基于层次研究法城市热岛效应研究模型

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1、基于层次研究法城市热岛效应研究模型　　[提要]城市热岛效应的效果受到很多因素的影响，但影响效果各有不同。本文运用层次分析法建立数学模型，分析人口密度、辐射吸收、城市绿化程度以及空气湿度对城市热岛效应的影响是较大的，对热岛效应的贡献值超过60%。关键词：热岛效应；层次分析法中图分类号：F29文献标识码：A收录日期：2013年10月21日由于城市化的速度加快，城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的热容量和吸热率，使得城市地区储存较多的热量，并向四周和大气中大量辐射，造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温，高温的城区处

2、于低温郊区包围之中，如同汪洋大海中的岛屿，人们把这种现象称之为城市热岛效应。热岛效应是伴随着城市化而产生的，在城市中人口密度、建筑厂房以及工业化程度都产生了相对较高的热量；而且城市中的机动车、工业生产以及居民生活，产生了大量的二氧化碳、粉尘等污染物，造成温室效应，进而加剧热岛效应的产生。本文运用层次分析法（AHP）建立数学模型，分析不同因素对城市热岛效应影响的大小，以便于更好地找出应对热岛效应的方法。4一、建立层次结构模型影响热岛效应的有：城市的人口密度、生活及工业排放的污染物、城市的绿化程度、空气湿度、日照强度以及建筑物地面的辐射吸收等等

3、。将这些因素分组，得到层次分析法中的目标层（O层）、准则层（A层）以及方案层（B层）。（图1）二、构造成对比较矩阵针对准则层A所支配的因素对目标影响的大小，即综合考虑各项因子对城市的热岛效应的贡献量、对接收到的热量的改变量等的影响力大小，确定因素对目标的重要性。构造成比矩阵P：P=（p■）■p■>0，p■=■（1）重要性按照1～9尺度进行赋值，1表示第i个因素与第j个因素的影响相同，随着数值的增大，第i个因素比第j个因素的影响逐渐加强。分别确定准则层A1，A2，…，A5对目标层O的重要性，及B1，B2，…，B12对准则层A1，A2，…，A5

4、的重要性，得成对比较矩阵：A=11/41/51/334131/4451/311/3335311/31/31/41/331B1=1321/311/21/221B2=151/51B3=11/71/371631/614B4=181/81B5=11/551三、层次单排序并进行一致性检验层次单排序：确定下层各因素对上层某因素影响程度的过程，权值表示影响程度。如，在污染程度中，工业排放、生活排放、尾气排放等因素的影响程度要按照权值进行排序，权值大的表示影响程度大。由于成对比较矩阵是由实验者自己给出的，而人为判断不可避免的带有主观性，构造出成对比较阵P可

5、靠程度值得怀疑，极有可能会导致决策的失误。所以，需要对判断矩阵的一致性进行检验，确定每一判断矩阵是否可被接受。一致性检验：对每个成对比较矩阵计算最大特征值及其对应的特征向量，利用一致性指标、随机一致性指标和一致性比率做一致性检验。若检验通过，特征向量（归一化后）即为权向量；若不通过，需要重新构造成对比较矩阵。具体执行步骤：（1）利用MATLAB软件对成对比较矩阵P的最大特征值？姿max进行求解，同时求出该特征值对应的归一化特征向量w={w1，w2，…，wn}。（2）计算一致性指标C.I.（ConsistentIndex）：C.I.=■（2）

6、查找萨蒂提出的平均随机一致性指标R.I.（Random4Index）。（表1）（3）计算一致性比率R.I.（ConsistentRadio）：C.R.=■（3）（4）当一致性比率C.I.4