专利名称：一种土地巡查车功能评价的方法
技术领域：
本发明属于土地调查测绘技术领域，涉及对土地巡查车的功能评价，应用层次分 析法与德尔菲法相结合，为一种土地巡查车功能量化评价的方法。
背景技术：
为满足国家严格土地管理、加强土地执法监察的业务需求，东南大学在现有的土 地调查及车载导航定位技术成果基础上，2006年11月承担了国土资源部“土地执法巡查 车”预研项目，设计了土地执法车载系统总体框架和功能需求，研制出了 “土地执法试验 车”，并在南京郊区进行了初步试验。2007年12月，为国家土地督察北京局研制出了“国家 土地督察001号车”，并在华北五省区进行了大范围的示范应用，得到国土资源部领导和专 家的充分肯定。在实际应用中，车载土地巡查系统充分体现了巡查车的灵活、快速、机动的特点， 大大提高了土地执法部门的办案效率和质量，但是尚未从理论上评价车载土地巡查系统的 功能，国土部门在装备土地巡查车系统时缺少可操作的技术标准。因此，为了规范国家土地 巡查车系统装备和技术条件，保障土地巡查车改讲装的质量与性能，在土地巡查车系统装 配完毕以及土地巡查工作开展之前，必须对土地巡查车系统的功能进行客观、准确地评价。目前土地巡查车系统尚处于研制示范阶段，到底用什么方法进行评价、如何建立 与评价功能相结合的数学模型还没有确切方法可鉴。土地巡查车系统的功能是根据国土管 理部门的实际业务需求进行调研统计而设计的，这些可作为评价模型建立的数据基础。为 使评价结果明显，必须实现评价结果的数学量化。
发明内容
本发明要解决的问题是目前土地巡查车的各功能需要量化的评价方法，来实现 客观、准确的评价。本发明的技术方案为一种土地巡查车功能评价的方法，其特征是建立评价准则， 即评价指标，包括巡查导航定位、实地核查取证、信息管理、数据通讯，运用层次分析法设置 土地巡查车系统的评价准则权值，然后运用德尔菲法确定所述评价准则的评分值，得到土 地巡查车功能评价的量化值，包括以下步骤1)、统计土地巡查车系统各评价准则的需求度，获取层次分析法的信息来源；2)、运用层次分析法确定土地巡查车系统评价准则的权值，首先根据土地巡查车 的功能建立递阶层次结构模型，目标层为土地巡查车功能评价，准则层包括巡查导航定位 Wi、实地核查取证^、信息管理w3、数据通讯w4及它们的子准则，方案层就是将评价指标具体 化，通过递阶层次结构模型构造土地巡查车系统评价模型的判断矩阵，然后进行特征向量 求解，得出土地巡查车各评价准则的权值，并对判断矩阵进行一致性检验，判断得到的评价 准则权值是否有效；3)、运用德尔菲法确定方案层每一个具体评价指标的最高量化值，分别对递阶层次结构模型的评价准则及其子准则进行评分，评价准则的权值与所述评分乘积之和即为土 地巡查车的总体评分值；4)、对土地巡查车的总体评分值划分等级，根据各土地巡查车的总体评分值评价 土地巡查车的功能。本发明步骤2)中，巡查导航定位A的子准则包括核查区域引导Wn，核查地块引导W12，车辆坐标显 示w13，人车轨迹记录w14，目标地点设定w15，网络路径分析w16 ；实地核查取证W2子准则包括坐标转换W21，地块面积确定W22，底图地块显示W23， 摄像取证w24，目的地导航w25，采集数据回发w26，采点时间设置w27，全站仪通讯w28，多图层管 理w29，实地信息采集W21Q ；信息管理W3子准则包括核查方案形成W31，车辆信息管理W32，业务信息管理W33， 远程数据获取w34，巡查报告形成w35，系统安全管理w36，核查终端监控w37，核查数据备份 W38；数据通讯1子准则包括车到室内W41，室内至车W42，实地至车W43，GPS传I播发w44，数据安全管理w45。 将递阶层次结构模型中的评价准则巡查导航定位A、实地核查取证^、信息管理 W3、数据通讯W4两两对比，得到土地巡查车系统评价模型的判断矩阵A 对于判断矩阵A，计算满足下式的最大特征根和特征向量A=入maxY式中为判断矩阵A的最大特征根，Y为对应于入.的正规化特征向量，特征 向量Y经归一化后即为同一层次相应因素对于上一层次某因素相对重要性的排序权值，Y 的分量t，i = 1，2，3，4即是相应因素的单排序权值。本发明优选采用和积法计算Y的分量t，i = 1，2，3，4和最大特征根Xmax，具体步 骤如下第一步将判断矩阵A元素按列归一化计算 其中，aiJ表示判断矩阵A中各元素，akJ表示判断矩阵A的j列元素；第二步将按列归一化后的元素按行相加计算，示,为归一化后的矩阵的各行之 和
