专利名称：一种移民安置区选择模糊评价方法
技术领域：
本发明涉及地理信息系统技术及多目标决策理论在水电工程移民安置管理的技术领域，尤其涉及一种移民安置区选择方法。
背景技术：
水电工程移民工作涉及社会、经济、政治、文化、人口、资源、环境、民族、工程技术等诸多方面，是一项庞大而复杂的系统工程。由于水电工程移民范围大，涉及人口多，因此， 在处理很多问题时，移民工作显得非常艰巨而复杂，尤其是移民安置区的选址问题，一旦选址不当将影响移民今后的生活和社会的和谐稳定，为此实现科学的安置区选址非常重要。传统的移民安置区选择工作主要依靠纸质资料、野外踏勘、专家个人主观意见及移民意愿等，这些决策方法存在诸多弊端，如耗费时间长、专家个人水平限制、主观影响等。 移民安置区选址具有明显的与地理位置相关的空间特性，传统的主观决策选址对空间特性的描述是非常困难的。地理信息系统(Geographic Information System)，是在计算机软硬件支持下，对地理空间数据进行采集、输入、存储、操作、分析和建模，以提供对资源、环境及各种区域性研究、规划、管理及决策所需的人机系统(刘南等，2002)。地理信息系统空间数据处理和管理功能可以为移民安置区选择提供了强大的技术支持和科学、先进的决策工具。移民工程中涉及的移民安置区选址不仅属于空间上探讨的范畴，更属于是一类模糊不确定性的问题。模糊数学的出现为当代科学的研究提供了新的理论方法。地理信息系统作为规划和决策中的重要工具，通过利用其强大的空间数据管理和处理分析能力，能够辅助我们更好地决策，同时我们还需要在这个基础之上应用专业的应用模型，通过将地理信息系统、专业模型融为一个有机的整体，才能更有效地、全面地服务于各种专业领域的决策支持。随着地理信息系统技术的发展，特别是将地理信息系统技术与其它学科理论结合，解决了众多与地理相关的问题，这也为移民安置区的选择提供了新的思路。
发明内容
本发明的目的是为克服现有技术存在的问题，提供一种移民安置区选择方法。移民安置区选址方法的步骤如下1)利用地理信息系统的空间分析技术，包括地形分析、缓冲区分析、叠加分析，建立空间选址模型，得出一系列的候选点/区域；2)建立安置区的评价指标体系，采集候选安置区的各项指标数据，进入数据库；3)对备选安置区各评价指标的原始矩阵进行无量纲标准化；4)采用基于信息熵理论的复合均权法确定各评价指标的权重；5)基于模糊数学理论，采用模糊邻近比法进行各备选安置区的优劣排序。所述的步骤1)包括
(1)首先通过地理信息系统提供的空间分析接口对选址目标区域地形图进行等高线内插得到区域的数字高程模型格网数据，在基于数字高程模型的坡度计算中，采用5X5的局部窗口进行当前处理格网的坡度分析，地形曲面常用的拟合函数为ζ = aX2+by2+CXy+dX+ey+f，采用最小二乘原理即可求解出系数矩阵X = (a, b，c, d，e, f)T，当前处理格网的坡度可表示为S = tan1，按照如上方式分析计算整个区域所有格网的坡度，并在原始数字高程模型数据中剔除掉坡度小于设定坡度值的栅格格网；同时剔除掉大于设定高程值的栅格格网以获得不超过最大坡度、最大高程的栅格数据，并将其转换为矢量数据；(2)在土地利用现状图中将地类属性为不可利用的土地类型的图斑过滤掉，得到符合条件的土地利用图斑数据，并与坡度分析得到的矢量结果利用地理信息系统提供的空间叠置功能进行叠加求交分析，得到相交部分的矢量区域，与不良地质区分布图进行求交空间分析，去除掉不良地质区域获得矢量结果；同理，将得到的剔除了不良地区的矢量结果依次与国家自然保护区、国家重点建设规划用地以及其它政策不允许的区域的限制性区域矢量图形数据进行空间叠加分析，剔除这些限制性区域后，即得到了避开所有不适宜区域同时具备坡度适宜特征的安置区备选集的矢量结果；计算归一化植被指数，NDVI = (NIR-R) / (NIR+R)，其中OTR为近红外波段的反射值，R为红光波段的反射值，然后建立植被覆盖度与NDVI的回归模型，如(1)式所示；VC= (93. 