多因子排序法就是針對(duì)被篩選對(duì)象的各種因子進(jìn)行綜合評(píng)定、權(quán)重分配。然后利用權(quán)重和因子之間的關(guān)系進(jìn)行不同篩選對(duì)象的排序及選優(yōu)工作。
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CO2地質(zhì)封存選址評(píng)價(jià)涉及的技術(shù)因子比較多。有自然地理?xiàng)l件、氣候條件、地質(zhì)條件、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件、交通條件以及工程技術(shù)條件等諸多因素。通過理論分析及實(shí)際調(diào)研，在本項(xiàng)目中，場(chǎng)地的選址從選址技術(shù)、安全性、經(jīng)濟(jì)適宜性、地面地質(zhì)條件4個(gè)方面來分析建立模型。利用層次分析法（AHP）確定各指標(biāo)的權(quán)重，結(jié)合GIS空間分析模型，構(gòu)造合理的宏觀選址綜合分析模型。通過對(duì)各指標(biāo)數(shù)據(jù)的量化處理，并采用多級(jí)加權(quán)求和的方法來實(shí)現(xiàn)宏觀選址的定量化評(píng)價(jià)。
（一）因子權(quán)重分配結(jié)構(gòu)
首先各指標(biāo)因子按照類型可以劃分為多個(gè)級(jí)別，在本項(xiàng)目中劃分了四個(gè)層級(jí)，即指標(biāo)層A、指標(biāo)亞層（B、C兩層）、具體指標(biāo)層D。其因子權(quán)重的分配結(jié)構(gòu)見表6-21。
（二）指標(biāo)層級(jí)權(quán)重確定
通過專家系統(tǒng)對(duì)指標(biāo)層級(jí)的權(quán)重進(jìn)行確定。
A1+A2+A3+A4=1
在第一指標(biāo)層中判斷四個(gè)指標(biāo)層各占的比重是多少，得A1、A2、A3、A4四個(gè)一級(jí)權(quán)重值。
B11+B12+…+B1i=1
B21+B22+…+B2i=1
表6-21 因子權(quán)重的分配結(jié)構(gòu)表
B31+B32+…+B3i=1
B41+B42+…+B4i=1
在第二級(jí)的指標(biāo)亞層中，分別在每個(gè)上一級(jí)的指標(biāo)層中判斷其下屬的指標(biāo)亞層B層所占的比重從而得到指標(biāo)亞層B層的權(quán)重值。
C111+C112+C113+…+C11j=1
……
C4i+C4i+C4i+…+C4i=1
……
D1111+D1112+D1113+…+D111m=1
……
第三、四級(jí)的指標(biāo)亞層C層和具體指標(biāo)層D層的權(quán)重判斷方法同上。
其中D01、D02、D03、D04、D05代表一票否決的因子。
由表中可以看出每個(gè)因子對(duì)應(yīng)的權(quán)重P由前面四級(jí)的權(quán)重逐級(jí)相乘得到。例如：
P1＝D1111×C111×B11×A1
由此，在得到所有四級(jí)權(quán)重值的基礎(chǔ)上可以依次求得P1到Pn所有的權(quán)重值。
（三）評(píng)價(jià)因子等級(jí)劃分
依照對(duì)所有具體指標(biāo)層的分級(jí)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，將普通評(píng)價(jià)因子劃分為好、一般、差3個(gè)等級(jí)。每個(gè)等級(jí)所對(duì)應(yīng)的分值V不同。最終每個(gè)盆地經(jīng)過數(shù)據(jù)判斷得到對(duì)應(yīng)所有因子的V值。
（四）評(píng)價(jià)流程
評(píng)價(jià)流程見圖6-3所示。
圖6-3 多因子排序選址評(píng)價(jià)GIS技術(shù)流程圖
