基于投影寻踪方法的下辽河平原城市水安全综合评价

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1、基于投影寻踪方法的下辽河平原城市水安全综合评价　　摘要：通过层次分析法构建水安全评价指标体系，在此基础上应用投影寻踪方法，建立水安全评价模型，并以下辽河平原区主要城市为研究对象，进行区域尺度的水安全综合评价，发现抚顺与辽阳水安全处于安全状态，沈阳与鞍山处于较安全状态，锦州、营口、铁岭与盘锦等城市处于不安全状态。研究表明，水安全投影寻踪模型切实可行，可应用于区域水安全综合评价。　　关键词：水安全；综合评价；指标体系；层次分析法；投影寻踪法；下辽河　　中图分类号：X820文献标志码：A文章编号：1672-16

2、83（2015）06-1181-04　　Abstract：TheevaluationindexsystemofwatersecuritywasdevelopedusingtheAnalyticHierarchyProcess（AHP）method.Onthebasis，awatersecuritymodelwasestablishedusingtheprojectionpursuitmethod，andappliedtoperformthecomprehensiveevaluationofwatersec

3、urityintheLowerLiaoRiverPlainontheregionalscale.TheresultsshowedthatwatersecurityissafeinFushunandLiaoyang，relativelysafeinShenyangandAnshan，andunsafeinJinzhou，Yingkou，Tieling，andPanjin.Thewatersecurityevaluationmodelbasedonprojectionpursuitmethodisapplic

4、able8andcanbeappliedtoassessregionalwatersecurity.　　Keywords：watersecurity；comprehensiveevaluation；indexsystem；AnalyticHierarchyProcess；projectionpursuitmethod；LowerLiaoRiver　　水安全问题是指现在或将来由于天然水文循环波动或人类对水循环的不合理改变，导致人类赖以生存的区域水状况发生对人类不利的演进[1]，主要表现为干旱、洪涝、水量短缺

5、、水质污染、水环境恶化等，并由此引发粮食减产、社会不稳、经济下滑及地区冲突等一系列问题。水安全问题已被联合国列为影响人类社会稳定的重要因素之一，其研究领域主要包括水安全内涵和外延、水安全度量、水安全评价等[2]。我国水安全研究起步略晚但发展迅速，经历了从环境需水问题、水污染防治研究到水资源供需的“生态水利问题”三个阶段。在此期间国内学者应用不同的方法进行水安全研究：韩宇平等[1]利用多层次多目标决策和模糊优选理论，建立了区域水安全评价的模糊优选模型。张翔等[3-4]利用干旱风险指数，对海河流域水安全进行了

6、风险评价，其研究侧重于干旱期的水安全评价，而未考虑洪涝灾害对水安全的影响。张戈丽等[5]采用改进的PSR模型对济南市水安全进行了评价，评价过程中忽略了水安全系统的不确定性问题，采用各指标加权求和获得水安全评价综合指数。李永等[6]采用Vague集相似度量模型构建了城市水安全应急保障度综合评价模型，对成都市水安全应急保障度进行了评价。王顺久、李跃清等[7]从水安全内涵分析出发，建立了水安全评价指标体系并应用于7省市水安全综合评价中。8　　水安全评价包括构建评价指标体系、确定评价指标权重、选择评价模型等步骤[

7、8]。本文基于水安全的内涵，从自然属性、经济属性、人文属性三个方面选取评价指标，并应用层次分析法对指标进行筛选，构建水安全评价的指标体系，并应用投影寻踪模型对下辽河平原的主要城市进行区域尺度的水安全综合评价。　　1水安全评价指标体系的建立　　水安全综合评价需要建立水安全系统评价指标体系和评价等级标准[9]。遵循科学性、可操作性、与实际相结合等原则，从水安全的内涵出发，考虑水的自然属性、社会经济属性、人文属性，初步筛选出20项水安全评价指标，并应用层次分析法按照目标层、准则层和指标层三个层次划分层次结构并确

8、定各评价指标的权重，见表1。综合考虑各子系统的属性特征，从每个子系统中选取4项权重较大的指标，构成区域水安全评价的指标体系。　　2水安全投影寻踪模型构建　　投影寻踪方法通过把高维数据投影到低维子空间，获取能反映原高维数据的结构或特征的投影，进而分析和处理非正态、非线性高维观测数据[10]。建立水安全评价的投影寻踪模型步骤如下。　　（1）构造投影指标函数。　　3实例应用8　　以下辽河平原的主要城市为研究对象，应用水安全投影寻踪模