灰色聚类法在岱庙古建筑综合价值评估中的应用

王　婷　张运吉

(山东农业大学园艺科学与工程学院，山东泰安　271000)

灰色聚类法在岱庙古建筑综合价值评估中的应用

王婷张运吉

(山东农业大学园艺科学与工程学院，山东泰安271000)

摘要:采用灰色聚类分析法，在岱庙古建筑多重价值属性与特征的基础上，分析比选了合理的聚类指标、等级量化标准和聚类灰类，并构造了白化权函数，对岱庙古建筑综合价值进行了评估，提高了评估结果的准确性。

关键词:灰色聚类法，古建筑，综合价值

古建筑是城市建筑历史的延续，同时也是民族文化的传承和科学技术进步的见证。近年来，在城市化进程不断加速的背景下，随着旧城改建和新城扩建的兴起，迫使古建筑遭到严重的自然损耗和人为破坏，同时受到新建筑的围堵及旧城区改造的利益驱动，促使古建筑面临过度商业化强烈冲击的挑战。由于古建筑的不可再生性、稀缺性和增值性，相关部门对古建筑的保护运动即时兴起，并且得到越来越多人的关注。如何全面的鉴定古建筑的综合价值，为古建筑的开发利用提供更科学的依据，成为当代新时期古建开发过程中面临的一个重要课题。因此，本文将灰色聚类分析法运用到对古建筑综合价值评估中，从而平衡与协调多价值观。古建筑综合价值系统复杂而又多面，它的始建年代、构造手法、布局风格及结构特征等外延是清晰的;然而它的内涵却相对很模糊，例如影响古建筑综合价值的各个指标和指标之间的联系性等。因此，所要研究的古建筑综合价值体系是一个部分信息不确定的灰色系统，具有一定的模糊性、非确定性和信息不完全性。本文是对岱庙古建筑综合价值进行评估，主要运用灰色聚类分析法，该方法具有灰色系统理论的“贫信息”和“小样本”特点，对评估结果的准确度及信息利用率都有所提高。

1　研究方法及步骤

1.1研究对象概况

岱庙建于汉，兴于唐，拓建于宋，与北京故宫、山东曲阜三孔、承德避暑山庄和外八庙称为四大古建筑群。它位于泰山中路古建筑群的南北轴线及泰安古城的中轴线上，是一座帝王宫殿模式的古建筑群，古时作为封建帝王祭祀泰山神的圣地，同时也是道教圣地和当地老百姓进香祈福之所。其宫城呈长方形，东侧梳洗河与西侧渿河蜿蜒流过，北与泰山相望，总面积达96 637.2 m2，是泰安目前保存最完整的古建筑群。岱庙古建筑群作为泰山地域文化与灵魂的代表，可归属为文化遗产的古建筑，有着深厚的历史文化积淀和突出的建筑、艺术、科技以及美学上的价值。并且其现存建筑风格基本延续明清时代特征，部分保留了宋代特征，对研究建筑特征及风格的演变具有重要意义。

1.2岱庙古建筑综合价值评估方法

本文所运用的灰色聚类法是一种等级归属的方法，利用该方法进行评估，首先是要建立在灰数的白化权函数生成基础上。设聚类对象、聚类指标及不同灰类个数分别用n，m，s进行表示，根据第i( i = 1，2，…，n)个对象关于j( j =1，2，…，m)指标的样本值xji( i =1，2，…，n; j = 1，2，…，m)将第i个对象归入第k( k∈{ 1，2，…，s} )个灰类之中，称为灰色聚类［1，2］。它是将聚类对象对于不同的聚类指标所拥有的白化数进行总结，然后按几个灰类进行归纳统一，继而判定该聚类对象属于哪一类。它的实质是充分、合理地利用已知信息来替代未知的、非确知的信息，对灰色系统的本质属性进行分类识别，并给出客观、可靠的量化分析结果［1］。

1.3评估步骤

运用灰色聚类分析法对岱庙古建筑综合价值进行评估时，要确保其分析过程步骤的合理性，具有一定的科学性，具体分析步骤如下: 1)全面分析了解灰色聚类方法及应用范围，根据研究目标的现实情况，选取合理的聚类对象，科学的聚类指标和聚类灰类数; 2)总结出古建筑聚类指标的等级评估标准，同时，确定其综合价值评定等级的量化标准; 3)收集原始样本数据作为基础数据，从而对聚类指标进行量化处理; 4)确定出每个聚类指标的临界值，并根据其构造合理的白化权函数，最后计算出各指标聚类的权重; 5)根据白化权函数、量化的聚类指标样本值及聚类权值，确定聚类系数，判断聚类对象所属灰类。

2　评估结果与分析

2.1各相关因子的确定

1)聚类对象及指标的选择。不同专家学者在对古建筑综合价值进行评估上都有不同的分类方法，目前并没有统一的标准，只因这种评估是一个相对较复杂的系统。选择合理的评估对象和指标，对灰色聚类评估结果具有重要影响，尤其指标的选择至关重要，因此，在聚类指标的选取上要尊重其实际意义，要求不仅要有较强的辨识力，还应该有一定的代表性。主要遵守的原则是: a.选取的聚类指标要在古建筑综合价值等级判定的过程中具有一定典型性，并且可以全方位的展示古建筑的综合价值; b.由于各指标的级别都有不同的界线值，所以在选取聚类指标时，应满足其聚类级别的分级要求; c.聚类指标本身具有多样性的特点，这样就决定了在选择它的时候，最好遵循不同样本之间的差异性和可比性原则，并且还要综合考虑其易操作性原则。根据已建立的古建筑综合价值评估指标体系，本着简便性、客观性及一定的可操作性原则，给各评估指标划定详细的等级评估标准，即根据各项指标不同属性统一对各项等级分别赋不同的界线值，并且能够削弱在评估过程中因主观因素影响所造成的一定偏差。

