基于模糊模式识别理论的规划环境影响评价.pdf

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1、http:/-1-基于模糊模式识别理论的规划环境影响评价基于模糊模式识别理论的规划环境影响评价 张育婵1，刘志斌2，孟璐3 辽宁工程技术大学资源与环境工程学院，辽宁阜新（123000）E-mail： 摘摘 要要：研究了模糊模式识别理论在规划环境影响评价中应用的问题。以阜新市经济转型期水资源综合规划的环境影响评价为例，对该规划进行了环境影响识别，构建了环境影响评价的指标体系，分析了规划中各个环境主题对环境影响的贡献，建立了水资源规划环境影响评价的模糊模式识别模型。评价结果表明，阜新市经济转型期水资源规划具有一定的环境影响。为水资源规划的可行性提供了科学依据。关键词：关键词：水资源规划；环境影响评

2、价；模糊模式识别模型；特征值 中图分类号中图分类号：X820.3 1.引言引言 在规划环境影响评价中，规划的环境影响范围广，时间跨度大，涉及的经济-社会-环境系统复杂，而且评价指标的获取受到种种因素限制往往具有不确定性，环境影响等级之间的界限不清晰，具有模糊性。模糊数学理论可以很好的解决这些模糊问题1，因此，我们可以将一些相关的模糊数学方法，包括模糊分析、模糊预测、模糊综合评价等应用于规划环境评价的战略分析和环境影响预测等方面。水资源是阜新市经济能否成功转型的关键因素。进行水资源综合规划对于区域社会经济发展具有重要的意义。本文针对阜新经济转型期水资源综合规划，通过环境评价指标的综合分析，选择多

3、级模糊识别理论与级别特征值对规划进行环境影响评价。2.模糊模式识别评价的基本方法模糊模式识别评价的基本方法 模糊模式识别理论的基本内容：设有需要识别的模糊概念或模糊子集 A，已知指标的标准体系；计算研究样本属于各个标准的相对隶属度；计算相对级别特征值；识别判断样本集属于哪一个标准。2.1 指标相对隶属度函数的建立指标相对隶属度函数的建立 设规划方案中环境主题 j 的指标特征值向量为 xj=(x1j，x2j,xij,xmj)（1）式中：xj为规划方案环境主题 j 的 m 个指标特征值向量，j=1，2，n；xij为规划方案主题 j 的第 i 个指标的特征值，i=1，2，m；m 为主题 j 下的详细

4、指标个数。设规划影响程度按 c 个级别的已知指标标准特征值进行识别，则有指标标准特征值矩阵2()ihmcmmccyyyyyyyyyyY=LLLLLLL212222111211 （2）式中 yih为级别 h 下指标 i 的标准特征值，h=1，2，c；i=1，2，m。对于从 1 级至 c 级指标标准特征值减小的指标而言，令小于、等于指标 c 级（或状态）标准特征值对 A 的相对隶属度为 0，令等于、大于指标的 1 级（或状态）标准特征值对 A 的相对http:/-2-隶属度为 1。指标特征值介于 1 级与 c 级标准特征值之间对 A 的相对隶属度可按线性变化确定，由此该类指标对 A 的相对隶属度（

5、隶属函数）为 =ijr,1,01iciicijyyyx 11iijicijiicijyxyxyyx (3)h 级指标标准特征值对 A 的相对隶属度（隶属函数）为 =,1,01iciicihihyyyys 11iihicihiicihyyyyyyy=（4）其相应的隶属度（隶属函数）对于从 1 级至 c 级指标特征值增加的指标而言，令等于、大于指标 c 级（或状态）标准特征值对 A 的相对隶属度为 0，令小于、等于指标 1 级（或状态）标准特征值对 A 的相对隶属度为 1。指标特征值介于 1 级与 c 级标准特征值之间对 A 的相对隶属度可按线性变化确定。）为：=,1,01 iicijicijyy

