【正文】 學模型的不精確性引起的不確定性 對于復雜事物系統(tǒng)，無法用 精確的數(shù)學模型去描述，或者對數(shù)學模型要求過分精確反倒不精確?？捎?U 表示 : 18 ? ?12, , mU u u u? ??? 式中：各元素 ? ?1, 2, ,iu i m? ??? 代表各影響因素。某一影響因素 iu 的子因素的集合稱為子因素集，也可稱為因素子集，可用 39。 (2) 確定評價集 評價集是評價者對評價對象可能做出的各種評價結果所組成的集合。因各因素的重要程度不同，各因素所賦的權重也就不同。這些權重構成的集合 19 ? ?39。所以，權重集的準確與否是至關重要的。建議作為權重集確定的首選方法。 20 單因素評價集，實際上可視為因素集 U 和評價集 V 之間的一種模糊關系，即影響因素和評價對象之間的“合理”關系。只有綜合考慮所有因素的影響和各因素的重要程度，才能得出正確合理的評價結果，也就是用模糊綜合評價法。 MATLAB和 GIS 分別是計算 分析 和圖形 處理 的良好工具。 近 幾年來， MATLAB 在我國 也開始流行，應用 MATLAB的單位和個人急劇增加 [49]。 在實際應用中，除了數(shù)值計算外，往往要得到問題的解析解，這居于符號計算的領域 。利用 MATLAB 的高層繪圖操作，用戶不需過多地考慮繪圖細節(jié)，只需給出一些基本參數(shù)就能繪制所需圖形 。 MATLAB 是解釋性語言，程序執(zhí)行速度較 慢 ，而且不能脫離 MATLAB 環(huán)境而獨立運行。 MATLAB 工具 箱分為兩大類：功能性工具箱和學科性工具箱。目前，對于地理信息系統(tǒng)的定義由于多種觀點，但有一個共同點，即它 們都強調地理信息系統(tǒng)對空間數(shù)據(jù)的處理。 GIS 在研究和應用過程中走向產業(yè)化道路，成為國民經濟建設普遍使用的工具，并在各行各業(yè)發(fā)揮重大作用 [5052]。在此 ， 可參考中國科學院薛英的塔里木河干流生態(tài)風險評價為基礎，選定指標體系。 (1) 多年平均降水量 23 降水量指從天空降落到地面上的液態(tài)和固態(tài) (經融化后 )降水 ， 沒有經過蒸發(fā)、滲透和流失而在單位面積 水 上積聚的深度 ， 它的單位是毫米。通常用蒸發(fā)掉的水層厚度的 毫米 數(shù)表示，水面 或 土壤 的水分蒸發(fā)量，分別用不同的蒸發(fā)器測定。 某地的蒸發(fā)量通常用其 多年平均值表示，稱為多年平均蒸發(fā)量。 (4) 水資源總量 水資源總量是指降水所形成的地表和地下的產水量，即河川徑流量和降水入滲補給量之和。具體來說，生態(tài)環(huán)境需水是指以水循環(huán)為紐帶，從維系生態(tài)系統(tǒng)自身生存和環(huán)境功能角度，相對一定生態(tài)環(huán)境質量水平下客觀需求的水資源。 社會因子 社會因子包括研究區(qū)內的 生產用水 、 廢污水年排放量 、 城市居民人均生活用水 、 24 農村居民人均生活用水 等。 (2) 廢污水年排放量 廢污水包括 生活污水 和 工業(yè)廢水 。工業(yè)廢水是在工礦生產活動中產生的廢水。生活污水與生產污水的混合污水稱為城市污水 ， 通常 廢污水年排放量即由 生活污水 和 工業(yè)廢水 的和。 (4) 農村居民人均生活用水 農村居民人均生活用水 ，直接反應了農村居民的生活質量。 建立 雅安水環(huán)境生 態(tài)風險 模型 根據(jù) 上述 的分析， 建立 雅安水環(huán)境生態(tài)風險評價 的模型，如圖 4 所示。在 SPSS for Windows 統(tǒng)計軟件環(huán)境下，通過制作 PP 圖和 圖，可知其相關關系服從正態(tài)分布，可對此數(shù)據(jù)進行進一步的分析和計算。 