第三步将向量Y1[Y1,Y2,Y3,Y4]T正规化 第四步计算判断矩阵A的最大特征根入maX 式中(AY)、表示向量AY的第i个分量。
本发明判断矩阵A的一致性检验为
计算一致性准则C工和相对一致性检验的检验系数CR
其中R工是平均随机一致性准则，可通过查表获得；相对一致性准则CR愈小，判断矩阵A的一致性愈好；当CR<o．1时，认为判断一致性符合要求，其相应特征向量有效，即计算得到的评价准则权值有效，否则重新调整判断矩阵A重新确定各评价准则之间的相关性，以确定新的判断矩阵。
德尔菲法是采用匿名发表意见的方式，通过多轮次调查专家对问卷所提问题的看法，经过反复征询、归纳、修改，最后汇总成专家基本一致的看法，作为预测的结果，包括对一问题的量化预测，本发明将其用于实现车载土地巡查系统功能评价的量化。从调研统计结果看，国土部门总的功能需求是一致的，由于各地区的地形、业务需求等的差别，对每一功能的需求度存在一定差别，也就说对该套系统每项功能的评价存在层次结构，本发明采用层析分析法思想一一运用先分解后综合的系统思想，整理和综合人们的主观判断，使定性分析和定量分析有机结合，实现定量化决策。本发明在评价土地巡查车系统功能时，具体运用了层次分析法和德尔菲法相结合的方法，将定性和定量相结合，最后由定量值表现出来的，减少人为主观臆断带来的偏差，使得评价结果更科学合理、更接近实际。
图l是本发明总体操作流程图。
图2是本发明车载土地巡查系统评价体系构建体系图。I0040-I 图3是本发明中层次分析法的流程图。
图4是本发明中德尔菲法的流程图。
图5是本发明评价结果计算流程图。
具体实施方式
本发明的目的在于实现土地巡查车的功能量化评价，提出了一种将层次分析法与德尔菲法相结合的方法，将功能评价结果数字化，使得评价结果更加客观、直观。本发明设 计合理，操作方便，也可作为检测土地巡查车系统配备所能达到的等级。为达到上述目的，本发明采用以下技术方案首先运用层次分析法的原理，分别设置车载巡查系统的巡查导航定位、实地核查 取证、信息管理、数据通讯等4个评价准则权值，然后运用德尔菲法确定巡查导航定位、实 地核查取证、信息管理、数据通讯等4个评价准则的评分值，最终计算车载巡查系统功能的 评价量化值。如图1，本发明基本步骤如下1)、国土监管部门的实际业务不同地区的业务需求不同，通过各地区土地主管部 门巡查需求调研分析，统计土地巡查车系统各评价准则的需求度，获取层次分析法的信息 来源；2)、运用层次分析法确定土地巡查车系统评价准则的权值，首先根据土地巡查车 的功能建立递阶层次结构模型，目标层为土地巡查车功能评价A，准则层包括巡查导航定位 A、实地核查取证^、信息管理W3、数据通讯W4及它们的子准则，通过递阶层次结构模型构造 土地巡查车系统评价模型的判断矩阵，然后进行特征向量求解及其一致性检验，得出土地 巡查车各评价准则的权值；3)、运用德尔菲法分别对递阶层次结构模型的评价准则及其子准则进行评分，评 价准则的权值与所述评分乘积之和即为土地巡查车的总体评分值；4)、对土地巡查车的总体评分值划分等级，根据各土地巡查车的总体评分值所属 的等级评价土地巡查车的功能。如图3，基本步骤的具体实现为1)评价体系的建立为了评价车载土地巡查系统的功能，确定巡查导航定位、实地核查取证、信息管理 和数据通讯作为评价准则，建立评价体系，也就是递阶层次结构模型，如图2。巡查导航定位子项有核查区域引导，核查地块引导，车辆坐标显示，人车轨迹记 录，目标地点设定，网络路径分析。实地核查取证子项有坐标转换，地块面积确定，底图地块显示，摄像取证，目的地 导航，采集数据回发，采点时间设置，全站仪通讯，多图层管理，实地信息采集。信息管理子项有核查方案形成，车辆信息管理，业务信息管理，远程数据获取，巡 查报告形成，系统安全管理，核查终端监控，核查数据备份。数据通讯子项有车到室内，室内至车，实地至车，GPS信息播发，数据安全管理。2)评价准则的数学量化为了建立数学模型，将各个评价准则数学化，用数学代号Wi代表土地巡查车系统 各项功能的评价准则，用数学代号代表各子项评价准则，对应如下表
-人车轨迹记录w15-实地核查取证子项W(21_21Q) -坐标转换 w22--摄像取证 -采点时间设置W2:
W2 ff, ff9.
