区域防旱减灾的评估方法和装置

技术领域

本发明涉及灾害评估技术领域，更具体地，涉及一种区域防旱减灾的评估方法和装置。

背景技术

随着全球变暖现象日益加剧，气候变化产生的极端灾害事件不断增加已成为21世纪人类所面临的严峻挑战之一。由于人类对自然资源的过度开采，已严重地破坏当前地球上的生态环境。中国是全球自然灾害发生频繁地国家之一，每年由于自然灾害所造成的损失达上千亿元。其中干旱灾害带来的经济损失更为严重，据记载，21世纪以来，旱灾发生持续时间变长，影响范围大，旱灾损失也逐渐加重，我国每年旱灾受灾面积占各种自然灾害受灾面积40％以上，旱灾造成的农业损失占各种自然灾害损失总量的60％以上，旱灾造成的受灾人口占各种自然灾害受灾人口的50％以上。干旱灾害已成为影响我国粮食产量的重要影响因子，同时也是抑制我国农业快速发展的重要胁迫因子，因此合理、科学、定量地评估干旱地区的防旱减灾能力，对我国的抗旱减灾工程具有十分重要的意义。

国内外关于干旱区域的经济损失、灾害承载量、灾害程度、受灾人口等有很多，对上述研究有利于针对旱情区域的风险评估、抗旱减灾、干旱治理等有着十分重要的意义。大多数学者针对干旱区域的受灾人口、干旱承载量、灾害程度、经济损失研究往往针对整个旱情区域进行评估。但是关于干旱区域的防旱减灾能力的评价研究较少，因此关于干旱的研究应重点放在防旱减灾能力评价，进而积极主动应对目前的干旱态势，以求将抗旱减灾从被动变为主动，从相对手段单一转向符合抗旱工作上。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提出了一种区域防旱减灾的评估方法和相应的装置，从而实现科学、合理地评估干旱区域各个地区的防旱减灾能力。

根据本发明实施例的第一方面，提供一种区域防旱减灾的评估方法，包括：

采集预设区域的防旱减灾的评价指标，建立防旱减灾的指标评估体系；

采用层次分析法确定所述指标评估体系中各级指标的主观权重；

采用CRITIC(Criteria Importance Though Intercrieria Correlation)法确定所述指标评估体系中各级指标的客观权重；

采用黄金分割法分别为每个所述主观权重和所述客观权重赋予对应的第一系数和第二系数，并计算得到各级指标对应的综合权重；

根据所述综合权重和未确知测度理论分别建立单指标未确知测度矩阵和多指标未确知测度矩阵；

根据所述多指标未确知测度矩阵计算得到每个指标对应的综合测度评价结果，并对所述评价结果进行置信度识别；

根据置信度识别结果确定所述预设区域内各个地区的防旱减灾能力的评估结果。

在一个实施例中，优选地，所述指标评估体系包括目标层、准则层和指标层，所述目标层包括农业抗旱能力综合评估，所述准则层包括工程防御能力、生产技术能力、资源保障能力、应急管理能力，所述指标层包括蓄水工程调蓄率、耕地有效灌溉率、旱涝保收率、每公斤粮食耗水量、节水灌溉率、单位耕地灌水量、地均财政预算收入、农民人均纯收入、单位耕地农业人员、单位耕地机电井和单位耕地农机动力。

在一个实施例中，优选地，采用层次分析法确定所述指标评估体系中各级指标的主观权重，包括：

采用一致矩阵法构造各个层次的所有判断矩阵，以得到层次结构分析模型；采用一致矩阵法构造各个层次的所有判断矩阵，即把所有因素不放在一起比较，而是所有因素两两相互比较，尽可能减少性质不同因素相互比较的困难，提高判断矩阵的准确度。在建立所有层次的判断矩阵时，每个因素对应的专家评分采用判断矩阵Aij标度法进行标度。判断矩阵的确定方程如下:

A＝|a

而且判断矩阵具有以下性质，(1)，a

对所述层次结构分析模型进行层次单排序及一致性校验；

具体方法如下：

计算判断矩阵特征向量最大特征值λ

其中，CW＝C*w，C为判断矩阵。

计算一致性指标CI，为了衡量CI的大小，引入随机一致性指标RI，一致性指标CI具体公式如下：

其中，i指矩阵阶数，W

对所述层次结构分析模型进行层次总排序，以完成所述主观权重的计算，其中，所述主观权重采用以下第一计算公式进行计算：

其中，W

按照从最高层次到最低层次依次计算某一层次所有因素对于最高层相对重要性的指标。设准则层A有M个因素A

对所述层次总排序有高到低逐层进行一致性校验。

如果方案层B中与Aj相关的比较判断矩阵在单排序中经过一致性的检验，计算出单排序一致性指标CI(j)的值，(j＝1,2,3...m)，通过公式四可以求出平均随机一致性指标RI(j)，则B层总排序随机一致性比率：

