基于GIS地质公园遗迹评价方法研究_以安徽省天柱山地质公园为例

第23卷第4期安徽地质

Vol.23No.4

2013年12月

Geology of Anhui

December 2013

0引言

地质遗迹是在地球漫长演化的

地质历史时期中，由各种内外动力的地质作用形成、发展并保存下来的珍贵的不可再生的地质自然遗产。地质遗迹的资源是有限的、不可再生的，具有巨大的科研价值和文化学术价值。地质遗迹资源若遭到了破坏，对其恢复的工程是巨大的，甚至于无法恢复。地质公园是保护、观赏及研究地质遗迹的一种表现形式。地质公园的建设极大的促进了当地的经济发展和旅游业的发展，推动了地质遗迹资源保护的进程，并有利于国际对地质学的研究与交流。

近几年，GIS 技术应用广泛，应用于科学调查、资源管理、财产管理、发展规划等。利用GIS 进行分析评价，可以客观的评价调查对象的主观性。

1地质公园遗迹评价

1.1地质公园遗迹评价目的

地质遗迹作为一种旅游资源，

可以科学地开发和利用。通过对资源的评价，可以对其价值、开发条件

等有个全面客观的认知，从而确定该资源在所处区域中的地位，确定不同资源的开发顺序，为旅游开发

规划等提供科学的判断标准或理论依据。其评价目的在于：①通过对资源类型、规模、结构、功能和性质的评估，为园区的改造、规划和扩展提供科学依据；②通过对地质遗迹的综合评价，为合理利用资源，发挥其整体效应提供理论依据，为保护遗迹及开发不同旅游地准备条件。1.2地质公园遗迹评价因子

评价影响因素是地质公园遗迹评价中的关键环节，要考虑的主要影响因子有：①选取代表地质遗迹的自然属性指标，主要有：典型性、稀有性、自然性、系统性和完整性。②选取代表地质遗迹的价值属性指标，主要有：美学价值、科研价值、社会经济价值。③选取有关规划区的景点景区规模指标，主要有：景观规

模、景观组合、环境容量。④选取有关地质公园旅游开发条件的指标，主要有：区位条件、客源条件、基础设施、区域经济发展水平。2GIS 支持下地质公园遗

迹评价方法分析

基于GIS 的多准则评价主要分为两大类，

一类是基于逻辑交集（AND ）和并集（OR ）运算的布尔

（BOOLEAN ）

决策，另一类是基于连续变量标准化的权重组合决策，

包括传统的权重线性组合

（WLC ）决策和近几年发展起来的次序权重平均

（OWA ）

决策[1]。权重线性组合决策方法可视为布尔AND 和OR 决策的

平均，即介于最大风险和最小风险中间的平均决策。OWA 方法则是一种可以根据决策策略选择决策风

险大小的决策，

因此可以把布尔决策和WLC 决策视为OWA 决策的特殊情况。本文主要讨论的为权重线性组合法和次序权重平均法。2.1权重线性组合法（WLC ）评价分析

权重线性组合法[2]（WLC ）中各评价指标之间相互独立，

各评价指标因子对综合评价的贡献彼此没有

相互影响。此方法中，

权重的作用收稿日期：2013-06-19

作者简介：戴云（1972-），女，安徽合肥人，工程师，现主要从事航测及遥感数据处理工作。

文章编号:1005-6157（2013）04-315-3

基于GIS 地质公园遗迹评价方法研究—以安徽省天柱山地质公园为例

戴云1,吴苑2

（1安徽省第四测绘院，安徽合肥230001；2合肥工业大学资源与环境工程学院，安徽合肥230009）摘要：本文采用GIS 技术对地质公园遗迹进行定量评价，主要采用权重线性组合法（WLC ）和有序权重平均法（OWA ）两种评价方法进行分析，并以天柱山地质公园为例，结果表明这两种方法均有实践性。

关键词：GI ；权重线性组合法；有序权重平均法；天柱山地质公园中国分类号：P209；S579.53文献标识码：A

安徽地质2013年

较其他综合评价方法中更为明显，突出了指标值或指标权重较大者的作用。WLC 法便于计算，适用范围

比较广泛，易接受。

权重线性组合法评价模型为：B =∑i =1

n Q i *W i

式中：B 为地质公园评价综合得分；Q 为某个评价因子的模糊得分；W 为某个评价因子的权重，i 为第i 项因素。

2.2有序权重平均法（OWA ）评价

分析

有序权重平均法（OWA ）法根据决策策略选择决策风险大小的决策，因此可以把WLC 决策视为OWA 决策的特殊情况对于任一地理空间位置（或屏幕像元）i ，按评价指标的大小进行降序排列得到各指标的属性值z ij ，第j 种指标的次序权重为v j ，Malczewski [3]将OWA 决策表达式写为：

OWA i =∑j =1n

（u j v j

∑j =1n u j v j

）z ij

式中：u j ∈[0，1]，j=l ，2，…，n ，称

为准则权重，且∑j =1

n

u j =1，j∈[0，1]，v j ∈

[0，1]，j=l ，2，…，n ，v j 称为有序权重，且∑j =1n

v j =1，z ij 称为准则属性值。2.3有序权重平均法（OWA ）评价分析中次序权重计算根据前文所述的OWA 法，与WLC 法最根本的区别在于次序权重的确定。本文对次序权重的确定采用典型的方法，即按指标的重要

等级w k 来确定[4]，次序权重定义为：v j =?è???÷∑k =1j

w k α

-?

