專利名稱：一種基于人類擾動(dòng)強(qiáng)度的參照湖泊定量化確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于人類擾動(dòng)強(qiáng)度的參照湖泊定量化確定方法。
背景技術(shù)：
參照湖泊(Reference Lake)是指未受人 類影響或受人類影響非常小且維持最佳用途的湖泊，可代表該區(qū)域地區(qū)自然生物學(xué)的、物理的和化學(xué)的完整性。參照湖泊是一個(gè)區(qū)域的代表，它們的狀態(tài)應(yīng)代表該區(qū)域內(nèi)可預(yù)測(cè)的類似湖泊中受影響最小狀態(tài)的最佳范圍。通常情況下，沒有受到人類干擾的湖泊是不存在的。歐洲水框架指令中建議湖泊參照狀態(tài)可以有較小的波動(dòng)范圍，這意味著人類影響是允許的，只要沒有或只有很小的生態(tài)影響。因此，一般會(huì)選擇受人類影響最小的湖泊作為參照湖泊。參照湖泊是確定區(qū)域湖泊參照狀態(tài)的重要方法之一，也是確定湖泊恢復(fù)到最佳狀態(tài)的基線。不同區(qū)域的湖泊在成因、類型、演變過程、營(yíng)養(yǎng)物效應(yīng)以及物理、化學(xué)、生物學(xué)特性等方面均存在著顯著的地域性差異，同時(shí)湖泊流域人口密集、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)，湖泊普遍受人類擾動(dòng)大，科學(xué)地篩選出不同生態(tài)分區(qū)的參照湖泊是建立生態(tài)分區(qū)湖泊營(yíng)養(yǎng)物基準(zhǔn)，進(jìn)行湖泊的保護(hù)、評(píng)估和管理的重要基礎(chǔ)。目前，國(guó)際上尚未形成統(tǒng)一的定量化確定參照湖泊的標(biāo)準(zhǔn)方法，沒有統(tǒng)一的指標(biāo)體系，只是根據(jù)定性和定量指標(biāo)分步篩選確定參照湖泊。研究結(jié)果受研究人員的人為主觀影響很大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于人類擾動(dòng)強(qiáng)度的參照湖泊定量化確定方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供的基于人類擾動(dòng)強(qiáng)度的參照湖泊定量化確定方法，其主要步驟包括I)在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)，確定區(qū)域內(nèi)候選參照湖泊，應(yīng)用主成分分析方法確定湖泊流域人類擾動(dòng)強(qiáng)度的指標(biāo)，建立候選參照湖泊評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及其等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；2)確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重對(duì)候選參照湖泊評(píng)價(jià)指標(biāo)重要性進(jìn)行兩兩比較，建立基于層次結(jié)構(gòu)的模糊互補(bǔ)判斷矩陣A，對(duì)矩陣A進(jìn)行一致性判斷；其中矩陣A = (aij)6X6，且O彡Bij ( Lai^aji = 1(式中的i、j為候選參照湖泊評(píng)價(jià)指標(biāo))；3)用集對(duì)分析方法計(jì)算候選參照湖泊評(píng)價(jià)指標(biāo)情況下，候選參照湖泊與評(píng)價(jià)等級(jí)之間的單指標(biāo)聯(lián)系度，以及候選參照湖泊與評(píng)價(jià)等級(jí)間的綜合聯(lián)系度；4)評(píng)價(jià)候選參照湖泊等級(jí)，確定參照湖泊。所述基于人類擾動(dòng)強(qiáng)度的參照湖泊定量化確定方法，其中，湖泊流域人類擾動(dòng)強(qiáng)度的指標(biāo)包括湖泊流域的自然植被、湖岸帶寬度、農(nóng)業(yè)、點(diǎn)源排放、最小棲息地得分和城市用地；建立的候選參照湖泊評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及其等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分為A-F六類，其中A類為理想的流域和湖泊狀態(tài)，沒有人類干擾的流域；
B類是優(yōu)良的流域和湖泊狀態(tài)；C類為臨界的流域和湖泊狀態(tài)，有一定的人類干擾，但湖泊水生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定；D類是低于臨界流域和湖泊狀態(tài)的湖泊，在湖泊或流域有相當(dāng)?shù)娜祟惛蓴_出現(xiàn)；E類為差的湖泊和流域狀態(tài)，在湖泊和流域都有相當(dāng)?shù)娜祟惛蓴_出現(xiàn)；F類是非常差的湖泊和流域狀態(tài)，人類干擾大范圍的貫穿湖泊和流域。所述基于人類擾動(dòng)強(qiáng)度的參照湖泊定量化確定方法，其中，確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重是采用基于模擬退火算法混合加速遺傳算法的層次分析法，以一致性指標(biāo)系數(shù)最小化為目標(biāo)，對(duì)各指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行計(jì)算；修正的模糊互補(bǔ)判斷矩陣B = (I^ij)6x6各指標(biāo)的權(quán)重為{ ω i I i = 1，2，. . .，6}，則使下式最小的B為A的最優(yōu)模糊一致判斷矩陣
權(quán)利要求