另外，可以通過應(yīng)用組件式GIS技術(shù)，以CO2地質(zhì)封存選址盆地地理數(shù)據(jù)庫和宏觀選址綜合分析模型為基礎(chǔ)，開發(fā)環(huán)境和GIS組件為開發(fā)工具，逐步建立基于GIS的CO2地質(zhì)封存選址綜合分析系統(tǒng)，完成評(píng)價(jià)方法與GIS技術(shù)的有效結(jié)合。
關(guān)于1和3的話，其實(shí)就是點(diǎn)、線、面的緩沖區(qū)幾何計(jì)算問題，比如，住宅區(qū)看成點(diǎn)，向外緩沖2km得到a；公園也看成點(diǎn)向外緩沖5km得到b；河流看成線，緩沖2km得到c；然后a和c求交集，結(jié)果再與b做差集。
然后4和5的一般應(yīng)該是柵格數(shù)據(jù)，對(duì)柵格進(jìn)行一個(gè)邏輯運(yùn)算得到符合要求的結(jié)果，再參考前面的結(jié)果就好了。
歸納起來，GIS選址方法主要有層次分析法、重心法、網(wǎng)絡(luò)覆蓋模型和模擬仿真法等幾種方法，下面對(duì)這幾種方法進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。
1.層次分析法
層次分析法是美國運(yùn)籌學(xué)家T.L.Saaty教授于20世紀(jì)70年代提出的一種實(shí)用的多方案或多目標(biāo)的決策方法。它合理地將定性與定量的決策結(jié)合起來，按照思維、心理的規(guī)律把決策過程層次化、數(shù)量化，特別適合那些難于完全定量進(jìn)行分析的復(fù)雜問題。它首先將所要分析的問題層次化，即根據(jù)問題的性質(zhì)和要達(dá)到的總目標(biāo)，將問題分解成不同的組成因素，按照因素間的相互關(guān)系及隸屬關(guān)系，將因素按不同層次聚集組合。形成一個(gè)多層分析結(jié)構(gòu)模型，最終歸結(jié)為最低層（方案、措施、指標(biāo)等）相對(duì)于最高層（總目標(biāo)）相對(duì)重要程度的權(quán)值或相對(duì)優(yōu)劣次序的問題。
層次分析法的優(yōu)點(diǎn)是：(1)簡(jiǎn)單明了，提供了層次框架，便于整理思路；(2)通過對(duì)比進(jìn)行標(biāo)度，增加了判斷的客觀性；(3)把定性判斷與定量推斷結(jié)合，增強(qiáng)科學(xué)性和實(shí)用性。
然而層次分析法也存在明顯的不足：(1)層次分析法客觀性很高，因素較多（超過9個(gè)）時(shí)，標(biāo)度工作量太大，易引起標(biāo)度專家反感和判斷混亂；(2)層次分析法也有致命的缺點(diǎn)，它只能在給定的策略中去選擇最優(yōu)的，而不能給出新的策略；(3)層次分析法中所用的指標(biāo)體系需要有專家系統(tǒng)的支持，如果給出的指標(biāo)不合理則得到的結(jié)果也就不準(zhǔn)確；(4)構(gòu)造判斷矩陣時(shí)，由于受資料、信息和分析人員水平的限制，很難準(zhǔn)確地用“稍微！ 重要”、“較為重要” 和“極端！ 重要” 等模糊字眼來表示兩元素間的關(guān)系，評(píng)價(jià)結(jié)果受人為主觀因素影響大，且判斷矩陣的一致性不甚理想。
層次分析法可用于CO2地質(zhì)封存選址工作中，這主要是由地質(zhì)封存選址的多因子性決定的（參見第六章第四節(jié)多因子排序選址技術(shù)的GIS實(shí)現(xiàn)）。在因子權(quán)重分配結(jié)構(gòu)表中可以看出，因子根據(jù)特性劃分為指標(biāo)層A、指標(biāo)亞層B、指標(biāo)亞層C和具體指標(biāo)層D。在劃分層次時(shí)，要考慮因子的歸屬關(guān)系。另外，具有一票否決的因子應(yīng)予以關(guān)注，并在評(píng)價(jià)時(shí)單獨(dú)考慮，不計(jì)入同一層級(jí)的因子權(quán)重計(jì)算中。
2.重心法