24
25
-核查地块引导w: -目标地点设定W:
-地块面积确定w: -目的地导航
站仪通讯w2,
13
26
_ 土
-车辆坐标显示 -网络路径分析
-底图地块显示 -采集数据回发 -多图层管理
W,
-实地信息采集
210
信息管理子项w(31-38)
W3 ff. ff.
34
37
-核查方案形成W: -远程数据获取w: -核查终端监控W.
32
38
-车辆信息管理W: -巡查报告形成w3l -核查数据备份
33
-业务信息管理 -系统安全管理
数据通讯子项W
(41-45)
41
44
-车到室内 -GPS信息播发
I
42
W,
45
-室内至车 -数据安全管理
I
43
-实地至车
3)构造评价模型的判断矩阵
根据调研各省市国土管理部门的业务需求，确定出车载土地巡查系统功能评价的 四个要素{巡查导航定位、实地核查取证、信息管理、数据通讯}的优选级分数消工ff2 ff3 W4}，即将这四个要素作为评价准则，判断各个准则的相对重要性，将它们两两对比，建立评 价模型的判断矩阵。判断矩阵如下 A 4)层次单排序及一致性检验判断矩阵A对应于最大特征根入_的特征向量Y，经归一化后即为同一层次相应 因素对于上一层次某因素相对重要性的排序权值。对于判断矩阵A，计算满足下式的特征根 和特征向量。A=入maxY式中为判断矩阵A的最大特征根，Y为对应于的正规化特征向量，特征 向量Y经归一化后即为同一层次相应因素对于上一层次某因素相对重要性的排序权值，Y 的分量U”i = 1，2，3，4即是相应因素的单排序权值。计算判断矩阵的最大特征根及其对应的特征向量Y，从而确定权值1，本发明 采用和积法计算。具体步骤如下第一步将判断矩阵A元素按列归一化计算 和
其中，表示判断矩阵A中各元素，akJ表示判断矩阵A的j列元素；
第二步将按列归一化后的元素按行相加计算，示,为归一化后的矩阵的各行之
第三步将向量Y2 Ys规化 第四步计算判断矩阵A的最大特征根入, 式中(AY) i表示向量AY的第i个分量，即特征矩阵A与t的乘积。第五步判断矩阵的一致性检验一致性准则的公式为CI = max_^ n=4检验系数的计算公式为CR = —
RI是平均随机一致性准则，可通过查表获得。 RI系数表 一股情况下，相对一致性准则CR愈小，判断矩阵的一致性愈好。当CR < 0. 1时， 认为判断一致性符合要求，否则需要重新调整判断矩阵。5)德尔菲法制定评分标准德尔菲法用来确定方案层每一个具体指标的最高量化值。车载土地巡查系统功能 评分标准及评分方法的制定需要对整车的功能和性能非常了解的专家，确定10名来自测 绘工程、卫星导航、土地管理、精密仪器、计算机等领域的专家组成专家组。如图4，通过德尔 菲法进行评分，向所有专家发出调查问卷，并要求专家反馈意见，对评价准则的各子准则进 行评分，得到评价准则的评分。通过对专家的意见进行收集、汇总、对比，再次分发给各位专 家。如此反复进行4次，最终使反馈数据趋于收敛，也就是评分结果一致，得到较为客观详 实的调查结果。最后评价准则的权值与所述评分乘积之和即为土地巡查车的总体评分值。对土地 巡查车的总体评分值划分等级，根据各土地巡查车的总体评分值所属的等级就实现量化评 价土地巡查车的功能。下面通过一个具体实施例来说明本发明方法的实施。(1) 土地巡查需求分析通过调研获取调研表如表1所列，统计出土地管理部门对车载土地巡查系统各功 能的需求度，巡查导航定位Wi需求度为122，实地核查取证W2需求度为213，信息管理化需 求度为246，数据通讯W4需求度为98。表1车载土地巡查系统功能需求度调查表
(2)层次分析法确定评价准则权值建立评价模型的判断矩阵A，即 1 0.500 0.500 1" 计算判断矩阵A的最大特征根入.及其对应的特征向量Y，Y的分量t，i = 1,2, 3,4即是相应因素的单排序权值，本发明采用和积法计算。具体步骤如下CN 101853481 A
说明书
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0136]
1)将判断矩阵元素按列归一化计算 - 1 ____- 2
aw =.
