专利名称：一种基于人水和谐度的城市水资源安全评价系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种城市水资源安全评价系统及其方法，尤其涉及一种基于人水和谐度的城市水资源安全评价系统及其方法，属于水资源安全评价领域。
背景技术：
水是人类社会发展的必要资源、环境支撑，同时人类社会以不同的方式影响着水，随着城市人口的增加和社会的高速发展，人与水的矛盾越来越突出，水安全问题不断给人们敲响警钟。由此可见，城市水安全评价对城市社会经济可持续发展起到了十分关键的作用。城市水安全评价不仅涉及区域的水资源情况，还要考虑与之相关的社会、经济、环境等多方面因素。从现有的研究成果来看，评价方法多采用层次分析法、模糊优选法、物元分析法等。CN102156930公布了一种基于水资源供需过程突变特征的区域水安全评估方法，将水安全分为实体子系统和关联子系统，建立了涉及经济社会发展、外部环境变化、水资源开发利用方面的指标体系和基于突变理论的水安全评价模型，对区域水安全状况进行评估。但目前城市水安全评价研究普遍存在的问题有(I)停留在传统方法层面，如德尔菲法、层次分析法、模糊评判法等，评价方法主观性强，对权重和隶属函数主要通过专家打分的形式确定，使评价结果不够客观；(2)基本停留在方法论述层面，较少和智能技术、计算机技术等新技术结合而形成一体化的评价系统，在智能化、灵活性、可复制性等方面存在明显不足。近年来，“人水和谐”的理念逐渐受到重视，人水和谐是指人-水复合系统协调、稳定、健康运行的状态，人水和谐的总体目标是为了实现水资源的可持续利用以及城市的可持续发展，进而实现人类社会的可持续发展。钱正英院士较早提出了“人与河流和谐发展”的理念，2004年我国开始将“中国水周”活动的宣传主题确定为“人水和谐”。由此可见，城市人水的关系和谐与否应该也是反映水资源安全的重要方面，但人水和谐这一概念还处于探索阶段，缺少一个统一的定量化评估方法，尚无成果从人水和谐的角度理解和评价城市的水资源安全。
发明内容
发明目的本发明的目的在于克服传统水资源安全评价仅从发展角度出发做出评判的思维定势，提供一种基于人水和谐度的城市水资源安全评价系统及其方法。技术方案本发明着重考查水利建设与水资源、社会、经济、环境、科教等方面的契合度，从发展度、协调度和居民满意度三个测度来评价城市水安全，据此建立基于人水和谐度的城市水资源安全评价系统，并利用计算机技术将评价过程规范化精确化，使该评价方法具备良好的可操作性和可复制性，以便用来对不同时期、不同城市以及不同水利建设方案实施后的城市水安全进行评价。本发明具体采取的技术方案如下一种基于人水和谐度的城市水资源安全评价系统，其特征在于，包括权限管理模块、数据导入模块、数据预处理模块、标准化参数管理模块、数据标准化模块、和谐度水安全
5评价模块及评价结果输出模块，其中权限管理模块，用于在权限管理数据库中对用户进行权限定义、管理及查找确认用户权限；数据导入模块，用于将实测数据导入实测数据库；数据预处理模块，用于对实测数据库中的实测数据进行预处理，对调查问卷的回答情况进行分指标分选项分类及统计，对数据的奇异值剔除及缺失值处理，以剔除数据中的错误或特异样本；标准化参数管理模块，用于针对实施对象具体情况，对指标标准化参数进行保存及修改，为数据标准化模块提供支持；数据标准化模块，用于根据标准化参数数据库提供的参数对实测数据进行标准化处理；和谐度水安全评价模块，用于对实施对象进行基于人水和谐的水资源安全评价，得出评价结论；评价结果输出模块，用于输出最终评价结果。前述的基于人水和谐度的城市水资源安全评价系统，实测数据库包含从人水和谐理念中发展度、协调度和居民满意度3个测度14个科目出发得到的30个单项指标，具体如下表所示
权利要求
1.一种基于人水和谐度的城市水资源安全评价系统，其特征在于，包括权限管理模块、数据导入模块、数据预处理模块、标准化参数管理模块、数据标准化模块、和谐度水安全评价模块及评价结果输出模块，其中 权限管理模块，用于在权限管理数据库中对用户进行权限定义、管理及查找确认用户权限； 数据导入模块，用于将实测数据导入实测数据库； 数据预处理模块，用于对实测数据库中的实测数据进行预处理，对调查问卷的回答情况进行分指标分选项分类及统计，对数据的奇异值剔除及缺失值处理，以剔除数据中的错误或特异样本； 标准化参数管理模块，用于针对实施对象具体情况，对指标标准化参数进行保存及修改，为数据标准化模块提供支持； 数据标准化模块，用于根据标准化参数数据库提供的参数对实测数据进行标准化处理； 和谐度水安全评价模块，用于对实施对象进行基于人水和谐的水资源安全评价，得出评价结论； 评价结果输出模块，用于输出最终评价结果。
