基于层次分析法的公路景观评价

陶 磊 （合肥信睦工程建设有限公司，安徽 合肥 230001）

公路景观评价需兼顾景观的客观性和景观认知的主观性特征，是一个十分复杂的问题，并呈现出多目标、多属性的特征[1]。国内外目前还没有固定的模式和方法来定量评价公路景观质量的优劣。本文运用系统工程学中的层次分析法的原理提出了公路景观评价指标体系结构，结合专家评分法对各指标在体系中所占的权重进行了具体分析，为科学评价公路景观打下基础。

1 评价方法

1.1 层次分析法[2]

层次分析法（简称AHP法）是运用多级处理来确定因素权重的方法，是美国著名运筹学家萨帝（Thomas L.Saaty）于20世纪70年代中期提出来的[3]。其特点在于能将分析人员的对复杂系统的评价系统化、模型化，所用数据较少，是将定性分析和定量分析相结合的一种系统分析、评价方法。

具体实施步骤如下：

①建立系统的层次结构模型；

②两两比较元素，构造判断矩阵；

③求解判断矩阵，得出特征根和特征向量，检验每个矩阵的一致性，求出层次单排序；

④确定层次总排序，计算出各要素的权重，根据层次总排序，对系统进行分析、评价。

1.1.1 构建判断矩阵

层次结构模型建立后，上下层元素的隶属关系也就确定下来。假定上一层次元素A作为准则，对下一层次的元素A1，A2，…，An有支配关系。然后就要在准则A下，判断下层元素Ai和Aj哪个更重要，重要多少，对于重要多少赋予1-9的比例标度。比例标度的意义如表1所示。最后建立在准则A下的判断矩阵，A=(aij)。

比例标度的意义 表1

1.1.2 特征值和特征向量的解法

对特征值和特征向量的解法有和法和根法两种，在这里介绍根法。

①设判断矩阵A=(aij)，将其元素按行相乘得

②将C开n次方得

③将Wi归一化就得特征向量W=(W1，W2，…，Wn)，则

④特征根λmax为

1.1.3 一致性检验

求出λmax后要进行一致性检验，这是保证结论可靠正确的必要条件，具体步骤如下。

①计算一致性指标CI，CI计算公式如下：

②查表得到平均随机一致性指标RI，RI是多次重复进行随机判断矩阵特征值的计算后取算术平均值得到的。其取值如表2所示。

③计算一致性比例。

当CR＜0.1时，一般认为A的一致性可以接受，否则需要重新构造新的判断矩阵。

1.2 专家评分法

专家评分法是在一些无法定量化的指标计算中，根据专家所掌握的专业知识和经验判断，对这些指标给出客观的评价值的方法。在本例中主要用于构建判断矩阵时，两两元素间标度值的判断。

2 评价指标体系

依据层次分析法的原理，选择“目标—指标层次结构”建立公路景观评价指标体系，指标体系由3个层次组成。第一层次目标层为公路景观评价。第二层次根据公路设计理念“安全、环保、舒适、和谐”加上设计中必须要考虑的经济因素构成准则层，其对应的指标因子构成评价体系的第三层次。具体见下图。

3 实例分析

按照上述评价方法，以某高速公路为例进行评价，采用专家评分法对两指标间的标度值进行打分，根据以上打分构建好判断矩阵后，进行一致性检验。进行汇总，得到总排序表3。

从以上表中不难看出，安全性是公路景观设计最重要的考虑因素，然后再到舒适性，当然环保性和和谐性也占有重要的比重。公路的平纵面设计是保证安全性的基础，因此设计人员要在这方面多下功夫。

RI的取值 表2

公路景观评价指标体系

总排序 表3

4 结论

①利用层次分析法进行公路景观评价关键在于建立评价指标体系，根据公路设计新理念建立的评价体系具有一定的科学性，其结论具有一定的现实意义。

②层次分析法结论是否合理的关键在于判断矩阵的建立，用专家评分法对两两元素的标度值进行评价具有一定的可信度，结论具有可行性。

③从评价结果不难看出，安全性是公路景观设计主要考虑的因素，而安全性的关键在于线路的平纵面设计。