表 7 一級判斷評 分 自然因子（ W1） 社會因子（ W2） 自然因子（ W1） 1 1/3 社會因子（ W2） 3 1 ② 建立判斷矩陣 A N Minimum Maximum Mean Std. Deviation 多年平均降水量 8 1240 多年平均蒸發(fā)量 8 839 1573 多年平均徑流深 8 737 1702 水資源總量 8 供水總量 8 生態(tài)環(huán)境用水 8 Valid N (listwise) 8 27 根據(jù)專家打分的結果，分別建立一級判斷和二級判斷中的自然因子與社會因子的矩陣，如下： 一級判斷： 表 8 二級判斷評分（自然因子類） 供水總量（ M1） 多年平均蒸發(fā)量（ M2） 多年平均徑流深（ M3） 多年平均降水量（ M4） 水資源總量（ M5） 生態(tài)環(huán)境用水（ M6） 供水總量（ M1） 1 1/3 1/3 1/3 1/5 1/5 多年平均蒸發(fā)量（ M2） 3 1 1/3 1/3 1/5 1/5 多年平均徑流深（ M3） 3 3 1 1 1/3 1/5 多年平均降水量（ M4） 3 3 1 1 1 1/3 水資源總量（ M5） 5 5 3 1 1 1/3 生態(tài)環(huán)境用水（ M6） 5 5 5 3 3 1 表 9 二級判斷評分（社會因子類） 城市居民人均生活用水（ M7） 農村居民人均生活用水（ M8） 生產 用水（ M9） 廢污水年排放量（ M10） 城市居民人均生活用水（ M7） 1 1/3 1/3 1/5 農村居民人均生活用水（ M8） 3 1 1/3 1/5 生產用水（ M9） 3 3 1 1/3 廢污水年排放量（ M10） 5 5 3 1 二級判斷： 自然因子類： 社會因子類： ③ 用方根法計算判斷矩陣的特征向量 。因而結合雅安的實際情況，必須要找同行的相關專家將自然因子和社會因子之間及它們內部之間進行“二二”比較，確定相應的比例標度。 表 3 雅安自然因子基礎數(shù)據(jù) 多年平均降水量（ mm） 多年平均蒸發(fā)量（ mm） 多年平均徑流深（ mm） 水資源總量（億 m3） 供水總量 （億 m3） 生態(tài)環(huán)境用水（億 m3） 石棉縣 1573 1008 漢源縣 737 寶興縣 953 1073 蘆山縣 1144 天全縣 1660 1612 滎經縣 1702 雨城區(qū) 1732 1462 名山縣 982 表 4 雅安社會因子基礎數(shù)據(jù) 城市居民人均生活用水（ m3） 農村居民人均生活用水（ m3） 生產用水 （億 m3） 廢污水年排放量（萬噸） 石棉縣 漢源縣 寶興縣 70 蘆山縣 33 天全縣 119 滎經縣 雨城區(qū) 94 名山縣 多年平均降水量 多年平均蒸發(fā)量 多年平均徑流深 廢污水年排放量 生產用水 自然因子 社會因子 雅安水環(huán)境生態(tài)風險 城市人均生活用水 水資源總量 供水總量 農村人均生活用水 生態(tài)環(huán)境用水量 26 數(shù)據(jù)檢驗 為使 評判 結果更加可靠 、 準確 ， 需對 客觀事物中多個變量（或多個因素）之間的精度和相關度 作出統(tǒng)計 ，結果見表 5 和表 6。 因此在進行生態(tài)風險評價時，也應該考慮以上的這些社會因子的效應和作用。 足量的城市生活用水，是 城市正常運行的重要保證，特別對經濟發(fā)展有著重要的意義。生產污水是指在生產過程中形成、并被生產原料、半成品或成品等原料所污染，也包括 熱污染（指生產過程中產生的、水溫超過 60 攝氏度的水）；生產廢水是指在生產過程中形成，但未直接參與生產工藝、未被生產原料、半成品或成品等原料所污染或只是溫度 稍有上升的水。其水質、水量隨季節(jié)而變化，一般夏季用水相對較多，濃度低；冬季相應量少，濃度高。 工業(yè)生產的用水量，包括 主要生產用水 、 輔助生產用水 和 附屬生產用水 ； 農業(yè)用水（ Agricultural Water）指用于灌溉和農村牲畜的用水 ， 農業(yè)灌溉用水量受用水水平、氣候、土壤、作物、耕作方法、灌溉技術以及渠系利用系數(shù)等因素的影響 ， 存在明顯的地域差異 ， 由于各地水源條件、作物品種、耕植面積不同 ， 用水量也不盡相 同。 從以上可知， 多年平均降水量 、 多年平均蒸發(fā)量 、 多年平均徑流深 、 水資源總量 、 供水總量 、 生態(tài)環(huán)境用水 等自然因子對水環(huán)境的生態(tài)風險有直接明顯的影響。 (5) 供水總量 通常說的供水總量是指全年供水總量， 指公用自來水廠和自備水源的社會單位全年的供水總量，包括有效供水量及損失水量。