基于AHP-TOPSIS组合模型的城市公园景观质量评价研究

冯磊,赵洁



基于AHP-TOPSIS组合模型的城市公园景观质量评价研究

冯磊,赵洁

河南建筑职业技术学院建筑系, 河南 郑州 450000

运用层次分析法（AHP）和逼近理想解排序法（TOPSIS）从生态环境、空间构成、视觉感受、文化传承、游憩体验5个方面构建城市公园景观质量评价体系，并对郑州市4个城市公园景观质量进行评价；利用使用状况评价法（POE）验证AHP-TOPSIS组合模型的合理性和可行性。结果表明：AHP-TOPSIS组合模型能有效解决城市公园景观质量评价过程中评价指标权重分配的难题，同时避免单因素决策的片面性以及人为主观因素所导致的决策错误。该评价模型为城市公园景观质量评价提供新的途径。

城市公园; 景观质量; 评价模型; 层析分析法; 逼近理想解排序法

城市公园作为城市园林绿地系统的重要组成部分，对维护城市生态环境、塑造城市特色具有重要作用，同时也为公众提供了大量户外休闲娱乐活动场所。近年来随着城市化进程的快速推进，城市公园建设取得了较快发展。目前国内关于城市公园的研究多集中在公园植物景观设计[1-3]、城市公园生态效益[4,5]、低影响开发模式[6,7]等方面。对城市公园景观评价的研究多侧重于植物景观评价、景观美景度评价及景观满意度评价，且多以景观视觉美学指标及主观感受评价为主，评价结果影响因素较多，认可度不高[8,9]。景观质量评价的研究侧重于分析景观要素及其特征对景观质量的影响，评价量化指标较少，主要以绿地率、绿化覆盖率、人均公园绿地面积三大指标为主。

城市公园景观质量评价是一个综合分析评判的过程，评价指标具有多目标、多属性的特征，评价过程中需兼顾景观的客观性和景观认知的主观性特征[10-12]。建立切实可行的调查与评价体系是科学、准确的城市公园景观质量评价的保障基础。研究选取郑州市具有代表性的4个城市公园为研究对象，利用定性和定量相结合的方法来评价城市公园景观质量，分析城市公园景观质量的影响因素，以期为今后城市公园的规划建设提供科学依据。

1 研究方法

由于城市公园景观具有科学性和艺术性特征，其景观质量评价指标体系需要兼顾二者的双重特性，评价体系中的主观判断指标量化分析存在一定的困难。层次分析法(AHP)是系统工程中对非定量事物做定量分析的一种常用方法，是量化表达人们对评价对象主观判断的有效途径[12]。它从系统学的角度来考虑复杂事物的多目标决策，决策思维过程中构建层次结构评价指标体系，优化量化评价标准，对各评价指标对决策目标的贡献度进行量化表达，经过数学运算确定各评价指标对评价对象的重要性权重值，为正确决策提供依据[11,12]。TOPSIS法即逼近理想解排序法，根据有限个评价对象与理想化目标的接近程度进行排序，进而对评价对象进行相对优劣的评价，是一种非常有效的多目标决策分析方法[13-16]。本研究中，利用AHP方法确定评价指标的权重，TOPSIS方法完成城市公园景观质量评价排序。构建AHP-TOPSIS组合模型的具体步骤如下。

1.1 评价指标体系的构建

评价指标选取的科学性和准确性直接决定评价结果，评价指标的选取应：全面考虑影响公园景观质量的因素，选取具有典型性和代表性的评价指标，使评价体系能尽量反映真实状况；评价指标体系应具有层次结构，下级评价指标从属于上级评价指标并对上级评价指标有影响，上级评价指标支配下级评价指标并受到下级评价指标的作用；评价指标数据应直接反映城市公园景观质量特征，并且数据在收集和处理中应简便、可行；评价指标应任务清晰、目标明确，避免重复与误差。

