基于灰色关联模型的住宅区植物景观评价

苏迅帆

（西藏农牧学院，西藏 林芝 860000）

住宅区绿化是建设生态住宅环境的一个重要因素，随着城市环境质量的日益下降，植物景观不仅可以美化环境，为居民提供良好的生活和休闲条件，还起到改善小环境，维护生态平衡的作用。现今购房者对住房的选择的一个重要决定因素就是小区植物环境质量的优劣，因此正确的认识和评价住宅小区植物景观质量，已经成为住宅小区植物景观设计的重要参考。本文将从美学效果、生态功能、休闲服务3个方面，采用熵权法和灰色关联模型对西藏林芝市6个住宅小区的植物景观进行初步分析和评价，为植物景观设计和营造提供理论依据[1]。

1 研究对象

素有“西藏江南”美称的林芝市地处西藏东南部，下辖林芝、米林、工布江达、墨脱、波密、察隅、朗县7个县。海拔2960m，属于新兴城市，现有常住人口6.7万，绿化覆盖率43.6%，曾被评为“西藏园林城市”。林芝市地处藏东南雅鲁藏布江下游，是陆地垂直地貌落差比较大的地带，众多稀有植物和被完好保存的原始森林，使这里成了天然的自然博物馆。这里不仅是自然资源丰富，而且气候环境宜人，阳光充足、空气新鲜、地下水资源和植物的种类丰富、肥沃的土地，充分具备了为各种植物生长的良好的自然条件[2-3]。本文选择位于林芝市巴宜区内的林芝花园、尚城花园、太阳城、尼洋花园、嘉龙花园、幸福小区6个住宅小区为研究对象。依据参阅文献和专家咨询的基础上，确定问卷调查项目内容，包括3个一级指标，12个二级指标(表1)，分值采用从优到差10，9，8…1分。向学校内老师、学生及住宅区居民随机发放问卷，对收集的数据进行收集分析。

2 灰色关联分析法

灰色系统理论是由著名学者邓聚龙教授首创的一种系统科学理论（Grey Theory），其中的灰色关联分析是根据各因素变化曲线几何形状的相似程度，对一个系统发展变化态势的定量描述和比较的方法，其基本思想是通过确定参考数据列和若干个比较数据列的几何形状相似程度来判断其联系是否紧密，它反映了曲线间的关联程度。此方法通过对动态过程发展态势的量化分析，完成对系统内时间序列有关统计数据几何关系的比较，求出参考数列与各比较数列之间的灰色关联度。与参考数列关联度越大的比较数列，其发展方向和速率与参考数列越接近，与参考数列的关系越紧密[1][5-7]。

具体步骤如下：

2.1 变量的无量纲化

由于系统中各因素列中的数据可能因量纲不同，不便于比较或在比较时难以得到正确的结论。因此在进行灰色关联度分析时，一般都要进行数据的无量纲化处理。

当为正向指标时，

当为负向指标时，

式中，rij为 xij的标准化数据，rij∈[0，1]。

本研究中的12个指标都是正向指标，因此在原始数据矩阵标准化中只用到公式(1)

2.2 确定分析数列

2.3 计算关联系数

ρ∈（0，∞），称为分辨系数。 ρ越小，分辨力越大，一般ρ的取值区间为（0，1），具体取值可视情况而定。当ρ≤0.5463时，分辨力最好，通常取ρ＝0.5。

2.4 计算关联度

因为关联系数是比较数列与参考数列在各个时刻（即曲线中的各点）的关联程度值，所以它的数不止一个，而信息过于分散不便于进行整体性比较。因此有必要将各个时刻（即曲线中的各点）的关联系数集中为一个值，即求其平均值，作为比较数列与参考数列间关联程度的数量表示即关联度。

式中m为评价对象，本文为6个住宅区。

式中 ej∈[0，1]。 当 fij=0 时，有 fijlnfij=0

3 结果与分析

3.1 植物景观评价指标体系的构建

结合评价指标体系的全面性、科学性、可比性、可操作性等要求，从住宅小区植物景观的美学效果、生态功能、休闲服务三个方面出发，采用定量与定性相结合的方法，建立评价的多层次指标体系[4-5]。该指标体系主要由3个准则层共12个目标层组成。见表1。