2)聚类灰类的确定。由于岱庙古建筑价值的复杂性及其自身的特殊性，采用哪种评级方法能够对岱庙古建筑进行综合价值评定，到目前为止还没有明确的统一标准。笔者在调研掌握岱庙古建筑基本信息的基础上，综合相关方面的理论，并请多位专家进行审核讨论，然后做出相应调整，最终确定岱庙古建筑综合价值评定等级标准和聚类灰类。

3)样本数据的采集及量化处理。根据受各评估指标影响的方向及影响程度的不同，针对性的收集整理大量的相关资料，例如与岱庙古建筑本身密切相关的历史价值、科学价值、艺术价值及社会价值等;然后结合灰色聚类分析法的基本要求，邀请专业评估人员进行把关，并对各指标等级评定进行打分。按照一定标准，将所有指标划分为一级、二级、三级和四级，分别赋值3分、2分、1分和0分;最后根据公式得出每一个指标的平均值。

2.2白化权函数的构造

岱庙古建筑综合价值等级评估指标的白化权函数用分段函数来表示，它表示的是该指标的灰数对其临界值的权重程度，这部分是整个聚类分析过程的重点所在。本文涉及的临界值、起止点即是每个指标其白化函数所对应曲线的特征值，通过分级标准得出的。首先得到样本d = ( dij)，进而确定第j个指标对第k个等级的白化权函数为fjk( x)，剩余各指标的白化权函数分别为:

2.3灰色聚类权值的计算

2.4岱庙古建筑综合价值鉴定等级聚类系数

把每一个指标的原始样本数据代入其相对应的白化权fjk( x)函数中，根据公式，依次计算从而得到灰色聚类系数，最后整合得到聚类系数向量。按照灰色聚类法最大值的原则，进而判定其样本所归属的子类。建立聚类向量σi= (σi1，σi2，σi3，σi4)，以天贶殿为例，对其进行综合价值评估，并进行分析总结，可得:σi= (σi1，σi2，σi3，σi4) = ( 0.702 8，0.536 4，0.020 8，0.000 0)，即σ11＞σ21＞σ31＞σ41，由此能够看出天贶殿的综合价值归为一级的可能性比较大，所以将其综合价值的评估等级定为一级，并且与实际专家判定的一级结果相吻合;综合价值归为四级的隶属度为0.000 0，因此，能够看出这些建筑综合价值在鉴定的过程中，被检测的影响建筑综合价值的各因素均为三级以上的因素，没有发现四级的因素。同时，能够得到影响岱庙古建筑综合价值评估的各因素中二级因素比三级因素多。与专家经验结论相比较，上述12个指标的计算结果具有一定的正确度，进而能够得出灰色聚类分析法是一种较为实用的判断方法。

3　结语

运用灰色聚类分析方法，能够正确的判断岱庙古建筑综合价值等级，计算相对简单，基本能满足工程运用的要求，是解决古建筑综合价值等级归属的一个有效途径;在分析过程中，综合考虑了多种因素对评估指标的影响，避免了认为权重分析的干扰，从分级标准直接确定历史建筑隶属的等级，意义十分明确。灰色聚类一方面根据聚类系数最大原则，将古建筑综合价值进行等级划分;另一方面还将各样本在不同等级中的隶属程度显示在聚类系数矩阵中。这对于全面了解各建筑综合价值情况提供了较为丰富的信息资源，并且该方法操作简单，步骤容易掌握。

由于古建筑自身的特殊性，决定其综合价值评估过程的复杂性，因此，结合本文的研究，总结出用灰色聚类分析法对古建筑综合价值进行评估时，应该着重考虑这些方面: 1)结合古建筑实际情况，全面综合考虑指标的选取，确保其合理性和具有代表性; 2)不同临界值的检验对比，并判断其函数构建的准确度; 3)模型建立的准确性等。

参考文献:

［1］刘思峰，郭天榜，党耀国.灰色系统理论及应用［M］.北京:科学出版社，1999.

［2］邓聚龙.灰色控制系统［M］.武汉:华中工学院出版社，1985.

On application of grey clustering method in comprehensive evaluation of old buildings in Daimiao Temple

Wang Ting Zhang Yunji
( College of Gardening Science and Engineering，Shandong Agricultural University，Tai’an 271000，China)

Abstract:The paper adopts the grey clustering method，analyzes the reasonable clustering indexes，gradation quantitative standard，and clustering grey based on the multiple values and features of old buildings at Daimiao Temple，and constitutes while function，and undertakes the comprehensive evaluation of the old buildings，so as to improve the accuracy of the evaluation.

Key words:grey clustering method，old building，comprehensive value

作者简介:王婷(1991-)，女，在读硕士

收稿日期:2015-11-22

文章编号:1009-6825( 2016) 04-0016-02

中图分类号:TU-86

文献标识码:A