CN112488463A - 一种基于组合赋权法与优劣解距离法的滑坡评价方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于组合赋权法与优劣解距离法的滑坡评价方法,解决了现有技术中的问题,具有的有益效果,具体方案如下:一种基于组合赋权法与优劣解距离法的滑坡评价方法,包括如下内容:根据造成滑坡的影响因素,确定滑坡的评价指标;利用层次分析法确定各评价指标的主观权重值;确定各评价指标的客观权重值;采用组合赋权法确定评价指标的组合权重值;构建组合赋权法-优劣解距离法评价模型。
Description
技术领域
本发明涉及滑坡风险评价领域,尤其是一种基于组合赋权法与优劣解距离法的滑坡评价方法。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息,不必然构成在先技术。
滑坡是由多种因素引起的会对人类生命财产安全等造成巨大影响的地质灾害。我国是世界上滑坡发生最频繁的的国家之一。为了能够提前采取措施降低滑坡灾害的损失,需要评价滑坡发生的风险等级。
准确评价滑坡风险等级是世界公认的难题之一,发明人发现,现有的滑坡风险等级评价方法求权重值主观性太强且一致性检验过程较为复杂,使得评价结果不够准确,无法对滑坡风险进行准确分级。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种基于组合赋权法与优劣解距离法的滑坡评价方法,有效避免求权重值的主观性,提高滑坡风险分级的准确性。
为了实现上述目的,本发明是通过如下的技术方案来实现:
一种基于组合赋权法与优劣解距离法的滑坡评价方法,包括如下内容:
根据造成滑坡的影响因素,确定滑坡的评价指标;
利用层次分析法确定各评价指标的主观权重值;
确定各评价指标的客观权重值;
采用组合赋权法确定评价指标的组合权重值;
构建组合赋权法-优劣解距离法评价模型。
如上所述的一种基于组合赋权法与优劣解距离法的滑坡评价方法,所述滑坡的评价指标包括岩层倾角、地形地貌、地质构造、气候降水、地层岩性和地下水位。
如上所述的一种基于组合赋权法与优劣解距离法的滑坡评价方法,所述利用层次分析法确定各评价指标的主观权重值包括如下内容:
对滑坡的评价指标进行两两对比分析,得到评价指标的判断矩阵,判断矩阵是用于判断评价指标对滑坡影响的重要性程度的矩阵,并进行一致性校验;
如上所述的一种基于组合赋权法与优劣解距离法的滑坡评价方法,所述判断矩阵通过如下公式进行一致性校验:
其中,λmax为判断矩阵的最大特征值,n为判断矩阵的阶数,RI为平均随机一致性指标。
当判断矩阵的一致性检验系数CA<0.1时,其判断矩阵的一致性是可接受的,即可获得层次分析法确定评价指标的主观权重值;若一致性检验系数CA>0.1,则判断矩阵没有通过一致性检验;所述判断矩阵中的数值是根据数据资料、专家意见和决策者的认识加以综合平衡后得到的。
如上所述的一种基于组合赋权法与优劣解距离法的滑坡评价方法,所述确定各评价指标的客观权重值包括如下内容:
对各评价指标进行数据标准化处理;
获得各评价指标的信息熵;
得到评价指标的客观权重值。
如上所述的一种基于组合赋权法与优劣解距离法的滑坡评价方法,所述采用组合赋权法确定评价指标的组合权重值包括如下内容:
采用的组合赋权法为乘法集成法;
校验主观权重值和客观权重值之间的一致性,当主观权重值和客观权重值之间具有一致性时,通过获得的主观权重值和客观权重值计算组合权重值。
如上所述的一种基于组合赋权法与优劣解距离法的滑坡评价方法,所述构建组合赋权法-优劣解距离法评价模型包括如下内容:
建立各滑坡风险等级的样本,即将滑坡风险的等级进行分级;
通过确定的评价指标的组合权重值建立初始评价矩阵,并根据建立的样本确定加权决策化矩阵;
通过确定的加权决策化矩阵确定正理想解和负理想解;
计算每个样本到正理想解的距离和到负理想解的距离,并获得样本到正理想解的相对接近度,通过相对接近度确定各滑坡风险等级范围。
如上所述的一种基于组合赋权法与优劣解距离法的滑坡评价方法,所述加权决策化矩阵通过如下公式进行计算:
Hij=fij×wj;
其中,eij为加权决策化矩阵第i行,第j列的元素,emax与emin分别为加权决策化矩阵的最大元素与最小元素;fij为归一化的结果,wj是通过组合赋权法确定的评价指标的组合权重值,即初始评价矩阵的第j个元素,Hij为加权决策化矩阵。
