一种基于熵值和内外权重的沉降危害度区划方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种基于熵值和内外权重的沉降危害度区划方法。
【背景技术】
[0002] 沉降危害度分析涉及多个学科的多个方面，是按一定的目的和原则对沉降评价指 标进行定性或定量分级，鉴于地区经济、社会条件的不同，地面沉降灾害所导致的危害度也 不尽相同，但到目前为止，国内外尚无统一的沉降危害度区划标准。
【发明内容】
[0003] 针对上述问题，本发明提供一种基于熵值和内外权重的沉降危害度区划方法，基 于多因子评判的沉降危害度区划，减少人为因素对危害度评价指标因子的主观判断，具有 更高的可信度。
[0004] 为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：
[0005] -种基于熵值和内外权重的沉降危害度区划方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0006] 步骤1 :选取沉降危害度的评价指标，包括4个一级指标：成因指标、状态指标、危 害指标和易损性指标，其中，每个一级指标分别对应3个二级指标，12个二级指标依次为： 地下水开采量、孔隙水压力、建筑物集中荷载、累计沉降量、年沉降速率、分层沉降量、公路 平整度、地下管道弯曲强度、铁路IOm弦量测最大矢度、人口密度、道路密度和建筑密度；
[0007] 步骤2 :采用GIS和RS技术对研究区各项沉降危害度的评价指标数据进行量化采 集，得到原始数据矩阵U = (U^)nixn, Ul]为第i个监测点在第j个二级指标的数据采集值；
[0008] 步骤3 :对数据采集值进行归一化处理：
[0009]
[0010] 得到归一化的数据矩阵Y = (Ylj)nixn;
[0011] 步骤4 :计算指标熵值，利用熵值剔除无差异指标；
[0012] 步骤5 :评价指标等级划分：将沉降危害度评价指标划分为高指标区、次高指标 区、中等指标区、次低指标区、低指标区；
[0013] 步骤6 :计算评价指标内权重：计算单一的指标因子内部的权重分配关系；
[0014] 步骤7 :计算评价指标外权重：计算各指标因子相互间的权重关系；
[0015] 步骤8 :沉降危害度计算：在求得各项评价指标因子的内权重和外权重后，利用 GIS空间分析模块中的叠加分析功能对沉降区危害度进行区划。
[0016] 本发明的有益效果是：采用GIS和RS技术对评价指标数据进行量化采集，提高数 据的可信度，降低了人工采集数据所耗费的巨额成本；通过对指标数据进行归一化处理，解 决了各指标间的可比性，便于权重计算；通过熵值计算，剔除无差异指标；通过各指标因子 的内权重和外权重来评判沉降区危害度，减少了人为因素对危害度评价指标因子的主观判 断，使基于多因子评判的沉降危害度区划方法具有更高的可信度。
【附图说明】
[0017] 图1是本发明一种基于熵值和内外权重的沉降危害度区划方法的流程图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图和具体的实施例对本发明技术方案作进一步的详细描述，以使本领 域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限 定。
[0019] -种基于熵值和内外权重的沉降危害度区划方法，如图1所示，包括以下步骤：
[0020] 步骤1 :选取沉降危害度的评价指标，包括4个一级指标：成因指标、状态指标、危 害指标和易损性指标。在遵循科学性、层次性和多样性的原则下，从成因指标、状态指标、危 害指标及易损性指标四个一级指标入手。
[0021] 其中，每个一级指标分别对应3个二级指标，12个二级指标依次为：地下水开采 量、孔隙水压力、建筑物集中荷载、累计沉降量、年沉降速率、分层沉降量、公路平整度、地下 管道弯曲强度、铁路IOm弦量测最大矢度、人口密度、道路密度和建筑密度，具体对应关系 如表1所示：
[0022] 表1指标分级
[0023]
[0024] 步骤2 :采用GIS和RS技术对研究区各项沉降危害度的评价指标数据进行量化采 集，得到原始数据矩阵U = (U^)nixn, Ul]为第i个监测点在第j个二级指标的数据采集值；
[0025] 步骤3 :对数据采集值进行归一化处理：
[0026]
⑴.
[0027] 得到归一化的数据矩阵Y = (Y1Jnixn;
[0028] 为了解决数据的可比性，便于权重计算，采用无量纲处理中的归一化方法对其进 行处理。
[0029] 步骤4 :计算指标熵值，利用熵值剔除无差异指标；
[0030] 步骤5 :评价指标等级划分：将沉降危害度评价指标划分为高指标区、次高指标 区、中等指标区、次低指标区、低指标区；
[0031] 步骤6 :计算评价指标内权重：计算单一的指标因子内部的权重分配关系；
[0032] 步骤7 :计算评价指标外权重：计算各指标因子相互间的权重关系；
[0033] 步骤8 :沉降危害度计算：在求得各项评价指标因子的内权重和外权重后，利用 GIS空间分析模块中的叠加分析功能对沉降区危害度进行区划。
[0034] 优选，步骤4中，计算各指标熵值，公式如下：
[0035]
[0036] 式中，e]为第j个指标的熵值，如果所有的监测点在指标j上的熵值完全一样时， 说明该指标未能向决策者提供有效的信息，说明在该指标下，所有监测点之间的评价是无 差异的，则去掉该指标。
[0037] 优选，步骤5中，按五级分类法将各指标因子分为高、次高、中等、次低、低五个级 另Ij，其公式如下：
[0038]
[0039]
[0040]
[0041] 式中，yljniax为指标列中的最大值；y inun为指标列中的最小值；d为分级区间等比中 值；a i为分级区间取值范围，其中 α 1=5^_、a 2=yijnin+d、a 3=yijnin+2d、a 4=yijnax-2d、 α 5= y i.jmax_d、a 6= y Ijmax5S s 5依次表示为高指标区、次高指标区、中等指标区、次低指 标区和低指标区。
[0042] 优选，步骤6中，指标因子内权重表示单一的指标因子内部的权重分配关系，其公 式如下·
[0043]
[0044] 式中，wpq为各危害性指标因子内权重，p为步