表1 植物景观评价体系指标Fig.1 evaluation index of plant landscape system

3.2 评价指标权重及综合属性计算

根据上述的评价方法，依据专家评定以及游客问卷方式获得的原始数据，对林芝市6个住宅小区的植物景观进行了科学计算，结果如下：

3.2.1 根据公式(1)将评价指标数据进行无量纲化

3.2.2 确定参考数列，参考数列为各指标的最大值。根据公式(3)进行绝对差值计算。

表2 评价指标数据的无量纲化矩阵

表3 住宅区指标参考数列

3.2.3 根据公式(4)计算关联系数

表4 住宅区指标关联系数

开花植物丰富度人均绿地面积遮阴效果植物主景视觉感文化内涵指标小区 林芝花园 幸福小区 嘉龙花园 尚城花园 太阳城 尼洋花园0.498354 0.333605 0.377907 0.383249 0.418776 1 0.605797 1 0.95438 1 0.502487 1 0.755814 1 0.731572 0.502487 0.353221 0.355191 0.44587 0.418776 0.602385 0.388526 0.333333 0.416296 0.362999 0.590642 0.347646 0.377907 0.387987 0.392551

3.2.4 根据公式(5)(6)(7)(8)由熵值法求得的权重与灰色关联系数进行加权平均得到计算关联度

表5 住宅区指标关联度结果

由表5看出，依据灰色关联模型的分析，6个住宅区植物景观评价比较理想的是幸福小区和林芝花园、嘉龙花园和商城花园次之、尼洋花园和太阳城两个住宅区在植物景观的配置和效果还需要进一步的改善和提高。在3个准则层中，美学效果对植物景观评价的影响较大，在12个目标层中，季相变化、环境相宜和人均绿地面积在进行植物景观评价中占主要影响因子。

4 结论与讨论

本文将熵权法和灰色关联分析相结合应用于住宅小区植物景观的评价中，发挥了灰色关联分析在小样本数据中的优势，与熵权法的结合可以避免在数据获得过程中出现的人为的平权缺陷，更比较科学的体现各住宅区植物景观的特征和水平，且操作避免繁杂，使结果更加科学合理。本文选择园林植物景观的美学效果、生态功能和休闲服务功能三个方面作为的重要评价指标，比较全面的反映了城市住宅区生活环境优良程度。绿地作为住宅区内必不可少的建设项目，也起到了承载艺术和文化交流的载体，为居民提供了优雅和舒适的生活环境，构筑人际交流的平台和感情空间。在下一步的研究中，应更全面的考虑植物景观的因子，进一步加强对评价指标的选择和对指标权重的研究，更准确的进行综合评价，为住宅区植物景观工程的建设和改造以及优化提供科学的依据[8-12]。

[1] 张雪平,殷国富.基于层次灰色关联的产品绿色度评价研究[J].中国电机工程学报,2005,25(17):78-82.

[2] 张镱锂,李炳元,郑度.论青藏高原范围与面积[J].地理研究,2002,21(1):1-8.

[3] 邓坤枚.青藏高原林业资源的可持续发展探讨[J].自然资源学报,2000,15(4):340-347.

[4] 刘智能,潘刚,张红锋等.西藏林芝市园林植物调查与应用[J].浙江农业学报,2016,28(2):274-283.

[5] 罗毅,李昱龙.基于熵权法和灰色关联分析法的输电网规划方案综合决策[J].电网技术,2013,37(1):77-81.

[6] 符蕾.基于熵权法的旅游公路景观评价体系研究[D].重庆:重庆交通大学硕士学位论文,2014.

[7] 吴晓,吴宜进.基于灰色关联模型的山地城市生态安全动态评价--以重庆市巫山县为例[J].长江流域资源与环境2014,23(3):385-390.

[8] 卢建国,李舒仪,公园植物景观综合评价方法及其应用[J].南京林业大学学报（自然科版）,2009,33(6）.

[9] 刘滨谊.风景园林三元论[J].中国园林,2013(11):37-45.

[10] 单建萍,胡海辉,王圣霖,等.哈尔滨城市公园植物景观评价[J].山东农业大学学报（自然科学版）.2015(5):790-796.

[11] 孙 明,杜小玉,杨炜茹.北京市公园绿地植物景观评价模型及其应用[J].北京林业大学学报2010,32(1):163-167.

[12] 陈晓刚,罗奇.城市住宅区园林植物景观评价[J].南方农业学报,2013,44(6):999-1003.