6、xyr 11iijicijiicijyxyxyyx （5）=,1,01 iicihicihyyyys 11iihicihiicihyyyyyyy=hjhjhjjjjjdddbhabhah或 (16)最后应用级别特征值公式 H=(1，2，C)(u1j，u2j，ucj)T （17）即可得出最终的综合评价结果。当 H=1 时，方案的环境影响较小；H=3 时，方案的环境影响较大。3.模糊识别理论在规划环境影响评价中的应用模糊识别理论在规划环境影响评价中的应用 应用模糊识别模式对阜新市经济转型期水资源综合规划的环境影响程度这一模糊概念A 进行识别。评价标准选取3个级别(即c=3)：级表示规划环境影响很小

7、，级表示环境影响小，级表示环境影响较大。3.1 指标体系的建立和评价标准的确定指标体系的建立和评价标准的确定 根据阜新市经济转型期总体规划指标体系，以及规划环境影响评价技术导则，确定阜新市经济转型期水资源综合规划的环境影响评价指标体系。它由一个目标层A、一个环境主题层B和一个指标层C构成。指标层内具体指标见表1。以2005年规划数据为准评价。确定评价标准的主要依据为：2005 年国民经济和社会发展统计公报，联合国世界卫生组织推荐的部分环境参考指标，城市区域噪声标准 GB3096-93。指标评价标准值见表 1。3.2 指标权重的确定指标权重的确定 规划环境影响评价分析时，指标权重的确定十分重要，

8、直接影响评价结果。经过综合比较分析，本文选用层次分析法确定各指标的权重。应用该方法得出的规划方案的 7 个环境主体的归一化权重向量及各环境主题中详细指标权重向量见表 2。3.3 模糊识别的应用模糊识别的应用 本规划方案涉及7个环境主题，各环境主题指标总和为规划环评的指标体系。首先，依据式(1)和式(2)，并根据各个环境主题的指标标准值构造各个环境主体的指标特征值向量，已知标准体系构造相应的指标标准特征值矩阵。再分别按线性内插式(3)、式(4)式(5)和式(6)将其转化为相应的指标与指标标准特征值的相对隶属度向量和矩阵。将各个环境主题的指标特征值隶属度向量中的各分向量，与该环境主题对应的指标标准

9、特征值矩阵的行向量逐一进行比较，得出各个环境主题级别上限和下限。应用模糊模式识别模式(16)，取距离参数 p=2(欧式距离)3，计算出 7 个主题环境影响级别隶属度向量 u=(u11，http:/-5-u21，u31)；u2=(u12，u22，u32)；un=(u1n，u2n，u3n)，应用级别特征值公式(17)得出 7 个主题级别特征值 H1，H2，H7。具体数值列于表 3。则阜新市经济转型期水资源综合规划方案的环境影响级别特征值为：()()21.2,T721721=HHHwwwHLL 表 1 阜新市经济转型期水资源综合规划环境评价指标及评价标准 主题 B 序号 指 标 单 位 现状 200

10、0 年 2005 年规划 级 级 级 C1 水资源利用率%30.2 40 60 45 35 C2 地表水和地下水开发程度%38 51 75 55 45 C3 供水量模数 万 m3/km2 57 80 100 80 60 水资源 C4 农业用水资源效率 元/t 7.8 18 50 20 8 C5 需水量模数 万 m3/km2 54 78 100 80 60 C6 地下水位 m 8.0 6.5 3 35 57 C7 水功能区河流达标率%55 100 100 80 60 C8 生活污水处理率%24.5 55 70 55 40 水环境 C9 总氮（湖、库以 N 计）mg/L 1.5 0.8 0.2 0

11、.5 1.0 大气环境 C10 空气污染指数 100 80 50 100 80 45 固体废物 C12 弃渣的处理率%56.0 95 100 80 40 声环境 C13 施工期噪音均值 dB 57.8 60 55 60 65 C14 淹没区生物量/库区生物量%2 6 1 15 510 C15 草地面积比率%47.9 50 75 7550 5025C16 土地垦殖率%10 8 6 68 810 C17 沙化、盐碱地面积比%13.4 12 5 512 1220C18 耕地面积比%7.5 4 3 36 69 生态环境 C19 土壤侵蚀率%55 42 20 2040 4060C20 从业率%51 60