31 =.
an -.
1+2+2+1
_2_
1+2+2+1 0.500
=0.167a2i = =0.333a4i = =0.
32 = ■
ai3 =.
33 =
a\4 =.
0.500 + 1 + 1 + 0.500
_1_
0.500 + 1 + 1 + 0.500
0.500 0.500 + 1 + 1 + 0.333
_1_
0.500 + 1 + 1 + 0.333 1
1+2+2+1 1
1+2+2+1 167^22 =
=0.333
=0.167 1
34 = ■
1+2+3+1 3
=0.143^24 =
=0.333^42 =
=0.177^23 =
=0.353^43 = 2
=0.429^44 =
1+2+3+1
于是标准的判断矩阵为
1+2+3+1 1
1+2+3+1
0.500 + 1 + 1 + 0.500
0.500 0.500 + 1 + 1 + 0.500
_1_
0.500 + 1 + 1 + 0.333
0.333 0.500 + 1 + 1 + 0.333
=0.286
=0.333
=0.167
=0.353
=0.118
=0.143
0124] A =
0.1670.1670.1770.1430.3330.3330.3530.2860.3330.3330.3530.4290.1670.1670.1180.143
2)将按列归一化后的元素按行相加计算 E = 0.167 + 0.167 + 0.177 + 0.143 = 0.654 K = 0.333+ 0.333+ 0.353+ 0.286 = 1.305 E = 0.333+ 0.333+ 0.353+ 0.429 = 1.448 K = 0.167+ 0.167+ 0.118 + 0.143 = 0.595
则特征向量为 Y =
Tc 4)计算判断矩阵的最大特征根
5)判断矩阵的-一致性准则为 判断矩阵为4X4阶矩阵，查表得RI = 0. 90。计算随机一致性比例，即检验系数为 由此可知，矩阵满足一致性要求，其相应特征向量有效，即评价准则{巡查导航定 位、实地核查取证、信息管理、数据通讯}权值为{0. 163 0. 326 0. 362 0. 149}。(3)检测车载土地巡查系统，通过德尔菲法确定评价准则评分值巡查导航定位 实地核查取证 信息管理 数据通讯 表中最高分是通过德尔菲法确定的，也就是由德尔菲法确定方案层每一个具体评 价指标的最高量化值，实得分是将土地巡查车置于示范区通过实际检测得到的。(4)计算车载土地巡查系统功能评价量化值最后各项评价准则的权值与所述评分乘积之和即为土地巡查车的总体评分值。对 土地巡查车的总体评分值划分等级，根据各土地巡查车的总体评分值所属的等级就实现量 化评价土地巡查车的功能。车载土地巡查系统评价结果表
权利要求
一种土地巡查车功能评价的方法，其特征是建立评价准则，即评价指标，包括巡查导航定位、实地核查取证、信息管理、数据通讯，运用层次分析法设置土地巡查车系统的评价准则权值，然后运用德尔菲法确定所述评价准则的评分值，得到土地巡查车功能评价的量化值，包括以下步骤1)、统计土地巡查车系统各评价准则的需求度，获取层次分析法的信息来源；2)、运用层次分析法确定土地巡查车系统评价准则的权值，首先根据土地巡查车的功能建立递阶层次结构模型，目标层为土地巡查车功能评价，准则层包括巡查导航定位W1、实地核查取证W2、信息管理W3、数据通讯W4及它们的子准则，方案层就是将评价指标具体化，通过递阶层次结构模型构造土地巡查车系统评价模型的判断矩阵，然后进行特征向量求解，得出土地巡查车各评价准则的权值，并对判断矩阵进行一致性检验，判断得到的评价准则权值是否有效；3)、运用德尔菲法确定方案层每一个具体评价指标的最高量化值，分别对递阶层次结构模型的评价准则及其子准则进行评分，评价准则的权值与所述评分乘积之和即为土地巡查车的总体评分值；4)、对土地巡查车的总体评分值划分等级，根据各土地巡查车的总体评分值评价土地巡查车的功能。