按照层次分析法（AHP）原理将评价指标体系分为3个层次：第一层次为目标层，即城市公园景观质量评价总目标；第二层次为准则层，包括生态环境、空间构成、视觉感受、文化传承和游憩体验5大准则；第三层次为指标层，包括植物种类多样性、绿地率、植物配置模式、乡土植物使用率、空间类型、空间序列、空间尺度、环境协调性、色彩丰富度、形式多样性、竖向变化、植物文化、地域文化、可达性、场所性、参与性、安全感等17个评价指标。在对各评价要素分类归纳的基础上，按照层次关系构建评价模型（图1）。

图 1 层次结构模型

1.2 层次分析法（AHP）确定指标权重

专家按照评价层次结构模型(图1)，采用美国运筹学家Satty教授提出的1-9标度法对每一级指标进行两两对比后打分，构建判断矩阵A=(a)并具有下述性质：a>0a=1/a，其中，a(12,K,K)代表元素A与A相对于上一层指标贡献度的比例标度。计算判断矩阵的最大特征根，对其相应的特征向量为归一化后，即为同一层次相应元素对于上一层次某一因素贡献度权值向量。按下式(1)(2)(3)对矩阵进行一致性检验。

式中为常数，为一致性指标，当小于0.1时即认为权重合理。

1.3 逼近理想解法对评价对象加权排序

（1）由A构建规范化的矩阵和加权矩阵，其元素分别为Z和Z'。'=*

（2）确定评价对象的正理想解与负理想解，其中，正理想解矩阵+，负理想解矩阵-。

（3）分别计算待评价对象与正理想解S+和负理想解S-的欧式距离值。

（4）根据欧氏距离计算各方案与理想解的相对接近度，按照相对接近度由大到小排列待评价样品的优劣序。

2 郑州市城市公园景观质量评价研究

2.1 评价对象的选择

郑州市地处河南省中北部，是河南省省会，在政治、经济、文化和交通等方面具有重要地位。从郑州市城市公园中选取人民公园、紫荆山公园、碧沙岗公园、绿博园四个具有代表性的城市综合公园为例进行评价分析。评价指标由定性指标和定量指标组成，定性指标由专家根据评价标准进行相应评分，专家打分范围为0~10分，分数越高代表专家认为表现越好。定量指标由调查统计得出。郑州城市公园景观质量评价指标原始数据（见表1）。

表 1 评价指标的原始数据

2.2 AHP法确定指标权重

权重由武汉大学、河南农业大学、中南林业科技大学、河南科技学院和河南建筑职业技术学院5位从事园林规划设计的专家分别对17项指标按照相对重要性标定进行两两比较，求出各评价指标的权重，并符合一致性检验要求（表2）。

2.3 TOPSIS加权排序

根据收集整理数据（表3），建立评价矩阵，对矩阵进行归一化处理，运用层次分析法确定的指标权重构建加权矩阵。确定评价对象的理想解矩阵+与负理想解矩阵-，如下：

+=（0.0435,0.0448,0.0289,0.0378,0.0171,0.0339,0.0337,0.0431,0.0212,0.0293,0.0148, 0.0144,0.0290,0.0379,0.0326,0.0471,0.0386）

-=（0.0229,0.0297,0.0246,0.0290,0.0143,0.0292,0.0296,0.0336,0.0175,0.0255,0.0131,0.0132,0.0250,0.0312,0.0295,0.0430,0.0368）

表 2 郑州市公园景观质量评价指标权重判定结果

表 3 欧氏距离及相对接近度

2.4 POE法调查验证

为验证评价体系的准确性和合理性，降低干扰因素和计算误差对评价结果的影响，采用使用状况评价（POE）法对被评价的四个城市公园的使用者进行问卷调查，统计分析得出景观质量满意度。

调查问卷依据被调查者基本情况和城市公园景观质量满意度评价体系（见表4）两部分内容来设计，采用了李克特（Likert）五级量表设置满意度调查的选项，将其设置为极不满意、不满意、一般、满意、极满意5个类别，评价过程中对评价要素依照重要程度对其进行赋值为1,2,3,4,5。受访者对各项指标的满意度打分，对各评价要素得分求和后的算术平均值即为该评价要素的满意度得分，下级指标满意度得分之和的算术平均值为上级指标的满意度得分。

