专利名称：一种基于人类扰动强度的参照湖泊定量化确定方法
技术领域：
本发明属于环境保护技术领域，具体涉及一种基于人类扰动强度的参照湖泊定量化确定方法。
背景技术：
参照湖泊(Reference Lake)是指未受人 类影响或受人类影响非常小且维持最佳用途的湖泊，可代表该区域地区自然生物学的、物理的和化学的完整性。参照湖泊是一个区域的代表，它们的状态应代表该区域内可预测的类似湖泊中受影响最小状态的最佳范围。通常情况下，没有受到人类干扰的湖泊是不存在的。欧洲水框架指令中建议湖泊参照状态可以有较小的波动范围，这意味着人类影响是允许的，只要没有或只有很小的生态影响。因此，一般会选择受人类影响最小的湖泊作为参照湖泊。参照湖泊是确定区域湖泊参照状态的重要方法之一，也是确定湖泊恢复到最佳状态的基线。不同区域的湖泊在成因、类型、演变过程、营养物效应以及物理、化学、生物学特性等方面均存在着显著的地域性差异，同时湖泊流域人口密集、社会经济发达，湖泊普遍受人类扰动大，科学地筛选出不同生态分区的参照湖泊是建立生态分区湖泊营养物基准，进行湖泊的保护、评估和管理的重要基础。目前，国际上尚未形成统一的定量化确定参照湖泊的标准方法，没有统一的指标体系，只是根据定性和定量指标分步筛选确定参照湖泊。研究结果受研究人员的人为主观影响很大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于人类扰动强度的参照湖泊定量化确定方法。为实现上述目的，本发明提供的基于人类扰动强度的参照湖泊定量化确定方法，其主要步骤包括I)在目标区域内，确定区域内候选参照湖泊，应用主成分分析方法确定湖泊流域人类扰动强度的指标，建立候选参照湖泊评价指标体系及其等级标准；2)确定评价指标权重对候选参照湖泊评价指标重要性进行两两比较，建立基于层次结构的模糊互补判断矩阵A，对矩阵A进行一致性判断；其中矩阵A = (aij)6X6，且O彡Bij ( Lai^aji = 1(式中的i、j为候选参照湖泊评价指标)；3)用集对分析方法计算候选参照湖泊评价指标情况下，候选参照湖泊与评价等级之间的单指标联系度，以及候选参照湖泊与评价等级间的综合联系度；4)评价候选参照湖泊等级，确定参照湖泊。所述基于人类扰动强度的参照湖泊定量化确定方法，其中，湖泊流域人类扰动强度的指标包括湖泊流域的自然植被、湖岸带宽度、农业、点源排放、最小栖息地得分和城市用地；建立的候选参照湖泊评价指标体系及其等级标准分为A-F六类，其中A类为理想的流域和湖泊状态，没有人类干扰的流域；
B类是优良的流域和湖泊状态；C类为临界的流域和湖泊状态，有一定的人类干扰，但湖泊水生态系统稳定；D类是低于临界流域和湖泊状态的湖泊，在湖泊或流域有相当的人类干扰出现；E类为差的湖泊和流域状态，在湖泊和流域都有相当的人类干扰出现；F类是非常差的湖泊和流域状态，人类干扰大范围的贯穿湖泊和流域。所述基于人类扰动强度的参照湖泊定量化确定方法，其中，确定评价指标权重是采用基于模拟退火算法混合加速遗传算法的层次分析法，以一致性指标系数最小化为目标，对各指标的权重进行计算；修正的模糊互补判断矩阵B = (I^ij)6x6各指标的权重为{ ω i I i = 1，2，. . .，6}，则使下式最小的B为A的最优模糊一致判断矩阵
权利要求
1.一种基于人类扰动强度的参照湖泊定量化确定方法，其主要步骤包括 1)在目标区域内，确定区域内候选参照湖泊，应用主成分分析方法确定湖泊流域人类扰动强度的指标，建立候选参照湖泊评价指标体系及其等级标准； 2)确定评价指标权重 对候选参照湖泊评价指标重要性进行两两比较，建立基于层次结构的模糊互补判断矩阵A，对矩阵A进行一致性判断;其中矩阵A = (aij)6X6，且O彡Bij ( l,aij+aji = I ;式中的i、j为候选参照湖泊评价指标； 3)用集对分析方法计算候选参照湖泊评价指标情况下，候选参照湖泊与评价等级之间的单指标联系度，以及候选参照湖泊与评价等级间的综合联系度； 4)评价候选参照湖泊等级，确定参照湖泊。
2.根据权利要求I所述基于人类扰动强度的参照湖泊定量化确定方法，其中，湖泊流域人类扰动强度的指标包括湖泊流域的自然植被、湖岸带宽度、农业、点源排放、最小栖息地得分和城市用地；建立的候选参照湖泊评价指标体系及其等级标准分为A-F六类，其中 A类为理想的流域和湖泊状态，没有人类干扰的流域； B类是优良的流域和湖泊状态； C类为临界的流域和湖泊状态，有一定的人类干扰，但湖泊水生态系统稳定； D类是低于临界流域和湖泊状态的湖泊，在湖泊或流域有相当的人类干扰出现； E类为差的湖泊和流域状态，在湖泊和流域都有相当的人类干扰出现； F类是非常差的湖泊和流域状态，人类干扰大范围的贯穿湖泊和流域。
3.根据权利要求I所述基于人类扰动强度的参照湖泊定量化确定方法，其中，确定评价指标权重是采用基于模拟退火算法混合加速遗传算法的层次分析法，以一致性指标系数最小化为目标，对各指标的权重进行计算；修正的模糊互补判断矩阵B = (I3ij)6x6各指标的权重为l>i|i = 1，2，...，6}，则使下式最小的B为A的最优模糊一致判断矩阵
4.根据权利要求I所述基于人类扰动强度的参照湖泊定量化确定方法，其中，釆用的集对分析方法如下式
5.根据权利要求I所述基于人类扰动强度的参照湖泊定量化确定方法，其中，评判候选参照湖泊的等级时，将级别特征值
6.根据权利要求I或5所述基于人类扰动强度的参照湖泊定量化确定方法，其中，评判候选参照湖泊的等级时，采用置信度准则评判候选参照湖泊i的等级比
全文摘要
一种基于人类扰动强度的参照湖泊定量化确定方法，其主要步骤包括1)在目标区域内，确定区域内候选参照湖泊，应用主成分分析方法确定湖泊流域人类扰动强度的指标，建立候选参照湖泊评价指标体系及其等级标准；2)确定评价指标权重，对候选参照湖泊评价指标重要性进行两两比较，建立基于层次结构的模糊互补判断矩阵A，对矩阵A进行一致性判断；其中矩阵A＝(aij)6×6，且0≤aij≤1，aij+aji＝1；3)用集对分析方法计算候选参照湖泊评价指标情况下，候选参照湖泊与评价等级之间的单指标联系度，以及候选参照湖泊与评价等级间的综合联系度；4)评价候选参照湖泊等级，确定参照湖泊。本发明对于参照湖泊的定量化选择以及湖泊的保护、评估和管理都有重要的实际意义。
文档编号G06F19/00GK102789546SQ20121024134
公开日2012年11月21日 申请日期2012年7月12日 优先权日2012年7月12日
发明者何卓识, 席北斗, 苏婧, 霍守亮 申请人:中国环境科学研究院