它相當于該時段內平均 分布于該面積上的水深（ R，以 mm 計）， 用公式 ： R=W/1000F（ mm） 。土壤蒸發(fā)量和和水面蒸發(fā)量的測定，在 農業(yè)生產 和水文工作上非常重要。 (2) 多年平均蒸發(fā)量 水 由 液態(tài) 或 固態(tài) 轉變成汽態(tài)，逸入 大氣 中的過程稱為 蒸發(fā) 。其影響因子分為自然因子和社會因子的兩大塊。具體包括雅安的七縣一區(qū)，即：名山縣、寶興縣、天全縣、廬山縣、滎經縣，石棉縣、漢源縣和雨城區(qū)。GIS 有別于其它傳統(tǒng)意義上的信息系統(tǒng)，它把現(xiàn)實世界中對象的空間位置和相關屬性有機的 結合起來，滿足用戶對空間信息的管理，并借助其特有的空間分析功能和可視化表達，進行各種輔助決策。 GIS 工具 GIS 全稱為 Geographic Information System，中文名為地理信息系統(tǒng)，是近年來迅速發(fā)展起來的、一門介于地球科學與信息科學之間的交叉學科，它亦是一門地學空間 數(shù)據(jù)與計算機技術相結合的新型空間信息技術。 (4) MATLAB 常見工具箱 MATLAB 包含兩部分內容：基本部分和各種可選的工具箱。 (3) 語言體系 MATLAB 具有程序結構控制、函數(shù)調用、數(shù) 據(jù)結構、輸入 /輸 出、面向對象等程序語言特征，所以使用 MATLAB 也可以像使用 BASIC、 FORTRAN、 C 等傳統(tǒng)編程語言一樣 ， 進行程序設計、而且簡單易學、編程效率高。 (2) 繪圖功能 利用 MATLAB 繪 圖十分方便，它既可以繪制各種圖形，包括二維圖形和 三 維圖形，還可以對圖形進行修飾和控制，以增強圖形的表現(xiàn)效果。 MATLAB 還提供了十分豐富的數(shù)值計算函數(shù)，而且所采用的數(shù)值計算算法都是國際公認的最先進、可靠的算法，其程序由世界一流專家編制和高度優(yōu)化。自 1984 年由美國MathWorks 公司推向市場以來，得到了廣泛的應用和發(fā)展。 上式 可按模糊矩陣乘法進行運算，即 ? ? ? ?11 11 2 1 21 nmnm mnrrB a a a b b brr???????? ??? ??? ??? ??? ? ???????? 其中 ： ? ? ? ?1 1 , 2 , , mj i ijib a r j n?? ? ? ? ??? 式中 jb 為綜合考慮所有因素的影響時，評價對象對評價集中第 j 個元素的隸屬度；∨、∧為取大、取小符號 [40]。因此，單因素評價矩陣 R ，又可視為從 U 到 V 的模 糊關系矩陣。 設評價對象按因素集中第 i 個因素 iu 進行評價，對評價集中第 j 個元素 jv 的 隸屬程度為 ijr ，則可得按第 i 個因素 iu 評價的單因素評價集為： ? ?12, , , i i r inR r r r? ??? 同理，可得相應于每個因素得單因素評價集如下 ： ? ?? ?? ?1 1 1 1 2 12 2 1 2 2 212, , , , , , , ,nnm m m m nR r r rR r r rR r r r? ???? ??????? ??? 將各單因素評價集所得隸屬度為行組成的矩陣 ： 11 11 nm m nrrRrr???????? ??? ??? ???????? 稱為單因素評價矩陣。權重集確定的主要方法有： ① 通過模糊統(tǒng)計實驗確定； ② 吸收概率統(tǒng)計的處理結果，如用概率作為隸屬度； ③ 由若干專家根據(jù)經驗設定權數(shù)，取權數(shù) 均值作為最終的隸屬度，即專家評定法； ④ 以往的處理結果作為依據(jù)，逐步修改完善，取符合程度最高的值作為隸屬度； ⑤ 通過層次分析法中對相關因素進行重要性的 比較，經過加工計算，得出隸屬度。同樣，其各子權重數(shù)也應滿足歸一性和非負性。 各權數(shù) ( 1, 2, , )ia i m? ??? ，應滿足歸一性和非負性條件，即 1 1 , 0 ( i = 1 , 2 , , m ) miii aa? ? ? ???? 它們可視為各因素對“重要”的隸屬度，因此權重集可視為因素集上的模糊子集。模糊綜合評價的目的，就是在綜合考慮所有影響因素的基礎上，從評價集中得出最佳的評價結果。 12, , ,