2.根据权利要求I所述的基于人水和谐度的城市水资源安全评价系统，其特征在于，所述实测数据库包含从人水和谐理念中发展度、协调度和居民满意度3个测度14个科目出发得到的30个单项指标，具体如下表所示
3.根据权利要求I所述的基于人水和谐度的城市水资源安全评价系统，其特征在于 所述和谐度水安全评价模块包括发展度评价子模块、协调度评价子模块和居民满意度评价 子模块三个子模块，并与单指标权重数据库相连接；发展度评价子模块基于水资源、经济、 社会、环境各系统的发展状况对城市水资源安全进行评价，协调度评价子模块基于水资源 与经济、社会、环境、科教各系统的协调程度对城市水资源安全进行评价，居民满意度评价 子模块基于居民对水供给、水环境、水景观和水管理的满意程度对城市水资源安全进行评 价。
4.根据权利要求I所述的基于人水和谐度的城市水资源安全评价系统，其特征在于 所述评价结果输出模块以图表的形式直观展示水资源安全评价结果，并将评价结果和用户 自己的分析结果再传递给评价结果数据库。
5.一种基于人水和谐度的城市水资源安全评价方法，其特征在于包括如下步骤(1)通过数据导入模块将实测数据导入实测数据库；(2)通过数据预处理模块对导入系统的数据进行预处理；(3)通过数据标准化模块对预处理后的数据进行标准化处理；(4)通过和谐度水安全评价模块对城市水资源安全进行综合评价，得出评价结论；(5)通过评价结果输出模块将评价结果输出并保存到评价结果数据库中。
6.根据权利要求5所述的基于人水和谐度的城市水资源安全评价方法，其特征在于 步骤(3)所述标准化处理，包括以下步骤①对定量单指标数据进行标准化处理对于定量单指标，从标准化参数数据库中读取 指标的最大、最小特征值和适度值，在不同使用区域中，用户在标准化参数管理模块中，修 改标准化的最大、最小特征值和适度值；②对定性单指标数据进行标准化处理对于定性单指标，建立问卷调查的评语集数 量化标准，即=V= {好(0. 8 1.0]，较好(0.6 0.8]，一般(0.4 0.6]，较差(0. 2 0. 4]，差((TO. 2] };对于指标i，η份有效的问卷调查中，选择j选项的份数为Iiij，单指标得分为ru，贝丨J r。· = riij/n。
7.根据权利要求5所述的基于人水和谐度的城市水资源安全评价方法，其特征在于步骤(4)所述综合评价包括发展度评价、协调度评价及居民满意度评价计算，对3种评价分别运用灰色关联分析法进行以下步骤的处理 ①设有m年城市人水系统待评价样本，评价指标η个；将各单指标的标准化数据作为参考数列，用X表示，Xi=IX1, X2,...，XJ，X每列的最大值组成的行向量作为比较数列，用Y表示，Yi=IY1, Y2,, Yj ； ②求X的每个元素与Y的当前列的绝对差，Δi (k) = I Xi (k) -Y (k) I，(i=l, 2,. . . m)；AiGO组成差值矩阵； ③找出差值矩阵AiQO的最小值和最大值，令分辨系数P=0.5，计算各年份数据与各指标理想对象的灰色关联系数SiQO :
8.根据权利要求7所述的基于人水和谐度的城市水资源安全评价方法，其特征在于得出发展度指数D、协调度指数C及居民满意度指数S之后，进行基于人水和谐度的城市水安全集成计算，记城市水安全指数为H，采用加权几何模型进行耦合计算，即
9.根据7所述的基于人水和谐度的城市水资源安全评价方法，其特征在于步骤④所述的指标的权重值是基于30个单项指标，运用网络层次分析法计算得到30个单项指标的权重值。
全文摘要
本发明公开了一种基于人水和谐度的城市水安全评价系统及方法，克服了传统水资源安全评价仅从发展角度出发做出评判的思维定势，通过引入“人水和谐度”的概念，着重评价水利建设与水资源、社会、经济、环境、科教等方面的契合度，为城市水安全控制提供了一种新的实用技术手段。提出的城市水安全评价方法从发展度、协调度和居民满意度三个测度来评价城市水安全，共包含30个单项指标。据此建立基于人水和谐度的城市水资源安全评价系统，利用计算机技术将评价过程规范化和精确化，具有良好的可操作性和可复制性，可用于对不同时期、不同城市以及不同水利建设方案实施后的城市水安全进行科学评价。
文档编号G06Q50/06GK102930384SQ20121040438
公开日2013年2月13日 申请日期2012年10月22日 优先权日2012年10月22日
发明者戴会超, 唐德善, 丁亿凡, 张范平, 毛劲乔 申请人:河海大学, 南京河海科技有限公司