如果CR<0.1时，则B层总排序通过随机一致性比率，否则需要重新调整判断矩阵的值。

假设有n个待评价样本，p项评价指标，形成原始数据矩阵如(9)所示：

其中X

在一个实施例中，优选地，采用CRITIC法确定所述指标评估体系中各级指标的客观权重，包括：

采用以下计算公式计算所述客观权重：

其中，w

在一个实施例中，优选地，采用黄金分割法分别为每个所述主观权重和所述客观权重赋予对应的第一系数和第二系数，并计算得到各级指标对应的综合权重，包括：

采用黄金分割法确定所述主观权重对应的第一系数为0.382，所述客观权重对应的第二系数为0.618；

采用以下计算公式计算所述综合权重，

W＝0.382w

其中，W＝{W

设样本为n，n＝{x

在一个实施例中，优选地，所述单指标未确知测度矩阵为：

其中，μ

在一个实施例中，优选地，多指标未确知测度矩阵为：

其中，μ

根据本发明实施例的第二方面，提供一种区域防旱减灾的评估装置，包括：

采集模块，用于采集预设区域的防旱减灾的评价指标，建立防旱减灾的指标评估体系；

第一确定模块，用于采用层次分析法确定所述指标评估体系中各级指标的主观权重；

第二确定模块，用于采用CRITIC法确定所述指标评估体系中各级指标的客观权重；

计算模块，用于采用黄金分割法分别为每个所述主观权重和所述客观权重赋予对应的第一系数和第二系数，并计算得到各级指标对应的综合权重；

矩阵建立模块，用于根据所述综合权重和未确知测度理论分别建立单指标未确知测度矩阵和多指标未确知测度矩阵；

识别模块，用于根据所述多指标未确知测度矩阵计算得到每个指标对应的综合测度评价结果，并对所述评价结果进行置信度识别；

评估模块，用于根据置信度识别结果确定所述预设区域内各个地区的防旱减灾能力的评估结果。

根据本发明实施例的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在设备上运行时，所述设备执行如第一方面实施例中任一项所述的方法。

本发明实施例中，为了合理、科学、定量地估算干旱地区防旱减灾能力，提出了一种基于AHP-CRITIC的未确知测度模型的区域防旱减灾评估方法，该方法主要采集该区域的防旱减灾能力指标，建立防旱减灾能力评估体系，采用AHP法获取指标的主观权重，采用CRITIC法获取指标的客观权重，同时采用黄金分割法对主客观权重系数进行赋值，得到AHP-CRITIC法获取的综合权重。通过未确知测度理论建立区域防旱减灾能力评价模型，分别建立单指标未确知测度矩阵、多指标未确知测度矩阵，并对评价结果进行置信度识别，分别获取该区域各个地区的防旱减灾能力的评估结果。对我国干旱区域风险评估、抗旱减灾、救灾赈灾等工程有着十分重要的意义。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例的一种区域防旱减灾的评估方法的流程图。

图2是本发明一个实施例的指标评估体系的结构示意图。

图3是本发明一个实施例的一种区域防旱减灾的评估装置的框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

在本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的描述的一些流程中，包含了按照特定顺序出现的多个操作，但是应该清楚了解，这些操作可以不按照其在本文中出现的顺序来执行或并行执行，操作的序号如101、102等，仅仅是用于区分开各个不同的操作，序号本身不代表任何的执行顺序。另外，这些流程可以包括更多或更少的操作，并且这些操作可以按顺序执行或并行执行。需要说明的是，本文中的“第一”、“第二”等描述，是用于区分不同的消息、设备、模块等，不代表先后顺序，也不限定“第一”和“第二”是不同的类型。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1是本发明一个实施例的一种区域防旱减灾的评估方法的流程图，如图1所示，区域防旱减灾的评估方法包括：

步骤S101，采集预设区域的防旱减灾的评价指标，建立防旱减灾的指标评估体系。

在一个实施例中，优选地，如图2所示，所述指标评估体系包括目标层、准则层和指标层，所述目标层包括农业抗旱能力综合评估，所述准则层包括工程防御能力、生产技术能力、资源保障能力、应急管理能力，所述指标层包括蓄水工程调蓄率、耕地有效灌溉率、旱涝保收率、每公斤粮食耗水量、节水灌溉率、单位耕地灌水量、地均财政预算收入、农民人均纯收入、单位耕地农业人员、单位耕地机电井和单位耕地农机动力。