如上所述的一种基于组合赋权法与优劣解距离法的滑坡评价方法,将实测数据输入构建的组合赋权法-优劣解距离法评价模型中,即可确定滑坡风险等级。
上述本发明的有益效果如下:
1)本发明综合考虑岩层倾角、地形地貌、地质构造、气候降水、地层岩性、地下水位这六个对滑坡的发生具有重要影响的评价指标,克服了单一评价指标的局限性。
2)本发明采用了组合赋权法兼顾了主观和客观赋权方法的优点,不仅包含对各评价指标的主观权重值,同时还包含各评价指标的客观权重值,提高了权重值确定的精度,为滑坡评价指标的权重值确定提供了一种新的科学方法。
3)本发明通过组合赋权法与优劣解距离法结合,提出一种组合赋权法-优劣解距离法评价模型,将实测数据输入组合赋权法-优劣解距离法评价模型即可自动输出该地区发生滑坡风险的等级,为滑坡分析按等级划分提供了更加科学的依据,有效提高了评价结果的准确性,以便于提前采取措施,降低滑坡灾害的损失。优劣解距离法是一种逼近于理想解的排序法,有效保证滑坡风险的取值精度。
附图说明
构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。
图1是本发明根据一个或多个实施方式的一种基于组合赋权法与优劣解距离法的滑坡评价方法的流程图。
图2是本发明根据一个或多个实施方式的一种基于组合赋权法与劣解距离法的滑坡评价方法中构建组合赋权法-与优劣解距离法评价模型的流程图。
图中:为显示各部位位置而夸大了互相间间距或尺寸,示意图仅作示意。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是例示性的,旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明,本发明使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非本发明另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合;
正如背景技术所介绍的,现有技术中存在滑坡风险等级评价方法主观性较强的问题,为了解决如上的技术问题,本发明提出了一种基于组合赋权法与劣解距离法的滑坡评价方法。
本发明的一种典型的实施方式中,参考图1所示,一种基于组合赋权法与劣解距离法的滑坡评价方法,包括如下内容:
步骤1、选取造成滑坡的影响因素,选取六个重要滑坡影响因素作为评价指标,评价指标分别为岩层倾角、地形地貌、地质构造、气候降水、地层岩性和地下水位;
步骤2、利用层次分析法确定评价指标的主观权重值;
具体地,对步骤1所述的6个评价指标进行两两对比分析,得到评价指标的判断矩阵,并进行一致性校验;
优选地,判断矩阵中的数值是根据数据资料、专家意见和决策者的认识加以综合平衡后得到的;
进一步地,当判断矩阵的一致性检验系数CA<0.1时,其判断矩阵的一致性是可以接受的,即可获得层次分析法确定评价指标的主观权重值;若一致性检验系数CA>0.1,则判断矩阵没有通过一致性检验;
步骤3、利用熵权法确定评价指标的客观权重值;
具体地,首先对各评价指标进行数据标准化处理;
步骤4、采用组合赋权法确定评价指标的组合权重值;
具体地,采用的组合赋权法为乘法集成法,具体包括如下内容:
进一步地,利用公式检验层次分析法确定的主观权重值和熵权法确定的客观权重值之间的一致性,其中,ρ为一致性系数,其取值范围为[-1,1],当ρ=0时,两种方法计算的权重值之间不相关;当ρ∈[0,1)时,表明两种方法计算的权重值之间没有一致性;当ρ∈(0,1]时,表明两种方法计算的权重值之间有一致性,可以进行组合赋权。
步骤5、构建组合赋权法-优劣解距离法评价模型;
具体地,根据岩层倾角、地形地貌、地质构造、气候降水、地层岩性、地下水位对滑坡风险按等级进行划分,将滑坡风险定为Ⅰ-Ⅳ四个等级,Ⅰ级为最高风险,依次递减,Ⅳ级为最低风险;建立滑坡风险Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级的样本;
进一步地,根据组合赋权法确定的各评价指标的组合权重值,从大到小排序构建初始矩阵;
然后根据初始矩阵与滑坡风险等级样本,建立决策化矩阵,针对6个评价指标,通过4个样本,构建4×6的决策化矩阵;