07166NDVI+8. 79815)/100 (1)根据该式可以算出植被覆盖度，然后根据用户限定的阈值或范围，进行栅格像元过滤，并将其转成矢量图形数据，与矢量结果进行叠加求交，从而得到了还符合植被覆盖要求的目标区域；(3)利用地理信息系统缓冲区分析功能，建立非移民居民点Ikm的缓冲区，移民安置区应设置在该缓冲区域外，建立公路2km的缓冲区，移民安置区应设置在该缓冲区域内， 建立离水源Ikm的缓冲区，将矢量结果、居民点缓冲区的剔除层、公路缓冲区层和水域缓冲区四层叠加，叠加求交后的结果作为供选择的安置区，再通过面积过滤分析、整理即得到备选安置区分布图。所述的步骤2)包括(1)建立生产系统、基础设施和自然社会环境评价指标体系，根据主导因素原则选取人均耕地面积、耕地质量、人均纯收入、道路建设状况、通讯条件、水电状况、环境污染状况、生产差异和文化风俗差异这9项指标；(2)采集安置区的指标数据进入数据库的过程中，通过手工录入或者计算的方式得到，备选安置区所在的地理位置处于一个行政区域内，直接提取行政区划的人均收入、人均耕地面积基础资料数据；备选安置区所在的地理位置处于多个行政区域内，则采用加权和或者平均的方式计算该安置区的人均收入、人均耕地面积。所述的步骤幻包括对原始数据进行一致性标准化得到无量纲矩阵，标准化时分为以下三类指标(1)大者为优的收益型指标；(2)小者为优的成本型指标；(3)接近某一固定值r」的中间型指标。
设有m个评价对象，n个评价指标，u' u表示第i个对象对第j个评判指标的特 征值，i = l，2，…，m，j = l，2，…，n，按照如下公式O) (4)将原始矩阵U'转化为标 准化矩阵U= (Uij)fflxn,
权利要求
1.一种移民安置区选址方法，其特征在于它步骤如下1)利用地理信息系统的空间分析技术，包括地形分析、缓冲区分析、叠加分析，建立空间选址模型，得出一系列的候选点/区域；2)建立安置区的评价指标体系，采集候选安置区的各项指标数据，进入数据库；3)对备选安置区各评价指标的原始矩阵进行无量纲标准化；4)采用基于信息熵理论的复合均权法确定各评价指标的权重；5)基于模糊数学理论，采用模糊邻近比法进行各备选安置区的优劣排序。
2.根据权利要求1所述的一种移民安置区选址方法，其特征在于所述的步骤1)包括(1)首先通过地理信息系统提供的空间分析接口对选址目标区域地形图进行等高线内插得到区域的数字高程模型格网数据，在基于数字高程模型的坡度计算中，采用5X5的局部窗口进行当前处理格网的坡度分析，地形曲面常用的拟合函数为ζ = aX2+by2+CXy+dX+ey+f，采用最小二乘原理即可求解出系数矩阵X = (a, b，c, d，e, f)T，当前处理格网的坡度可表示为S = tan1 ^d2+e2，按照如上方式分析计算整个区域所有格网的坡度，并在原始数字高程模型数据中剔除掉坡度小于设定坡度值的栅格格网；同时剔除掉大于设定高程值的栅格格网以获得不超过最大坡度、最大高程的栅格数据，并将其转换为矢量数据；(2)在土地利用现状图中将地类属性为不可利用的土地类型的图斑过滤掉，得到符合条件的土地利用图斑数据，并与坡度分析得到的矢量结果利用地理信息系统提供的空间叠置功能进行叠加求交分析，得到相交部分的矢量区域，与不良地质区分布图进行求交空间分析，去除掉不良地质区域获得矢量结果；同理，将得到的剔除了不良地区的矢量结果依次与国家自然保护区、国家重点建设规划用地以及其它政策不允许的区域的限制性区域矢量图形数据进行空间叠加分析，剔除这些限制性区域后，即得到了避开所有不适宜区域同时具备坡度适宜特征的安置区备选集的矢量结果；计算归一化植被指数，NDVI = (NIR-R)/(NIR+R)，其中OTR为近红外波段的反射值，R 为红光波段的反射值，然后建立植被覆盖度与NDVI的回归模型，如(1)式所示； VC = (93. 