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《中国地质大学(北京)》 2011年
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基于OWA-GIS的区域土地生态安全评价研究

修丽娜  
【摘要】:地理信息系统(GIS)因其强大的空间数据管理和分析功能成为土地生态安全评价的重要技术方法。但目前基于GIS的土地生态安全评价缺乏对多种决策风险的考虑,不能体现不同准则之间的相对重要程度,不能将决策者的偏好或者决策态度体现出来,无法将待评价地块的评价结果进行排序,缺乏灵活性,不利于全面分析多种决策策略。本文提出的有序加权平均(ordered weighted averaged,OWA)模型与GIS集成进行土地生态安全多准则评价方法,弥补了传统的基于GIS的土地生态安全评价在面临复杂空间问题多准则决策支持方面的不足,使得评价结果更加多样、灵活和实用,能体现出决策者的不同偏好。 OWA方法是一种可以根据决策风险系数任意选择指标之间重要程度的决策方法,OWA多准则聚合经过次序权重和准则权重两个阶段加权后,通过改变决策风险系数,可以产生广泛的决策方案。本文采用OWA多准则决策方法与GIS集成进行土地生态安全评价研究,主要研究内容:(1)分析了研究区土地资源利用现状和土地生态环境存在的问题;(2)从土地自然生态安全、土地经济生态安全和土地社会生态安全三个层次,选取影响土地生态安全的19个评价指标(准则),建立了密云土地生态安全评价指标体系;(3)根据密云县遥感影像和统计年鉴以及相关文献获取评价指标数据,在ArcGIS 9.2的支持下,对各评价指标数据进行无量纲化、分级赋值和矢量化处理;(4)将ArcGIS 9.2中19项评价指标的矢量化数据转换为IDRISI 2.0中的栅格数据,采用层次分析法(AHP)进行各指标的准则权重的计算,选用模糊量化方法计算各指标的次序权重,利用IDRISI 2.0中的多准则评价模块(MCE)中的OWA功能,将19项指标的栅格图层、对应的准则权重和次序权重进行集成,实现了对密云土地生态安全的评价,对不同决策风险时的评价结果进行分析,并与传统GIS叠加分析方法对比研究;(5)将不同决策风险下的土地生态安全评价结果作为旅游用地选址的一个影响因素,选取交通、旅游景点、地质灾害等旅游用地选址的影响因素,将《北京市限建区规划(2006年-2020年)》中规定的禁建区作为限制因素,通过计算各影响因素的准则权重和次序权重,采用OWA-GIS方法,从土地生态安全的角度进行旅游用地的选址决策研究。 结果表明:(1)基于OWA-GIS的土地生态安全评价方法通过对各评价指标的准则权重和次序权重的计算,考虑了不同决策的风险策略(决策风险系数α分别取0.0001,0.1,0.5,1,2,10,1000),提出了7种决策方案。与传统的GIS叠加分析方法相比,更好地体现了决策者的偏好信息,使决策者可以在“只要一个指标满足要求即可”至“所有指标都满足要求”7种决策方案之间进行选择,有利于全面分析多种决策策略,较好的解决了复杂空间问题多准则决策支持问题,评价结果更加多样、灵活。从7种决策方案来看,石城镇、溪翁庄镇和穆家峪镇的土地生态安全状况较好。(2)提出了从土地生态安全角度进行旅游用地选址的OWA-GIS方法,体现了决策者对各种影响因素的考虑,得出的决策方案侧重点各不相同。最适宜旅游开发的地区主要分布于冯家峪镇的北部和南部地区、密云水库南部的溪翁庄镇和穆家峪镇。
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