2.根据权利要求1所述的土地巡查车功能评价的方法，其特征是步骤2)中，巡查导航定位W1的子准则包括核查区域引导W11,核查地块引导W12，车辆坐标显示W13，人车轨迹记录W14，目标地点设定W15，网络路径分析W16 ；实地核查取证W2子准则包括坐标转换W21，地块面积确定W22，底图地块显示W23，摄像 取证W24，目的地导航W25，采集数据回发W26，采点时间设置W27，全站仪通讯W28，多图层管理 W29,实地信息采集W21tl ；信息管理W3子准则包括核查方案形成W31，车辆信息管理W32，业务信息管理W33，远程 数据获取W34，巡查报告形成W35，系统安全管理W36，核查终端监控W37，核查数据备份W38 ；数据通讯W4子准则包括车到室内W41，室内至车W42，实地至车W43，GPS信息播发W44，数 据安全管理w45。
3.根据权利要求2所述的土地巡查车功能评价的方法，其特征是将递阶层次结构模型 中的评价准则巡查导航定位W1、实地核查取证W2、信息管理W3、数据通讯W4两两对比，得到 土地巡查车系统评价模型的判断矩阵A 对于判断矩阵A，计算满足下式的最大特征根和特征向量A=入max Y式中λ max为判断矩阵A的最大特征根，Y为对应于λ_的正规化特征向量，特征向量 Y经归一化后即为同一层次相应因素对于上一层次某因素相对重要性的排序权值，Y的分 量Y”i = 1，2，3，4即是相应因素的单排序权值。
4.根据权利要求3所述的土地巡查车功能评价的方法，其特征是采用和积法计算Y的 分量Yi, i = 1，2，3，4和最大特征根λ_，具体步骤如下第一步将判断矩阵A元素按列归一化计算 - ay 其中，Bij表示判断矩阵A中各元素，akJ表示判断矩阵A的j列元素；第二步将按列归一化后的元素按行相加计算，示,为归一化后的矩阵的各行之和 第四步计算判断矩阵A的最大特征根λ_ 式中(AY)i表示向量AY的第i个分量。
5.根据权利要求3或4所述的土地巡查车功能评价的方法，其特征是判断矩阵A的一 致性检验为计算一致性准则CI和相对一致性检验的检验系数CR 其中RI是平均随机一致性准则，可通过查表获得；相对一致性准则CR愈小，判断矩阵 A的一致性愈好；当CR < 0. 1时，认为判断一致性符合要求，其相应特征向量有效，即计算 得到的评价准则权值有效，否则重新调整判断矩阵A 重新确定各评价准则之间的相关性， 以确定新的判断矩阵。
全文摘要
一种土地巡查车功能评价的方法，建立评价准则，包括巡查导航定位、实地核查取证、信息管理、数据通讯，运用层次分析法设置土地巡查车系统的评价准则权值，然后运用德尔菲法确定所述评价准则的评分值，得到土地巡查车功能评价的量化值。本发明实现了土地巡查车的功能量化评价，提出了一种将层次分析法与德尔菲法相结合的方法，将功能评价结果数字化，可以减少人为主观臆断带来的偏差，使得评价结果更科学合理、更接近实际，更加客观、直观。本发明设计合理，操作方便，也可作为检测土地巡查车系统配备所能达到的等级。
文档编号G06Q90/00GK101853481SQ201010191300
公开日2010年10月6日 申请日期2010年6月3日 优先权日2010年6月3日
发明者吴向阳, 梁洪宝, 王庆 申请人:东南大学