12、 65 60 55 人文经济 C21 GDP 年均增长率%9.7 13.2 20 15 10 表 2 各环境主题下评价指标的权重向量 A B B1C B2C B3C B4CB5C B6C B7C(0.045,0.216,0.095,0.099,0.084,0.404,0.057)(0.105,0.269,0.142,0.216,0.269)(0.201,0.119,0.222,0.458)(1.000)(0.333,0.667)(1.000)(0.271,0.100,0.132,0.179,0.160,0.160)(0.500,0.500)说明：其中 B1为水资源；B2为水环境；B3为大气环境

13、；B4为固体废弃物；B5为声环境；B6为生态环境保护；B7为人文社会经济环境。http:/-6-表 3 环境主题相对于模糊概念的级别隶属度向量及级别特征值表 各环境主题相对模糊概念的级别隶属度向量 uj 各环境主题级别特征值 Hj()05.095.001=u=1H2.05()51.038.011.02=u=2H2.40()07.03.03=u=3H1.70()028.072.04=u=4H1.28()0105=u=5H2.00()53.047.006=u=6H2.53()1.09.007=u=7H2.10 3.4 评价结果分析评价结果分析 由计算得知 H2.21(2H3)，阜新市水资源综合规划

14、方案对环境的影响程度介于级和错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。级之间，对环境具有一定的影响。从表 2 可以看出，有两个环境主题的2H、6H 大于规划方案的特征值 H 并接近错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。级，这说明水环境、生态环境对环境影响的贡献最大，需要从水环境、生态环境这两方面来减缓对环境的影响，保障规划的顺利实施；1H、5H 接近级，即说明水资源和声环境方面的工作尚需加强；7H 介于级和错误！未找到引用源。错误！未找到引用源。级之间说明水资源的综合规划方案对经济的增长和就业率的提高有着密不可分的关系；3H 和4H 介于级和级之间最小，说明阜新市水资源规划发展战略在大气环境和

15、固体废物这两方面保持现状但仍需改善。4.结论结论 应用模糊识别理论对阜新市经济转型期水资源综合规划的环境影响进行初步评价得出：规划的实施对环境具有一定的影响。需要从水环境、生态环境这两方面来减缓对环境的影响，保障规划的顺利实施；水资源和声环境方面的工作尚需加强；大气环境和固体废物这两方面保持现状但仍需改善。努力改变现有的各个环境主题发展不协调的局面，最终实现城市各个环境主题级别较为均衡的局面，才能使规划的实施顺利开展，保障经济的顺利转型，更好的维护生态环境的建设。参考文献参考文献 1 王宪恩,张海华,赵文晋,等.模糊模式识别理论在规划环境影响评价中的应用J.吉林大学 学报(理学版),2006,

16、44(1):137141.2 沈晓鹃等.区域水资源的模糊综合评价J.海河水利,2005(3):241242.3 陈守煜.工程模糊集理论与应用M.北京:国防工业出版,1998.4 丁桑兰.环境影响评价概论M.北京:化学工业出版社.2001.5 包 存 宽,陆 雍 森,尚 金 武.规 划 环 境 影 响 评 价 方 法 及 实 例 M.北 京:科 学 出 版 社,2004.6 程胜高,张聪辰主编.环境影响评价与环境规划M.中国环境科学出版社,1999.http:/-7-Environmental Impact Assessment of Planning Based on Fuzzy Recogn

17、ition ZHANG Yu-chan,LIU Zhi-bin,MENG Lu College of Resource and Environment Engineering,Liaoning Technical University,Fuxin Liaoning(123000)Abstract The paper makes a study on the application of fuzzy pattern recognition in the environmental impact assessment of planning.Taking the environmental imp

18、act assessment of synthesized planning of water resource in economy transform period in Fuxin city as an example,the paper does the recognition of the environmental impact for the planning,setting up the evaluating indicators of environmental impact assessment,analyzing the contribution of each envi

19、ronmental theme for the environmental impact in the planning,establishing the model of fuzzy pattern recognition of the environmental impact assessment of planning of water resource.The results show that the implementation of planning of water resource in economy transform period in Fuxin may cause certain effects and provide base for the feasibility of planning of water resource.Keywords：planning of water resource;environmental impact assessment;model of fuzzy pattern recognition;eigenvalue 作者简介：作者简介：张育婵，(1982-），女，汉，河南省郑州人，硕士研究生，主要从事环境评价研究。