(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111524448.X (22)申请日 2021.12.14 (71)申请人 上海琸源水生态 环境工程有限公司 地址 200331 上海市普陀区武威路8 8弄19 号301室 (72)发明人 王策　唐利　肖冰　吴昊　孟祥鑫　 (74)专利代理 机构 上海智力专利商标事务所 (普通合伙) 31105 代理人 周涛 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06F 17/18(2006.01) G06F 17/16(2006.01) G06Q 50/06(2012.01) (54)发明名称 一种基于模糊层次评价模型的浅水湖泊富 营养化评价方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于模糊层次评价模型 的浅水湖泊富营养化评价方法， 包括以下步骤： 步骤一、 确定模型的评价标准； 步骤二、 构建模糊 层次评价模型； 步骤三、 建立各层次判断矩阵； 步 骤四、 建立评价因子与评价等级的模糊关系矩 阵； 步骤五、 综合评价结果表达。 本发明方法构建 了基于模糊层次评价的浅水湖泊水质综合评价 模型， 将层次分析法(AHP)应用于模糊数学评价 法构建有序递阶层次结构求取指标权重， 克服了 传统的模糊数学评价法权重集的确定具有主观 因素影响大、 缺乏对各指标间相互影 响作用的考 虑等缺陷， 实现对浅水湖泊富营养化状态的可靠 评价。 权利要求书3页 说明书8页 附图1页 CN 114331053 A 2022.04.12 CN 114331053 A 1.一种基于模糊层次评价模型的浅水湖泊富营养化评价方法， 其特征在于， 该方法包 括以下步骤： 步骤一、 确定模型的评价标准： 选取多个水体污染指标作为浅水湖泊富营养化程度的评价指标， 并量化各评价指标与 浅水湖泊富营养化 程度之间的关系， 以此确定 浅水湖泊富营养化模型的评价标准； 步骤二、 构建模糊层次评价模型： 根据层次分析法(AHP)的数学原理， 构 建划分为目标层V、 准则层A、 方案层B三个层次的 有序递阶层次结构； 步骤三、 建立各层次判断矩阵： 分别建立V ‑A层和A‑B层判断矩阵， 并利用方根法计算各单层次判断矩阵的最大特征根 λmax及其对应的正规化特征向量W， 并进行一致性检验； 再利用同一层次中所有层次单排序 结果， 进行层次总排序， 同时也需检验一致性； 最后计算得到A层相 对于V层、 B层相 对于A层 单排序权 重集W’， 继而得到B 层总排序权 重集W”； 步骤四、 建立评价因子与评价 等级的模糊关系矩阵： 采用模糊数学中隶属度来描述 分级界限， 根据评价因子i的监测值xi与评价等级对应的 标准值di之间的线性内插关系来确定隶属函数rij， 由此构成评价因子与评价等级的模糊关 系矩阵 步骤五、 综合评价结果表达： 由权重集W和与之对应的模糊关系矩阵 采用加权平均法， 可得到模糊层次评价模型， 完成模糊合成加权线性变换后， 可得到浅水湖泊水质分别对各个富营养化级别的隶属度， 根据最大 隶属度原则， 确定被评价对象的富营养化评价 等级。 2.根据权利要求1所述的一种基于模糊层次评价模型的浅水湖泊富营养化评价方法， 其特征在于， 所述步骤一中多个水体污染指标包括高锰酸盐指数(CODMn)、 总磷指数(TP)、 总 氮指数(TN)和叶绿素a指数(Chla)， 浅水湖泊富营养化程度是指贫营养、 中营养、 富营养、 轻 富营养、 中富营养、 重富营养 。 3.根据权利要求1所述的一种基于模糊层次评价模型的浅水湖泊富营养化评价方法， 其特征在于， 所述步骤二中目标层V是指水质评价因子赋权， 准则层A是指因子月均值A1和 因子月最 大值A2， 方案层B是指高锰酸盐指数(CODMn)值B1、 总磷指数(TP)值B2、 总氮指数(TN) 值B3和叶绿素a指数(C hla)值B4。 4.根据权利要求1所述的一种基于模糊层次评价模型的浅水湖泊富营养化评价方法， 其特征在于， 所述 步骤三中V ‑A层判断矩阵的建立方法如下： 建立V‑A层判断矩阵的依据是： 考虑A层的两个因素对景观水体水质综合评价的重要性 时， 认为指标的月均值A1比最大值A2明显重要， 根据判断矩阵标度内容及其含义， 两个因素 相比， 一个比另一个明显 重要， 则标度取5， 可 得V‑A层判断矩阵： 5.根据权利要求1所述的一种基于模糊层次评价模型的浅水湖泊富营养化评价方法，权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114331053 A 2其特征在于， 所述 步骤三中A ‑B层判断矩阵的建立方法如下： 确定该层的矩阵元 素bst， 将每条准则A1、 A2下的各指标监测值用分指数公式βij＝Cij/Csj标准化， 其中Cij是第Ai条 准则下第j个指标监测值的均值(或最大值)， Csj是第j个指标的最大允许浓度值， 对于每条准则下， 令βki＝max{βij|j＝1,2, …,4}， βli＝min{βij|j＝1,2, …,4}i＝1， 2， 计算Δi＝( βki‑βli)/9， 设 对于任意的βs与βt相比， 其判断矩阵元 素bst由以下确定： 按上式可 得到4×4的A‑B层的判断矩阵。 6.根据权利要求1所述的一种基于模糊层次评价模型的浅水湖泊富营养化评价方法， 其特征在于， 所述 步骤三中单排序权 重集W’和总排序权 重集W”的计算方法如下： W’＝(w1’，…， wj’，…， wn’)， W”＝(w1”， w2”， w3”， w4”)， 式中： bij表示相对重要性数值； Ci表示A层相对V层的单排序权重； Dij表示B层相对A层的 单排序权 重。 7.根据权利要求1所述的一种基于模糊层次评价模型的浅水湖泊富营养化评价方法， 其特征在于， 所述 步骤三中一 致性检验方法如下： 判断矩阵的最大 特征根， 一致性指标， 式中： n表示判断矩阵的阶数， 一致性比例， 式中， RI表示平均随机一致性指标， 当CR≤0.1时判断矩阵符合一致性检验 的要求； 否 则， 需要对矩阵元 素重新进行两 两比较， 直到通过一 致性检验为止 。 8.根据权利要求1所述的一种基于模糊层次评价模型的浅水湖泊富营养化评价方法，权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114331053 A 3