步骤S102，采用层次分析法确定所述指标评估体系中各级指标的主观权重。采用一致矩阵法构造各个层次的所有判断矩阵，即把所有因素不放在一起比较，而是所有因素两两相互比较，尽可能减少性质不同因素相互比较的困难，提高判断矩阵的准确度。在建立所有层次的判断矩阵时，每个因素对应的专家评分采用判断矩阵A

A＝|a

而且判断矩阵具有以下性质，(1)，aij>0(2)，

完成层次结构分析模型(AHP)各层次所有的判断矩阵建立后，对该模型进行层次单排序及一致性检验，检验该判断矩阵是否满足一致性检验。具体方法如下：

计算判断矩阵特征向量最大特征值λ

其中，CW＝C*w，C为判断矩阵。

计算一致性指标CI，为了衡量CI的大小，引入随机一致性指标RI，一致性指标CI具体公式如下：

其中，i指矩阵阶数，W

完成判断矩阵的层次单排序及一致性检验后，对模型进行层次总排序及一致性检验，完成最低层中各方案对目标层的相对权重的计算。按照从最高层次到最低层次依次计算某一层次所有因素对于最高层相对重要性的指标。设准则层A有M个因素A

对层次总排序由高到低逐层进行一致性检验。如果方案层B中与A

如果CR<0.1时，则B层总排序通过随机一致性比率，否则需要重新调整判断矩阵的值。

步骤S103，采用CRITIC法确定所述指标评估体系中各级指标的客观权重。

假设有n个待评价样本，p项评价指标，形成原始数据矩阵如(9)所示：

其中X

计算第j个指标的标准差，具体如(10)所示：

其中δ

第j个指标与其他指标的冲突性的量化公式为

各个指标的客观权重就是以信息量和冲突性来综合衡量的。设C

客观权重w

步骤S104，采用黄金分割法分别为每个所述主观权重和所述客观权重赋予对应的第一系数和第二系数，并计算得到各级指标对应的综合权重；

采用黄金分割法分别赋予主客观权重不同的系数，由于综合权重主要以客观权重为主，主观权重为辅，因此将主观权重系数设定为0.382，客观权重系数设定为0.618。因此组合权重的计算过程如(13)所示：

W＝0.382w

其中W＝{W

步骤S105，根据所述综合权重和未确知测度理论分别建立单指标未确知测度矩阵和多指标未确知测度矩阵；

设样本为n，n＝{x

构造单指标未确度函数μ(x

从而建立单指标未确知测度矩阵，如式15。

设w

令μ

建立多指标综合测度评价矩阵，矩阵如(18)所示：

因此，(μ

步骤S106，根据所述多指标未确知测度矩阵计算得到每个指标对应的综合测度评价结果，并对所述评价结果进行置信度识别；

步骤S107，根据置信度识别结果确定所述预设区域内各个地区的防旱减灾能力的评估结果。

当{c

则样本i属于第k类c

图3是本发明一个实施例的一种区域防旱减灾的评估装置的框图。

如图3所示，根据本发明实施例的第二方面，提供一种区域防旱减灾的评估装置，包括：

采集模块31，用于采集预设区域的防旱减灾的评价指标，建立防旱减灾的指标评估体系；

第一确定模块32，用于采用层次分析法确定所述指标评估体系中各级指标的主观权重；

第二确定模块33，用于采用CRITIC法确定所述指标评估体系中各级指标的客观权重；

计算模块34，用于采用黄金分割法分别为每个所述主观权重和所述客观权重赋予对应的第一系数和第二系数，并计算得到各级指标对应的综合权重；

矩阵建立模块35，用于根据所述综合权重和未确知测度理论分别建立单指标未确知测度矩阵和多指标未确知测度矩阵；

识别模块36，用于根据所述多指标未确知测度矩阵计算得到每个指标对应的综合测度评价结果，并对所述评价结果进行置信度识别；

评估模块37，用于根据置信度识别结果确定所述预设区域内各个地区的防旱减灾能力的评估结果。

根据本发明实施例的第三方面，提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在设备上运行时，所述设备执行如第一方面实施例中任一项所述的方法。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器(ROM，Read Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、磁盘或光盘等。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上对本发明所提供的一种便捷式多功能设备进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。