07166NDVI+8. 79815)/100(1)根据该式可以算出植被覆盖度，然后根据用户限定的阈值或范围，进行栅格像元过滤， 并将其转成矢量图形数据，与矢量结果进行叠加求交，从而得到了还符合植被覆盖要求的目标区域；(3)利用地理信息系统缓冲区分析功能，建立非移民居民点Ikm的缓冲区，移民安置区应设置在该缓冲区域外，建立公路2km的缓冲区，移民安置区应设置在该缓冲区域内，建立离水源Ikm的缓冲区，将矢量结果、居民点缓冲区的剔除层、公路缓冲区层和水域缓冲区四层叠加，叠加求交后的结果作为供选择的安置区，再通过面积过滤分析、整理即得到备选安置区分布图。
3.根据权利要求1所述的一种移民安置区选址方法，其特征在于所述的步骤2、包括 (1)建立生产系统、基础设施和自然社会环境评价指标体系，根据主导因素原则选取人均耕地面积、耕地质量、人均纯收入、道路建设状况、通讯条件、水电状况、环境污染状况、生产差异和文化风俗差异这9项指标；(2)采集安置区的指标数据进入数据库的过程中，通过手工录入或者计算的方式得到， 备选安置区所在的地理位置处于一个行政区域内，直接提取行政区划的人均收入、人均耕地面积基础资料数据；备选安置区所在的地理位置处于多个行政区域内，则采用加权和或者平均的方式计算该安置区的人均收入、人均耕地面积。
4.根据权利要求1所述的一种移民安置区选址方法，其特征在于所述的步骤幻包括: 对原始数据进行一致性标准化得到无量纲矩阵，标准化时分为以下三类指标(1)大者为优的收益型指标；(2)小者为优的成本型指标；(3)接近某一固定值。的中间型指标。设有m个评价对象，η个评价指标，u' u表示第i个对象对第j个评判指标的特征值， i = 1,2,…，m，j = 1,2,…，n，按照如下公式O) (4)将原始矩阵U'转化为标准化矩阵U= (Uij)mxn，
5.根据权利要求1所述的一种移民安置区选址方法，其特征在于所述的步骤4)包括(1)设有k个专家，η个评价指标，采用层次分析法计算得专家组的指标权重矩阵R=(Aj)kxn，其中
6.根据权利要求1所述的一种移民安置区选址方法，其特征在于所述的步骤幻包括 设m个备选安置区组成的论域X= Ix1, x2，···，、}；取Utl= {u01, u02, . . . , U0J为理想最优对象，其中=max^，j = l，2，…n，采用欧式距离得出各备选对象与理想最优对象的邻近度，第i个备选安置区的邻近度定义如下式所示；
全文摘要
本发明公开了一种基于地理信息系统的移民安置区选址方法。它步骤如下1)利用地理信息系统的空间分析技术，包括地形分析、缓冲区分析、叠加分析，建立空间选址模型，得出一系列的候选点/区域；2)建立安置区的评价指标体系，采集候选安置区的各项指标数据，进入数据库；3)对备选安置区各评价指标的原始矩阵进行无量纲标准化；4)采用基于信息熵理论的复合均权法确定各评价指标的权重；5)基于模糊数学理论，采用模糊邻近比法进行各备选安置区的优劣排序。本发明在水电工程移民安置区的选址中具有重要的实际应用价值，应用前景较广。
文档编号G06N7/02GK102360458SQ201110318249
公开日2012年2月22日 申请日期2011年10月19日 优先权日2011年10月19日
发明者刘仁义, 张丰, 杜震洪, 林渊钟, 郜美娜 申请人:浙江大学