重心法是單個(gè)設(shè)施選址最常用的方法，如物流配送中心、油庫選址、庫房、工具設(shè)備存放點(diǎn)、停車場(chǎng)等，重心法也常常用于剔除一些不合適的備選方案。重心法是一種靜態(tài)的方法，將需求點(diǎn)看成是分布在某一平面范圍內(nèi)的物體系統(tǒng)，各點(diǎn)的需求量和資源量分別看成是物體的重量，物體系統(tǒng)的重心點(diǎn)將作為選址空間的最佳設(shè)置點(diǎn)。
GIS中的最短路徑分析是重心法中常用的方法。
重心法的優(yōu)點(diǎn)是：(1)計(jì)算簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)容易搜集，易于理解；(2)對(duì)于單一設(shè)施定位時(shí)應(yīng)用解析方法簡(jiǎn)便易行；
重心法的不足有：(1)自由度過多導(dǎo)致計(jì)算量較大；(2)迭代法計(jì)算求得的最佳地點(diǎn)實(shí)際上往往很難找到；(3)對(duì)于復(fù)雜的選址問題，使用重心法常常感到困難，通常需要借助其他更為綜合的分析技術(shù)。
若碳源分布清楚，目標(biāo)靶區(qū)地質(zhì)條件相似，為求得最佳CO2運(yùn)輸路由，即可用該方法進(jìn)行選址。
3.網(wǎng)絡(luò)覆蓋模型
網(wǎng)絡(luò)覆蓋模型可用于移動(dòng)基站覆蓋、服務(wù)網(wǎng)點(diǎn)覆蓋、油庫最大覆蓋面積選址等多方面，可解決對(duì)于需求已知的一些需求點(diǎn)，如何確定一組服務(wù)設(shè)施來滿足這些需求點(diǎn)的需求，也就是需要確定服務(wù)設(shè)施的最小數(shù)量和合適的位置?？煞譃閮煞N不同的模型：集合覆蓋模型（用最小數(shù)量的設(shè)施去覆蓋所有的需求點(diǎn)）和最大覆蓋模型（在給定數(shù)量的設(shè)施下，覆蓋盡可能多的需求點(diǎn)）。前者常用啟發(fā)式算法；后者常用貪婪算法。移動(dòng)基站覆蓋等選址可以首先根據(jù)GIS中地圖進(jìn)行場(chǎng)址初選，根據(jù)數(shù)字地形圖，生成正射三維影像，或進(jìn)行三維瀏覽，從而能夠快速地把握整個(gè)地區(qū)的地形特點(diǎn)，同時(shí)參考已有的站點(diǎn)、居民區(qū)位置、道路位置，就可以初步推測(cè)若干個(gè)比較合理的站址。初選出部分地址點(diǎn)后可以使用DEM分析方法優(yōu)化站址選擇方案，使用GIS中的同時(shí)分析計(jì)算出幾個(gè)候選站點(diǎn)的可視域，并把可視域疊加到地圖上，依此衡量是否能夠覆蓋決策者感興趣的區(qū)域。
在綜合考慮碳源（需求點(diǎn)）、場(chǎng)地封存規(guī)模（最大覆蓋模型）、交通條件或道路位置，在選址地質(zhì)條件清楚的情況下，可用此法確定場(chǎng)地范圍，為灌注井布置提供經(jīng)濟(jì)上的依據(jù)。
4.模擬仿真法
模擬仿真方法是將實(shí)際問題用數(shù)學(xué)方法和邏輯關(guān)系表示出來，建立數(shù)學(xué)邏輯模型，利用計(jì)算機(jī)來運(yùn)行模擬仿真模型，模擬時(shí)間系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)及其隨時(shí)間變化的過程，對(duì)一個(gè)系統(tǒng)按照一定的作業(yè)規(guī)則由一個(gè)狀態(tài)變換為另一個(gè)狀態(tài)的動(dòng)態(tài)行為進(jìn)行描述或分析，并通過對(duì)模擬仿真運(yùn)行過程的觀察和統(tǒng)計(jì)，得到被模擬仿真系統(tǒng)的輸出參數(shù)和基本特征，以此來估計(jì)和推斷實(shí)際系統(tǒng)的真實(shí)參數(shù)和真實(shí)性能，然后通過模擬計(jì)算及邏輯推理確定最佳布局方案。
模擬仿真法的優(yōu)點(diǎn)有：(1)直觀形象，清晰明了；(2)研究結(jié)果相對(duì)解析方法更接近于實(shí)際的情況。