è???÷

∑k =1j -1

w k α

式中：α为算子系数，取决于评价风险的大小，α∈[0，∞]。

W k 根据指标数值的大小来确

定指标的重要等级，

则：w k =n -r k +1∑l =1

k ()n -r l +1，()k =1，2，?，n 式中：r k 根据指标数值大小对重要性进行取值，

最大取1，次大取2，依此类推。通过次序权重的调节准则权重和指标数值的差异来降低综合评价效

果的影响，

通过调节算子系数α来进行评价风险的选择。假设α和指标属

性n=3给定，其风险指标如表1所示。3实例

天柱山地质公园位于安徽省安

庆市潜山县境内，西邻岳西县司空山，南接江西庐山，北依天堂寨，东靠安庆和九华山。天柱山地质公园地质遗迹非常丰富，有花岗岩奇峰、奇石、洞穴等花岗岩地貌遗迹，有多彩的瀑布、碧潭、溪泉、河流等水文地质景观，有超高压变质带及榴辉岩，它们都是地球内外营力长期持续作用的结果，是地质作用留下的记录。3.1评价分析

基于GIS 分别采用权重线性组合法（WLC ）和有序权重平均法

（OWA ）对天柱山地质公园地质遗迹进行评价，

选定4种评价因子：自然属性、价值属性、景点景区规模、

旅游开发条件。

3.1.1权重线性组合法（WLC 法）3.1.1.1各因子图层标准化

GIS 利用对数据库的建立对天柱山地质公园地质遗迹数据进行管理及定量评价。根据基础数据的数据形态将基础数据库中的数据分为点状数据、线状数据和面状数据。评价指标因子以图层的属性项表示，并将衡量评价因子的对应指标写入各属性表当中，以便模型计算及提取。3.1.1.2建立影响因子重要性判断矩阵（或比较矩阵）

建立4种影响因子的比较矩阵。一般采用1～9及其倒数的标度方法，比较因素间的重要性，可得到相对权值矩阵及其一致性比率。如果一致性比率小于0.10，说明比较矩阵具有满意的一致性，否则，需对比较矩阵做出修改。3.1.1.3评价结果

确定了影响因子权值矩阵之后，通过GIS 进行模型运算得到评价结果。该方法的原理就是将每一个标准化的图元与其权值相乘，即每个图元单元与权值相乘，再把所得结果求和得到结果。这样就可得到所需的评价结果图片，从而进行相应的决策分析。

3.1.2有序权重平均法（OWA ）

OWA 法与WLC 法主要的不同之处是多了有序权重（order weights ），目的是在考虑指标准则权重的同时，防止各指标间属性值的差异而产生的综合评价误差。事实上，WLC 法只是OWA 法的一种特殊情况。有序权重不同于因子权重，并不适用于任何具体的因子，而是要在因子分值的基础上，对所有的像元进行

表1风险决策比较

Table 1Risk decision comparison 序号12345

OWA 次序权重V 1

1.00.7

0.330.10.0V 2

0.00.2

0.340.20.0V 3

0.00.1

0.330.71.0GIS 聚合方法

OWA （布尔or ）OWA OWA （WLC ）OWA

OWA （布尔and ）

αα→0

α=0.5α=1α=2α→∞风险态度风险最大风险较大风险中等风险较小风险最小

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第23卷第4期戴云，等：基于GIS 地质公园遗迹评价方法研究-以安徽省天柱山地质公园为例

等级排序，然后再应用有序权重。3.2对比评价结果

根据天柱山地质公园的具体情况，参照国家地质公园评审中的指标体系，确定影响天柱山地质公园评价的因子为自然属性、价值属性、景点景区规模、旅游开发条件四个因子，分别采用WLC 法和OWA 法进行评价，得到2种评价结果，如图1和图2所示。从评价分析的空间分布图上看，两种方法评价的结果在实践中均有意义。

4结语

本文主要介绍基于GIS 地质公园遗迹评价方法的计算分析，以及该方法在天柱山地质公园中的实际应用，表明了权重线性组合法（WLC 法）和有序权重平均法（OWA ）这两种方法在地质公园遗迹评价中的有效性和实用性。地质公园遗迹评价是保护和开发地质遗迹的一项基础工作。在地质公园遗迹决策过程中，科学的决策方法和手段显得尤为重要。参考文献:

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[4]Yager R.R..Quantifier guided aggregation us?

ing OWA operation[J].International Journal

of Intelligent Systems ，1996，11（1）:49～73.

GIS-based geological park relic appraisal method study--an example from Tianzhu

Mt Geological Park in Anhui Province

DAI Yun 1，WU Yuan 2

(1.No.4Mapping and Surveying Institute of Anhui Province ，Hefei ，Anhui 230001，China ；2.School of Resources and Environmental Engineering ，Hefei University of

Technology ，Hefei ，Anhui 230009，China)

Abstract:Abstract:With the Tianzhu Mt Geological Park as example ，a quantitative appraisal was made on geological park relics

by using GIS technology ，i.e.，weighted linear combination （WLC ）and orderly weighted average （OWA).The results in-dicated that the two methods are both applicable.Keywords:Keywords:GIS ；WLC ；OWA ；Tianzhu Mt Geological

Park

图1权重线性组合法（WLC 法）Fig.1Weighted linear combination method （WLC

）

图2有序权重平均法（OWA ）

Fig.2Orderly weighted average method （OWA)

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