公路景观环境质量综合评价

程高云

（中机中联工程有限公司，重庆市 400039）

0 引言

公路的兴建，促进了地区社会经济的发展。然而，修建公路对自然环境、视觉环境的影响与破坏是不容忽视的，也是不可回避的问题。如何使公路建设与环境协调发展，如何对公路景观环境进行评价，是公路建设中不可缺少的一个环节。因此，高速公路建设景观环境质量综合评价已成为道路工程项目可行性研究的重要组成部分，交通部于2006年和1998年分别颁布了《公路建设项目环境保护设计规范》(JTG B03-2006)和《公路环境保护设计规范》(JTJ/T006-98)，对搞好公路景观环境质量综合评价提供了科学依据，实现与环境的可持续协调发展具有重要意义。

传统的公路景观环境质量综合评价多是文字上的定性分析，且多集中在对有限的，易于量化的经济要素指标进行评价，因此很难看出项目建设对环境的总体影响程度。本文用模糊综合评价法对此问题进行了探讨，利用改进的基于距离测度的层次分析法确定权重，建立了公路景观环境质量综合评价模型，可将定量和定性分析有机结合，具有简便、直接的特点，能对道路景观环境质量有效的综合评价。

1 道路景观环境质量综合评价的指标体系及层次结构

公路景观环境质量综合评价包含众多方面，考虑的指标也较广泛，对这样一个复杂体系的评价，不仅要遵循系统性、科学性、实用性、独立性等普遍原则，还应满足层次性、重要性、独立性等原则。结合公路景观美学特点，确定本次综合评价包括：景观视觉环境阈值、景观视觉环境景色、景观生态敏感性、景观生态环境质量四个方面。

按属性可以看成3层构成，分别为1个目标层、4个准则层、多个指标层，见表1。

表1 景观环境质量综合评价层次结构

2 公路景观环境质量模糊综合评价

公路景观评价涉及因素多，有的可以定量，有的却只能定性，具有极大地复杂性和灰色性[1]。因此，公路景观环境质量的综合评价需要采用定性和定量相结合的办法来进行评价。模糊综合评价法是一种定性与定量相结合的综合评价方法[2～4]，通过严谨的逻辑推理和科学计算尽可能地剔除主观成分，能较好地符合客观事实。因此，我们引入了模糊综合评价法，建立公路景观环境质量综合评价模型对公路景观综合评价。

2.1 确定评价指标集

设u为层次结构中最低层的景观环境质量因素指标，则有景观环境质量指标集合U={u1,u2,，un}，也就是n个评价指标的集合。

2.2 建立评价等级

等级集合是以对景观环境质量可能做出的各种评价结果为元素所组成的集合，每一个等级可对应一个模糊子集，用V表示：V={v1,v2,，vj}，其中vj（j=1,2，，n）表示对指标因素的第j种评价结果。通常vj可视为uj对不同评价等级的奴属度。本文中，针对景观环境各指标本身的特点取n=5，V={v1,v2,v3,v4,v5}，分别表示各因素对景观环境的贡献为“绝对优”、“优”、“好”、“较好”、“一般”。为了便于民众参与环评进行问卷调查和相关专家打分，分别对各等级因子赋予相应分值{10,8,6,4,2}。

2.3 确定奴属函数，进行单因素评判矩阵计算

奴属函数有多种确定方法，根据环境评价因素的空间分布连续分布特征，可构造折线性奴属函数来确定单因素指标对各等级模糊子集的奴属度。

设某一景观评价指标因素ui的m级评分的平均值分别为x，由于景观各项指标情况复杂，许多较难定量化研究，这里对指标的评分采用德尔菲法(Delphi)[5]确定。rij,表示子因素层指标ui对第j级评语vj的奴属度。指标奴属函数的构造采用降半梯形法，即设vk和vk+1为相邻两级的分级标准，显然vk＞vk+1,则因素对vk的奴属函数为：

对Vk+1的奴属函数为：式中：r(x)为奴属函数；为参与评分的专家对指标的平均值当给定，可以用以上奴属函数求出该位置上ui评价因子分别对各等级评价空间的奴属度，并由其确定单因素模糊评价矩阵，即

2.4 各级评价因素权重的分配

通常用指标的权重来表示各级指标在整个指标体系中的相对重要性程度，常用的定量权重确定有经验权数法、层次分析法、主成分分析法等等。其中，一种改进的层次分析法（IAHP）[6,7]不仅可以从复杂环境的特殊性入手，逐层分析，为不同层次上的评价指标提供权重，而且能克服传统层次分析法为满足一致性检验（CR＜0.1）而可能多次调整判断矩阵，进而影响判断矩阵的客观性的弊端，具有直观、简捷的特点。具体方法如下：

先建立层次模型，如表1所示，在同一层次对各评价因素进行两两重要性比较，获得综合比较矩阵，根据重要程度排序指数构造相应的判断矩阵。各评价因素的重要性评判采用如表2中的1～9及其倒数标度方法。

表2 判断矩阵及其含义

建立判断矩阵A=（aij）mxn后，按下列流程计算A的拟优一致阵：

判断矩阵

再采用方根法计算其特征向量：

（1）计算拟优一致阵 每一行元素的乘积：

（2）计算上述乘积Mi的m次方根

（3）对向量 Wi=（ri1,ri2,ri3,ri4,ri5）归一化，即令，则即为所求的权重向量。

2.5 模糊层次综合评价

指标Uk的评价矩阵R进行模糊矩阵运算，即可得奴属向量:

上述模糊合成，采用加权平均型合成算法，该合成算法的特点是确定每个评价等级的奴属度时，必须考虑所有评价因素的影响，体现系数的整体性。D·为指标对于评语集的奴属向量分别表示 U 对评语 v1，v2，v3，v4，v5的奴属度。比较各评判等级奴属度的大小，确定最大的那一等级即可得相应的综合评价结果“vj”。

3 实例论证

应用上述评价模型，以云南某高速公路为例进行评价。根据工程实际情况，通过相关专家进行德尔菲法综合分析，得到景观综合评价。评价结果见表3。

计算出拟优一致阵，确定权重，见表4。

综合评价结果：

表3 景观质量综合评价

表4 景观质量评价权重值

根据最大奴属度原则，认为本项目的景观环境质量综合评价为“绝对优”，这与该项目建设理念和所处的特殊地段基本吻合，为其他景观环境质量的综合评价提供了科学依据参考。

4 结语

公路是长线工程，涉及的景观因素众多，量化指标具有极大的复杂性和灰色性。本文在考虑公路景观视觉和生态景观全面分析的基础上，从综合因素指标入手，通过引入模糊综合评价法和改进的层次分析法(IAHP)，建立了景观环境质量综合评价模型，并利用该模型进行了实证研究。结果证明该模型评价定量化高，评价结果明确可靠且简便直观易行，而且这里建立的层次结构模型基本代表了公路景观所有的评价要素，具有极大的广泛适用性。通过该层次结构建立起来的模糊综合评价，可作为实际工程中景观环境质量综合后评价的参照标准。不足之处在其奴属函数仍然带有一定主观性，没有明显的体现环境意义[8]。

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