)=2---(6)]]>

其中，maxk_ij和mink_ij分别表示评价指标M_i中第j个二级指标的最大关联函数值和最小关联函数值，Num(k_ij)表示关联函数值的个数。

在规范化关联函数值过程中会把负值参数正数化，在单一评价指标下，不影响其评价效果，但在多评价指标时，在保留正负号，保证在整体评价过程中评价作用不变原则。

（6）评价指标关联衡量的权重确定：水资源能效评价模型指标体系较为复杂，指标之间的耦合关系较多，单一权系数方法确定方法难以得到较为信服的均衡性指标，因此通过综合四种权重确定方法，得到一种能消除理想评价指标与现实环境下指标的较大偏差性的权系数计算方法。

（6.1）标准差法：该方法以衡量指标为评价参数，计算衡量指标的标准差来确定属性的权重。某个属性的标准差越大，表明指标值的变异程度越大，提供的信息量越多，在综合评价中所起的作用越大，其权重也越大，因为变异程度大说明其对实例检索的贡献越大，反之亦然。

（6.2）层次分析法：依据评价指标体系，计算分级评价指标的权系数，且每一级的评价指标权系数之和为1。两两对比的取值一般为正整数1~9及其倒数。再求层次矩阵的最大特征值对应的特征向量，归一化后其分量即为该层次某个评价指标的权重，综合各层次的权重，即可得各指标的权重。

（6.3）满意度法：一般把评价指标分为很不满意、不满意、不甚满意、一般、基本满意、满意、很满意7个梯级，并建立相应的百分值作为权重。也可以根据实际的情况分为5个阶梯或者3个阶梯。针对水资源能效的评价指标问题上，需建立7个阶梯的满意度法，并赋予其权系数。

（6.4）基于改进可拓距的权重计算：以可拓距为基础，通过对可拓距的公式改进，计算评价参数到目标区间的值并归一化，以此作为权重。设x为评价指标参数，区间A=[a1,a2]为评价指标可拓域，区间B=[b1,b2]为评价指标可行域，且可拓距ρ计算公式为：

ρ(A,B)=|b2+b12-a2+a12|-(b2-b12-a2-a12)---(7)]]>

由于上式不满足ρ(A,B)=ρ(B,A)，现将其改进为式(9)：

ρ(A,B)=|b2+b12-a2+a12|+|b2-b12-a2-a12|---(8)]]>

当a1=a2=a时，由式(8-9)可推导出点与区间之距为式(10)：

ρ(a,B)=|b2+b12-a|+b2-b12=b2-a,a＜b2+b12a-b1,a>b2+b12---(9)]]>

再对得到距的计算值进行归一化操作，得到M_i对应的权系数w_i：

（7）可拓评价与差异性分析：

C(Ml)=wl(Σi=1nkli)---(11)]]>

D(Ml)=Σi=1n[wlkli-1]2---(12)]]>

OUT(M)=max1<l<n(C(Ml)D(Ml))---(13)]]>

其中C(M_l)、D(M_l)和OUT(M)分别表示为指标M_l的可拓综合评价值、指标M_l的差异性评价值和最终输出的评价指标，l＝1,2,…,n，依据可拓评价值进行差异性分析，选取差异性最均衡的候选模式为最优方案输出。