近海沉积物环境质量综合评价的熵权属性识别模型.pdf

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1、第30卷第4期2012年10月海洋科学进展ADVANCESINMARINESCIENCEV01．30NO．4()ctober。2012近海沉积物环境质量综△{巫口汗熵权属性识别模型刘付程，张存勇，张瑞(淮海工学院测绘工程学院，江苏连云港222005)价的摘要：叙述了基于熵权的属性识别模型的建立过程，并将其应用于连云港近海表层沉积物环境质量的综合评价中。评价结果表明，连云港近海表层沉积物的环境质量总体较好，且田湾核电站海区的沉积物环境质量要优于其它海区，而连云港港口区的沉积物环境质量相对较差。熵权属性识别模型不仅能对评价对象进行准确合理的识别分类，还可对其进行打分排序，提高了评价结果

2、的分辨率，为环保决策提供了定量分析的依据，具有一定的应用价值。关键词：沉积物质量；综合评价；属性识别模型；熵权中图分类号：X822文献标识码：A文章编号：1671-6647(2012)04—0493—08沉积物是污染物的集散地，也是水体污染的指示剂口。23。开展沉积物环境质量评价对于表征海洋环境质量、鉴别海洋污染源和科学制定环保决策具有重要意义。目前有关沉积物环境质量评价的方法很多嘲，但基本上可以分为两大类，一类是以识别污染因子为目的的单因子评价法，如地累积指数法等；另一类是以强调多指标综合效应的多因子综合评价法，如尼梅罗综合指数法等。在单因子评价法中，各指标的评价结果在很多情况下

3、是相互独立且不相容的，因此它无法给出评价对象的综合评价信息，也不便于评价对象之间的相互比较。而在多因子综合评价法中，指标权重的确定至今还没有一个能被广为接受的方法，目前使用较多的专家打分法、AHP法等都在不同程度上带有主观性。近些年来，以毒性大小作为权系数的潜在生态危害指数法¨o受到很多环境工作者的青睐，被广泛地应用于近海沉积物重金属污染的综合评价中‘小⋯，但该方法无法将那些毒性不明污染物质(如有机碳)纳入到评价体系中，因此其适用范围尚有一定的局限性。属性识别模型是建立在属性空间基础上，以最小代价原则、最大测度准则、置信度准则和评分准则为基础的新型综合评价方法邓3。该方法不仅能对评

4、价对象进行准确合理的识别分类，还可以对各评价对象进行打分排序，有效地提高了评价结果的分辨率，目前已成功地应用于大气环境和水土资源系统的评价与决策分析中一⋯j，我们尝试将其与客观赋权法——熵权法相结合，用于评价连云港近海表层沉积物的环境质量，以期能为近海沉积物环境质量评价提供新的思路。基于熵权的属性识别模型1．1样本单指属性测度的计算若研究对象空间x中有行个样本z，，z：，⋯，L，且各样本的m个评价指标为j．，，：，⋯，j。定义第i个样本T：的第j个指标，，的测量值为z。，则第i个样本z，可以表示为(“，勘，⋯，z。，)，1≤i≤卵。收稿日期：2011—03—27资助项目：江苏省高校

5、自然科学基础研究资助项目一海州湾近岸海域现代沉积环境研究(07KJDl70012)作者简介：刘付程(1971一)，男，安徽安庆人，博士，副教授，主要从事海岸带环境演变和GIS与遥感应用方面研究E—mail：iliufucheng@126．com(王燕编辑)海洋科学进展设F为x中某类属性空间，(C。，C。，⋯，CK)为属性空问F的有序分割类，且满足Ct>Cz>⋯>CK。若各评价指标的等级分类标准已知，则分类标准判断矩阵可表示为：ClC2⋯CKJ1J2；IⅢalla12a21a22amlam2式中，以*为评价对象第J个指标的第志个评价等级的标准值，且满足n，。<以，z<⋯<以止或者aj

6、·>口，z>⋯ajk，1≤歹≤m，1≤是≤K。利用属性识别模型进行综合评价的关键是计算每个样本的单指标属性测度和综合属性测度。单指标属性测度就是要求zi具有属性CK类的程度卢淞一卢(zd∈Cx)。为方便计算，不妨假定哟，<口，。<⋯<丑止，则样本的单指标属性测度可由下式计算：当zi≤n，1，取卢i1—1，,uo2一。一pi々一0；当z4≥以业，取p“女一1，∥巧l一·一p舭一1—0；当nJ，Z+1在获得样本z。的所有m个指标的属性测度

7、后，若要计算z，的综合属性测度，还需要确定各评价指标的权重。为避免评价指标权重确定过程的主观性，本研究采用信息熵法来求算各指标的权重。1．2评价指标熵权的计算在信息论中，熵反映了信息的无序化程度，常用来度量信息量的大小。某项指标携带的信息越多，其熵值就越小，从而对决策的作用也就越大，因此可用熵值来衡量该指标对系统效用的大小[12。，即熵权。熵权可由评价指标实测值所构成的判断矩阵计算得到，具有客观性[1213J。其计算过程如下：对Y／个样本m个评价指标的判断矩阵R一(z