上方山地区森林火灾风险评估组

• 多层次模糊综合评价法

针对上方山国家森林公园的实际情况，我们提出了使用多层次模糊综合评价法来对上方山地区森林火灾风险进行评估，该方法考虑了多种模糊因素，将一些边界不清，不易定量的因素定量化，对于森林火灾风险进行综合评价。当指标集U较大，即指标集个数较大时，该方法相较于单一层次的模糊综合评价法有着更大的改进。当指标集U较大，即指标集个数较大时，在权矢量和为1的条件约束下，相对隶属度权系数往往偏小，权矢量与模糊矩阵R不匹配，结果会出现超模糊现象，分辨率很差，无法区分谁的隶属度更高，甚至造成评判失败，此时可用分层模糊评估法加以改进。

• 风险因子的确定

火灾的发生都必须具备可燃物、火源、和环境三个基本条件，三者缺一不可。我们小组将收集到的数据与上方山地区的实际情况相结合，并参考相关文献，建立了上方山森林火灾风险综合评价指标体系，该体系由三级评价指标组成：

 

• 评语集的确定

本小组研究借鉴中华人民共和国林业行业标准LY/T 1063-2008《全国森林火险区划等级》对森林火险等级的划分标准，将森林风险等级划分为三级：Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级；Ⅰ级表示低度风险；Ⅱ级表示中度风险；Ⅲ级表示高度风险。从而构建森林火灾风险综合评价指标体系的评语集：

将森林火灾风险的危险性划分为3个等级：Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级。Ⅰ级表示起火的可能性较小；Ⅱ级表示起火的可能性一般;Ⅲ级表示起火的可能性较大。从而构建森林火灾危险性评价指标体系的评语集：

将森林火灾风险的危害性划分为3个等级：Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级。Ⅰ级表示灾害产生的危害较小；Ⅱ级表示灾害产生的危害一般；Ⅲ级表示灾害产生的危害较大。从而构建森林火灾危害性评价指标体系的评语集：

然后经过小组内讨论和参考文献并结合上方山地区的实际情况，统计每个三级指标对评语集各级评语的隶属度

 

• 要素集权重的确定（层次分析法）

在进行模糊综合评价时，权重对最终的评价结果会产生很大的影响，不同的权重有时会得到完全不同的结论。现在通常是凭经验给出权重，但带有主观性。确定权重的方法有：（1）专家估计法；（2）加权平均法；（3）频率分布确定权数法；（4）模糊协调决策法；（5）层次分析法。本小组采用层次分析法对各级指标权重进行确定

• (1)  构造各个指标层递阶层次结构
• (2)  构造比较判断矩阵表

依据上述标准对两两指标进行比较

• (3)  求解权值

采用算数平均值法、几何平均值法以及特征值法分别求解权值，最后将三种方法的权值进行均值处理得到最终的权值

• (4)  一致性检验

将判断矩阵的最大特征值λ_max求出，计算一致性指标CI，公式如下：

根据指标数n并结合平均随机一致性指标表，得出平均随机一致性指标RI

n	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
RI	0	0	0.52	0.89	1.12	1.26	1.36	1.41	1.46	1.49	1.52	1.54	1.56	1.58	1.59

 

计算得出一致性比例CR，公式如下：

如果CR < 0.1，则可认为判断矩阵的一致性可以接受；否则需要对判断矩阵进行修正

 

• 评价的实施（确定风险等级）

由于各三级指标根据其自身属性又划分为不同的类型，根据每个栅格自身的情况，选择各三级指标相应的类别及评判向量共同构成如下评价决策矩阵：

其中危险性指标下的三级指标的评价决策矩阵为：

危害性指标下的三级指标的评价决策矩阵为：

采用普通矩阵乘法，经过合成运算得到各子集 U_i(i=1，2，3，4)的综合评价结果为：

基于单要素模糊综合评价结果 B_i'、B_i＂可以得到 U＇、U＂中各子集的综合评价决策矩阵为：

由U＇、U＂中各子集的权重向量 A＇、A＂和综合评价决策矩阵R＇、R＂，经过合成运算，得到U＇、U＂的综合评价结果：

基于一级指标 U＇、U＂综合评价结果B＇、B＂,可以得到 U 中各子集的综合评价决策矩阵为：

最后，可由 U 中各子集的权重向量A和综合评价决策矩阵R，经过合成运算，得出对林火灾害综合评价指标体系的模糊综合评价结果：

将其归一化得：

即某栅格发生Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级森林火灾风险的大小