其缺點(diǎn)是：(1)進(jìn)行相對(duì)比較嚴(yán)格的模型的可信性和有效性的檢驗(yàn)；(2)有些仿真系統(tǒng)對(duì)初始偏差比較敏感，往往使得仿真結(jié)果與實(shí)際結(jié)果有較大的偏差；(3)要求設(shè)計(jì)人員必須具備豐富的經(jīng)驗(yàn)和較高的分析能力，面對(duì)相對(duì)復(fù)雜的仿真系統(tǒng)。
模擬仿真方法在CO2地質(zhì)封存選址工作中主要應(yīng)用于具體的單點(diǎn)位置選取及灌注井施工選點(diǎn)等工作。在具體使用時(shí)應(yīng)結(jié)合其他數(shù)值模擬方法綜合運(yùn)用。
當(dāng)然，應(yīng)用空間選址方法進(jìn)行選址不是單一方法的簡(jiǎn)單運(yùn)用，可以是好幾種方法綜合的使用，另外，還可以使用模糊聚類法、遺傳算法等眾多算法進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。
地理信息系統(tǒng)在最近的30多年內(nèi)取得了驚人的發(fā)展，廣泛應(yīng)用于資源調(diào)查、環(huán)境評(píng)估、災(zāi)害預(yù)測(cè)、國土管理、城市規(guī)劃、郵電通訊、交通運(yùn)輸、軍事公安、水利電力、公共設(shè)施管理、農(nóng)林牧業(yè)、統(tǒng)計(jì)、商業(yè)金融等幾乎所有領(lǐng)域。
以下地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域分別回答了在各自領(lǐng)域內(nèi)的作用
資源管理(Resource Management)
主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域，解決農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域各種資源(如土地、森林、草場(chǎng)) 分布、分級(jí)、統(tǒng)計(jì)、制圖等問題。主要回答“定位”和“模式”兩類問題。
資源配置(Resource Configuration)
在城市中各種公用設(shè)施、救災(zāi)減災(zāi)中物資的分配、全國范圍內(nèi)能源保障、糧食供 應(yīng)等到機(jī)構(gòu)的在各地的配置等都是資源配置問題。GIS在這類應(yīng)用中的目標(biāo)是保證 資源的最合理配置和發(fā)揮最大效益。
城市規(guī)劃和管理(Urban Planning and Management)
空間規(guī)劃是GIS的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域，城市規(guī)劃和管理是其中的主要內(nèi)容。例如， 在大規(guī)模城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中如何保證綠地的比例和合理分布、如何保證學(xué)校、 公共設(shè)施、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)所、服務(wù)設(shè)施等能夠有最大的服務(wù)面(城市資源配置問題)等。
土地信息系統(tǒng)和地籍管理(Land Information System and Cadastral Applicaiton)
土地和地籍管理涉及土地使用性質(zhì)變化、地塊輪廓變化、地籍權(quán)屬關(guān)系變化等許 多內(nèi)容，借助GIS技術(shù)可以高效、高質(zhì)量地完成這些工作。
生態(tài)、環(huán)境管理與模擬(Environmental Management and Modeling)
區(qū)域生態(tài)規(guī)劃、環(huán)境現(xiàn)狀評(píng)價(jià)、環(huán)境影響評(píng)價(jià)、污染物削減分配的決策支持、環(huán) 境與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的決策支持、環(huán)保設(shè)施的管理、環(huán)境規(guī)劃等。