表 4 城市公园景观质量满意度指标体系

调查问卷按工作日和非工作日分两次发放，随机选择调查对象，现场填写回收。经统计在200个受访对象中得到有效问卷185份。受访对象涵盖老年（65岁以上）、中年（40~65岁）、青年（18~40岁）、少年（18岁以下）四个年龄段。受访对象文化程度：大专及以上68人占36.76%，高中63人占34.05%，初中及以下54人占29.19%。调查对象满意度得分4<<5时，表示使用者极满意；满意度得分3<<4时，表示使用者满意；满意度得分=3时，表示使用者感觉一般；满意度得分2<<3时，表示使用者不满意；满意度得分1<<2时，表示使用者极不满意。通过计算得出的郑州市公园景观满意度排序（表5）与AHP-TOPSIS组合评价模型得出的郑州市公园景观质量评价排序一致。

表 5 郑州市公园景观满意度调查结果

3 结论及建议

通过对层次分析法确定的评价指标权重分析得出：生态环境、视觉感受、游憩体验3项准则层指标占总和的76.03%是整个城市公园景观质量评价的主导因子。影响因子的强弱分类：（1）强影响因子（权重值大于0.06的评价指标）：植物种类多样性、绿地率、乡土树种使用率、空间序列、空间尺度、可达性、场所性、参与性、安全感71.06%；（2）中影响因子（权重值大于0.03小于0.06的评价指标）：植物配置模式、空间类型、形式多样性、色彩丰富度、地域文化23.46%；（3）弱影响因子（权重值低于0.03的评价指标）：竖向变化、植物文化5.48%。在今后的城市公园建设过程中应该重点考虑强影响因子指标，兼顾中影响因子指标，协调弱影响因子指标。

经分析比较得出：使用状况评价法（POE）得出的郑州市公园景观满意度排序与AHP-TOPSIS组合模型对郑州市公园景观质量评价排序一致，验证了AHP-TOPSIS组合模型评价结果的准确度。

AHP-TOPSIS组合评判模型实现了定性指标与定量指标相结合的综合评判，利用AHP法确定评判指标的合理权重，降低了评价者的主观性，有效解决了评价指标影响因素太多而难以分配权重的难题；TOPSIS法解决了多目标决策中的排序问题，避免单因素决策的片面性以及人为主观因素所导致的决策错误，能做出科学、合理、全面的判断。但是，城市公园景观质量评价指标体系的构建及指标的选取相对简单，还不能完全反映城市公园景观质量特征，在今后的研究中可以通过专家调查法对城市公园景观质量评价体系进行改进和调整。该评价模型为城市公园景观质量评价提供新的途径，也为其他类型景观绿地质量评价提供参考与借鉴。

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Research on Landscape Quality Evaluation of Urban Parks Based on AHP-TOPSIS Combination Model

FENG Lei, ZHAO Jie

45000,

The landscape quality evaluation system of urban parks were established based on the combination model of analytic hierarchy process (AHP) and technique for order preference by similarity to an ideal solution (TOPSIS) from five aspects: ecological environment, spatial composition, visual perception, cultural heritage and recreational experience, and the landscape quality of four urban parks in Zhengzhou city were evaluated, the rationality and feasibility of model was verified by using post occupancy evaluation (POE). The results showed AHP-TOPSIS combination model can effectively solve the problem of weight allocation of evaluation indexes in the process of urban park landscape quality evaluation, and avoid the one-sidedness of single-factor decision-making and the error caused by human subjective factors. The evaluation model provides a new approach for the evaluation of urban park landscape quality.

Urban parks;landscape quality; evaluationmodel;analytic hierarchy process;technique for order preference by similarity to an ideal solution

P901

A

1000-2324(2018)05-0777-05

10.3969/j.issn.1000-2324.2018.05.010

2016-11-16

2017-01-11

河南省高等学校重点科研项目计划(16B560003);河南省教育技术装备和实践教育研究课题(GZS229)

冯磊(1981-),男,硕士,讲师,研究方向为园林规划设计、景观生态规划设计. E-mail:felix2009@126.com