1.一種基于人類擾動(dòng)強(qiáng)度的參照湖泊定量化確定方法，其主要步驟包括 1)在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)，確定區(qū)域內(nèi)候選參照湖泊，應(yīng)用主成分分析方法確定湖泊流域人類擾動(dòng)強(qiáng)度的指標(biāo)，建立候選參照湖泊評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及其等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)； 2)確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重 對(duì)候選參照湖泊評(píng)價(jià)指標(biāo)重要性進(jìn)行兩兩比較，建立基于層次結(jié)構(gòu)的模糊互補(bǔ)判斷矩陣A，對(duì)矩陣A進(jìn)行一致性判斷;其中矩陣A = (aij)6X6，且O彡Bij ( l,aij+aji = I ;式中的i、j為候選參照湖泊評(píng)價(jià)指標(biāo)； 3)用集對(duì)分析方法計(jì)算候選參照湖泊評(píng)價(jià)指標(biāo)情況下，候選參照湖泊與評(píng)價(jià)等級(jí)之間的單指標(biāo)聯(lián)系度，以及候選參照湖泊與評(píng)價(jià)等級(jí)間的綜合聯(lián)系度； 4)評(píng)價(jià)候選參照湖泊等級(jí)，確定參照湖泊。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于人類擾動(dòng)強(qiáng)度的參照湖泊定量化確定方法，其中，湖泊流域人類擾動(dòng)強(qiáng)度的指標(biāo)包括湖泊流域的自然植被、湖岸帶寬度、農(nóng)業(yè)、點(diǎn)源排放、最小棲息地得分和城市用地；建立的候選參照湖泊評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及其等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)分為A-F六類，其中 A類為理想的流域和湖泊狀態(tài)，沒有人類干擾的流域； B類是優(yōu)良的流域和湖泊狀態(tài)； C類為臨界的流域和湖泊狀態(tài)，有一定的人類干擾，但湖泊水生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定； D類是低于臨界流域和湖泊狀態(tài)的湖泊，在湖泊或流域有相當(dāng)?shù)娜祟惛蓴_出現(xiàn)； E類為差的湖泊和流域狀態(tài)，在湖泊和流域都有相當(dāng)?shù)娜祟惛蓴_出現(xiàn)； F類是非常差的湖泊和流域狀態(tài)，人類干擾大范圍的貫穿湖泊和流域。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于人類擾動(dòng)強(qiáng)度的參照湖泊定量化確定方法，其中，確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重是采用基于模擬退火算法混合加速遺傳算法的層次分析法，以一致性指標(biāo)系數(shù)最小化為目標(biāo)，對(duì)各指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行計(jì)算；修正的模糊互補(bǔ)判斷矩陣B = (I3ij)6x6各指標(biāo)的權(quán)重為l>i|i = 1，2，...，6}，則使下式最小的B為A的最優(yōu)模糊一致判斷矩陣
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于人類擾動(dòng)強(qiáng)度的參照湖泊定量化確定方法，其中，釆用的集對(duì)分析方法如下式
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述基于人類擾動(dòng)強(qiáng)度的參照湖泊定量化確定方法，其中，評(píng)判候選參照湖泊的等級(jí)時(shí)，將級(jí)別特征值
6.根據(jù)權(quán)利要求I或5所述基于人類擾動(dòng)強(qiáng)度的參照湖泊定量化確定方法，其中，評(píng)判候選參照湖泊的等級(jí)時(shí)，采用置信度準(zhǔn)則評(píng)判候選參照湖泊i的等級(jí)比
全文摘要
一種基于人類擾動(dòng)強(qiáng)度的參照湖泊定量化確定方法，其主要步驟包括1)在目標(biāo)區(qū)域內(nèi)，確定區(qū)域內(nèi)候選參照湖泊，應(yīng)用主成分分析方法確定湖泊流域人類擾動(dòng)強(qiáng)度的指標(biāo)，建立候選參照湖泊評(píng)價(jià)指標(biāo)體系及其等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)；2)確定評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重，對(duì)候選參照湖泊評(píng)價(jià)指標(biāo)重要性進(jìn)行兩兩比較，建立基于層次結(jié)構(gòu)的模糊互補(bǔ)判斷矩陣A，對(duì)矩陣A進(jìn)行一致性判斷；其中矩陣A＝(aij)6×6，且0≤aij≤1，aij+aji＝1；3)用集對(duì)分析方法計(jì)算候選參照湖泊評(píng)價(jià)指標(biāo)情況下，候選參照湖泊與評(píng)價(jià)等級(jí)之間的單指標(biāo)聯(lián)系度，以及候選參照湖泊與評(píng)價(jià)等級(jí)間的綜合聯(lián)系度；4)評(píng)價(jià)候選參照湖泊等級(jí)，確定參照湖泊。本發(fā)明對(duì)于參照湖泊的定量化選擇以及湖泊的保護(hù)、評(píng)估和管理都有重要的實(shí)際意義。
文檔編號(hào)G06F19/00GK102789546SQ20121024134
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月12日
發(fā)明者何卓識(shí), 席北斗, 蘇婧, 霍守亮 申請(qǐng)人:中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院