进一步地,由公式和公式Hij=fij×wj确定加权决策化矩阵,其中,eij为加权决策化矩阵第i行,第j列的元素,emax与emin分别为加权决策化矩阵的最大元素与最小元素;fij为归一化的结果,wj是通过组合赋权法确定的评价指标的组合权重值,即初始评价矩阵的第j个元素,Hij为加权决策化矩阵;
首先需要将滑坡风险进行分级,才能根据组和赋权法确定的各评价指标的组合权重值构建决策化矩阵;
进一步地,通过确定的加权决策化矩阵确定正理想解和负理想解,正理想解就是加权决策化矩阵每列中的最大元素,其中正理想解H+由加权决策化矩H中每列中的最大值构成,负理想解由H中每列中的最小值构成;
进一步地,确定各风险等级的范围:
进一步地,计算每个样本与正理想解的相对接近度,由公式式中,Gi为相对接近度,Gi越接近1,表示该滑坡风险越近于Ⅰ级,反之,Gi越接近0,表示该滑坡风险越近于Ⅳ级;这样即可确定滑坡风险Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级的Gi值范围。
步骤6、将实测数据输入步骤5所述的组合赋权法-优劣解距离法评价模型即可确定滑坡风险等级,从而可提前预知该区域滑坡风险,降低滑坡灾害的损失,实测数据指的是实际测量得到的评价指标包括岩层倾角、地形地貌、地质构造、气候降水、地层岩性和地下水位的值。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于组合赋权法与优劣解距离法的滑坡评价方法,其特征在于,包括如下内容:
根据造成滑坡的影响因素,确定滑坡的评价指标;
利用层次分析法确定各评价指标的主观权重值;
确定各评价指标的客观权重值;
采用组合赋权法确定评价指标的组合权重值;
构建组合赋权法一优劣解距离法评价模型。
2.根据权利要求1所述的一种基于组合赋权法与优劣解距离法的滑坡评价方法,其特征在于,所述滑坡的评价指标包括岩层倾角、地形地貌、地质构造、气候降水、地层岩性和地下水位。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于组合赋权法与优劣解距离法的滑坡评价方法,其特征在于,所述利用层次分析法确定各评价指标的主观权重值包括如下内容:
对滑坡的评价指标进行两两对比分析,得到评价指标的判断矩阵,并进行一致性校验;
当判断矩阵的一致性检验系数CA<0.1时,其判断矩阵的一致性是可接受的,即可获得层次分析法确定评价指标的主观权重值;若CA>0.1,则判断矩阵没有通过一致性检验;
判断矩阵中的数值是根据数据资料、专家意见和决策者的认识加以综合平衡后得到的。
4.根据权利要求1所述的一种基于组合赋权法与优劣解距离法的滑坡评价方法,其特征在于,将实测数据输入构建的组合赋权法一优劣解距离法评价模型中,即可确定滑坡风险等级。
6.根据权利要求1所述的一种基于组合赋权法与优劣解距离法的滑坡评价方法,其特征在于,所述确定各评价指标的客观权重值包括如下内容:
对各评价指标进行数据标准化处理;
获得各评价指标的信息熵;
得到评价指标的客观权重值。
7.根据权利要求1或6所述的一种基于组合赋权法与优劣解距离法的滑坡评价方法,其特征在于,所述采用组合赋权法确定评价指标的组合权重值包括如下内容:
采用的组合赋权法为乘法集成法;
校验主观权重值和客观权重值之间的一致性,当主观权重值和客观权重值之间具有一致性时,通过获得的主观权重值和客观权重值计算组合权重值,并根据计算的组合权重值对各评价指标进行权重值排序。
8.根据权利要求1所述的一种基于组合赋权法与优劣解距离法的滑坡评价方法,其特征在于,所述构建组合赋权法一优劣解距离法评价模型包括如下内容:
建立各滑坡风险等级的样本,即将滑坡风险的等级进行分级;
通过确定的评价指标的组合权重值建立初始评价矩阵,并根据建立的样本确定加权决策化矩阵;
通过确定的加权决策化矩阵确定正理想解和负理想解;
计算每个样本到正理想解的距离和到负理想解的距离,并获得样本到正理想解的相对接近度,通过相对接近度确定各滑坡风险等级范围。
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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