层次分析法在云南省农业气象灾害权重研究中的应用

2011-10-30张文卿晋宁县气象局云南昆明650600

中国科技信息 2011年11期

关键词：分析法云南省准则

张文卿晋宁县气象局，云南昆明 650600

张文卿晋宁县气象局，云南昆明 650600

采用层次分析法对影响云南省农业生产的主要气象灾害（干旱、洪涝、冷灾、风雹进行量化分析，得到其对农业生产的影响权重：旱灾＞水灾＞冻害＞风雹灾。

农业气象；层次分析法；灾害；权重

1 云南省气候灾害特点

云南省地处我国西南边陲，西部和南部毗邻南亚次大陆与中南半岛，纬度：20 °8′32″～29°15′8″，高原山区省份，山地占84%。云南复杂的低纬高原地理环境，多样的局地气候背景，特殊的地貌植被状况以及同时受东亚、南亚两支季风的共同作用，形成了鲜明的区域气象灾害特征。

云南气象灾害种类较多，尤其是干旱、洪涝、低温冷害、风雹所造成的危害最为严重，是中国气象灾害频繁的省份之一。频繁的农业气象灾害加剧了农业生态环境的脆弱性，给农业生态安全造成潜在风险。由于多种气象灾害常常并发或交替发生，不同气象灾害对农业生产的影响程度也各不相同，因此不仅需要对单一灾种进行评价，更有必要对多灾种气象灾害的灾情进行综合评价。其中的难点是如何较准确地评判各种灾害对农业生产的影响程度，即确定他们的影响权重。

2 层次分析法简介

层次分析法(analytic hierarchy process, AHP)，是将决策总是有关的元素分解成目标、准则、方案等层次，在此基础之上进行定性和定量分析的决策方法。其基本原理为：将要评价系统的有关替代方案的各个要素分解成若干层次，以同一层次的各个要素按照上一层要素为准则进行两两判断比较并计算各要素的权重，通过层次单排序和层次总排序，得出综合权重。

3 云南省农业气象灾害的综合评价

3.1 主要步骤

首先建立与灾害评价相关的评价体系，通过向有关专家发放调查问卷的形式确定评价体系中各个指标的相互关系，进而通过层次分析法确定各种单一农业气象灾害的影响权重。主要有5个步骤：（1）明确问题，建立一个多层次的递阶结构；（2）构造两两比较判断矩阵；（3）计算单一准则下元素的相对权重；（4）一致性检验；（5）计算各层元素的组合。

3.2 递阶层次结构模型的建立

对某一类气象灾害的评价，主要考虑的因素有：（1）范围，即受灾面积；（2）强度，即灾害等级；（3）频度，即灾害发生的次数；（4）承灾体脆弱性，即农业生产由于灾害等不利影响而遭受损害的程度或可能性。为了评价灾害的影响权重，我们根据上述分析，用范围、强度、频度和承灾体脆弱性四个方面作为衡量灾害对农业生产影响大小的准则，以云南省主要气象灾害（旱、涝、低温冻害、风雹）为方案层，构造出图1所示的递阶层次结构模型。

3.3 权重分析和一致性检验

在构造判断矩阵时考虑采用专家打分法，这种方法是由相关领域经验丰富的专家通过经验得到各评价指标之间的相互联系，然后相应给出判断矩阵的相关项赋值，所以这种方法有一定的适用性。本文在向有关专家问卷咨询后，根据专家打分的结果，相对于总目标“气象灾害评价”的各评判准则相对比较，就可以建立M-Z判断矩阵（表1）。矩阵中的数值表示在隶属于M 的指标中，指标i 与指标j 相比，对于指标j 的相对重要性程度一般采用1～9 比率标度法。如第3 行第2列元素Z21＝3，表示相对于“气象灾害评价”这个总目标，强度准则Z2 与范围准则Z1 相比，强度比范围稍重要；而第2行第4 列元素Z13＝1 则表示相对于总目标，范围准则Z1 与频度准则Z3 相比同等重要。构造出上述的比较判断矩阵后，通过求判断矩阵的最大特征根（λmax）及其对应的特征向量，计算针对某一层各元素的相对权重W，并进行一致性检验CR（注：由于层次分析法计算手段成熟普遍，本文不对具体计算公式进行说明）。

同样，可以依次构造准则层（Z）同指标层（F）之间的判断矩阵，算出相应判断矩阵的最大特征根及其特征向量，并通过一致性检验，具体列于表2。

以上构造的各层次元素的比较判断矩阵是单排序计算。在各层次单排序计算的基础上还需要进行各层次总排序计算。合成权重的计算要自上而下，将单一准则的权重进行合成，并逐层进行，最后计算出4 种灾害对福建农业生产的影响权重（表3）。