應(yīng)急響應(yīng)(Emergency Response)
解決在發(fā)生洪水、戰(zhàn)爭(zhēng)、核事故等重大自然或人為災(zāi)害時(shí)，如何安排最佳的人員 撤離路線、并配備相應(yīng)的運(yùn)輸和保障設(shè)施的問題。
地學(xué)研究與應(yīng)用(Application in GeoScience)
地形分析、流域分析、土地利用研究、經(jīng)濟(jì)地理研究、空間決策支持、空間統(tǒng)計(jì) 分析、制圖等都可以借助地理信息系統(tǒng)工具完成。ArcInfo系統(tǒng)就是一個(gè)很好的 地學(xué)分析應(yīng)用軟件系統(tǒng)。
商業(yè)與市場(chǎng)(Business and Marketing)
商業(yè)設(shè)施的建立充分考慮其市場(chǎng)潛力。例如大型商場(chǎng)的建立如果不考慮其他商場(chǎng) 的分布、待建區(qū)周圍居民區(qū)的分布和人數(shù)，建成之后就可能無法達(dá)到預(yù)期的市場(chǎng) 和服務(wù)面。有時(shí)甚至商場(chǎng)銷售的品種和市場(chǎng)定位都必須與待建區(qū)的人口結(jié)構(gòu)(年 齡構(gòu)成、性別構(gòu)成、文化水平)、消費(fèi)水平等結(jié)合起來考慮。地理信息系統(tǒng)的空 間分析和數(shù)據(jù)庫功能可以解決這些問題。 房地產(chǎn)開發(fā)和銷售過程中也可以利用GIS功能進(jìn)行決策和分析。
基礎(chǔ)設(shè)施管理(Facilities Management)
城市的地上地下基礎(chǔ)設(shè)施(電信、自來水、道路交通、天然氣管線、排污設(shè)施、 電力設(shè)施等)廣泛分布于城市的各個(gè)角落、且這些設(shè)施明顯具有地理參照特征的。 它們的管理、統(tǒng)計(jì)、匯總都可以借助GIS完成，而且可以大大提高工作效率。
選址分析(Site Selecting Analysis)
根據(jù)區(qū)域地理環(huán)境的特點(diǎn)，綜合考慮資源配置、市場(chǎng)潛力、交通條件、地形特征、 環(huán)境影響等因素，在區(qū)域范圍內(nèi)選擇最佳位置，是GIS的一個(gè)典型應(yīng)用領(lǐng)域，充 分體現(xiàn)了GIS的空間分析功能。
網(wǎng)絡(luò)分析(Newwork System Analysis)
建立交通網(wǎng)絡(luò)、地下管線網(wǎng)絡(luò)等的計(jì)算機(jī)模型，研究交通流量、進(jìn)行交通規(guī)則、 處理地下管線突發(fā)事件(爆管、斷路)等應(yīng)急處理。 警務(wù)和醫(yī)療救護(hù)的路徑優(yōu)選、車輛導(dǎo)航等也是GIS網(wǎng)絡(luò)分析應(yīng)用的實(shí)例。
可視化應(yīng)用(Visualization Application)
以數(shù)字地形模型為基礎(chǔ)，建立城市、區(qū)域、或大型建筑工程、著名風(fēng)景名勝區(qū)的 三維可視化模型，實(shí)現(xiàn)多角度瀏覽，可廣泛應(yīng)用于宣傳、城市和區(qū)域規(guī)劃、大型 工程管理和仿真、旅游等領(lǐng)域。
分布式地理信息應(yīng)用(Distributed Geographic Information Application)
隨著網(wǎng)絡(luò)和Internet技術(shù)的發(fā)展，運(yùn)行于Intranet或Internet環(huán)境下的地理信息 系統(tǒng)應(yīng)用類型，其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)地理信息的分布式存儲(chǔ)和信息共享，以及遠(yuǎn)程空間 導(dǎo)航等。
重慶分公司
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