基于层次分析方法的环境监测质量评价体系构建探讨

张亚萍

(陇南市生态环境局徽县分局，甘肃 陇南 742300)

1 引言

环境是人们赖以生存的基础，良好的环境，有利于人们更加健康、安心的生活和发展。为了营造良好的生态环境，需要通过环境质量监测了解环境中各种污染物的浓度、分布情况，以了解环境质量状况。如刚刚过去的北京超级沙尘暴便带来了严重的空气污染，影响了人们的正常生活和工作。此次沙尘暴对环境带来的具体影响则需要通过环境质量监测来实现。有环境质量监测，就会有环境监测质量评价，即对环境质量监测结果进行评价，了解环境质量监测结果。为了更好地开展环境质量监测工作，我国设置了环境监测站，专门负责环境质量监测工作。很多环境监测站都具备SO2、NO2、PM2.5、O3、CO等参数的自动监测。当前环境监测质量评价方法很多，如层次分析法、模糊综合评级法、神经网络算法等，每种方法在进行环境监测质量评价时有各自方法的特点。层次分析法是一种将目标元素进行分解，在此基础上采用定性、定量进行分析做出决策的一种方法。层次分析法具有较强的系统性，能将复杂的问题通过量化分析变得简单，为决策提供合理的参考建议。因此，在此基于层次分析方法对环境监测质量评价体系进行了分析，为层次分析方法在环境监测质量评价中的应用提供参考建议。

2 层次分析方法

层次分析方法是通过两两成对比较构建判断矩阵，利用特征向量进行求解。该方法广泛应用到复杂统计环境中。层次分析方法中重要计算方法为：

(1)判断矩阵。计算公式为：

(1)

式中：aij=1/aji，该矩阵称为n阶正反判断矩阵。判断矩阵中相关标度设置见表1所示。

表1 判断矩阵相关标度

(2)判断矩阵权重，该计算用于计算各个指标的权重，计算方法为：

(2)

计算Mi的n次方根：

(3)

(4)

判断矩阵最大特征值计算为：

(5)

式(5)中：W表示权重，(AW)i表示列向量的第i个分量。

(3)一致性检验。计算方法为：

CR=CI/RI

(6)

3 环境监测评价体系构建

影响环境监测质量的因素主要有：监测方法、法律法规、人员、先进技术应用。监测方法包含指标有行业标准、国家标准、国际标准、企业标准、非标以及文献方法。法律法规包含指标有法律保障、制度环境。人员包括人员素质、人员技能、人员职业道德。先进技术应用包括大数据技术、无线传感器、检测理论技术。图1为环境监测评价体系。

图1 环境监测评价体系

3 层次分析方法在环境监测评价中应用

根据环境监测评价体系可知一级指标有监测方法(C1)、法律法规(C2)、人员(C3)、先进技术应用(C4)；对应二级指标有监测方法包含指标有行业标准(C11)、国家标准(C12)、国际标准(C13)、企业标准(C14)、非标(C15)以及文献方法(C16)。法律法规包含指标有法律保障(C21)、制度环境(C22)。人员包括人员素质(C31)、人员技能(C32)、人员职业道德(C33)。先进技术应用包括大数据技术(C41)、无线传感器(C42)、检测理论技术(C43)。聘请30名专业技术人员进行评价。得到判断矩阵如表2～6。

表2 一级指标判断矩阵

按照层次分析方法最终得到权重值为：W1=0.554,W2=0.135,W3=0.252,W4=0.059。

按照层次分析方法最终得到权重值为：W11=0.048；W12=0.092;W13=0.083;W14=0.464;W15=0.240;W16=0.072。

表3 监测方法判断矩阵

表4 法律法规判断矩阵

按照层次分析方法最终得到权重值为：W21=0.800;W22=0.200。

表5 人员判断矩阵

按照层次分析方法最终得到权重值为：W31=0.210;W32=0.433;W33=0.357。

表6 先进技术应用判断矩阵

按照层次分析方法最终得到权重值为：W41=0.065;W42=0.690;W43=0.245。

最终的到环境监测质量评价综合分析表见表7所示。

表7 环境监测质量评价综合分析

由表7可知，企业标准对质量控制影响权重最高，权重值为0.257，其次为非标方法应用，说明监测检验方法对质量控制有重要作用。大数据技术影响最小只有0.004，这是因为大数据在环境监测领域应用还处于发展阶段，对其应用还处于探索中。

5 结论

本文采用层次分析方法研究了环境监测质量评价体系，分析结果表明检验方法对质量评价影响因素较高。后续在制定环境监督时应制定检出限低、灵敏度高的方法，提高环境质量监督管理。大数据技术应用还处于探索阶段，尽管本次研究显示大数据在环境监测中效果不佳，但是仍需要将其应用到环境监测管理中，这是未来发展方向。