一种基于空间模糊综合评价的多年冻土区公路稳定性评价方法

1.本发明涉及一种基于空间模糊综合评价的多年冻土区公路稳定性评价方法，属于模糊综合评价技术领域。


背景技术：

2.影响多年冻土区公路稳定性的影响因素很多，且各因素之间关联复杂，有很大的不确定性和模糊性。传统的判断多年冻土区公路稳定性的影响因素是通过宏观评价和分区获取，而宏观评价和分区通常是采用人为重分类和加权求和方式进行，导致评价结果不够准确。
3.随着研究的深入，试验者们试图将模糊评价方法应用于宏观评价和评价可视化中，这是因为模糊综合评价方法是从影响问题的诸因素出发，在对各指标分别做出相应的模糊评价的基础上，建立模糊判断矩阵，进而开展模糊运算，得到定量的综合评价。在各种复杂多变的不确定性因素的影响下，很多事物难以用解析方法作定量分析，则可以采用模糊综合评价分析解决。这种方法恰好能够解决多年冻土区公路稳定性影响因素具有不确定性以及模糊性。
4.因此，继续设计一种关于模糊评价方法的多年冻土区公路稳定性评价方法，以对多年冻土区公路稳定性进行精准评价。


技术实现要素：

5.本发明提供一种基于空间模糊综合评价的多年冻土区公路稳定性评价方法，能够将多年冻土区公路稳定性模糊综合评价更加清晰直观地展现在二维空间中，为今后公路的监测及维修提供一定的参考。
6.本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
7.一种基于空间模糊综合评价的多年冻土区公路稳定性评价方法，具体包括以下步骤：
8.步骤s1：建立多年冻土区公路稳定性模糊综合评价模型，其中，综合评价模型包括三个评价指标，分别为因素集、评价集以及权重集；
9.步骤s2：利用gis得到公路沿线缓冲区预设范围内三个评价指标的栅格图层；
10.步骤s3：对应栅格图层，计算各个评价指标的隶属层，即利用gis的功能实现研究范围内格栅图层中每一栅格点取值对评价集各元素隶属度的计算；
11.步骤s4：利用gis栅格计算器，计算得到空间模糊综合评价集；
12.步骤s5：利用空间模糊综合评价集，得到多年冻土区公路稳定性空间模糊综合评价结果；
13.作为本发明的进一步优选，步骤s1中，因素集的建立方法是，建立二级模糊综合评价体系，第一层因素集为u＝{冻土特征，自然环境，工程措施}，表示为u＝{u1,u2,u3}；
14.因素子集为u1＝{多年冻土稳定性}，u2＝{坡度坡向，年平均气温，植被覆盖度}，u3＝{路面技术状况指数}，表示为u1＝{u
11
}，u2＝{u
21
,u
22
,u
23
}，u3＝{u
31
}；
15.作为本发明的进一步优选，步骤s1中，评价集的建立方法是，将评价标准定义为v＝{优，良，中，次，差}，表示为v＝{v1,v2,v3,v4,v5}，并且划分出各因素的不同评价等级所对应的值；
16.其中，划分基于公路稳定性评价标准，即用0-100的值表示，并将其划分为优、良、中、次、差五类；＞80分为优，70-80分为良，60-70分为中，50-60分为次，小于50分为差；
17.作为本发明的进一步优选，在建立评价集时，针对公路稳定性评价标准，对稳定性评价进行加权处理时，取v1′
＝80，v2′
＝75，v3′
＝65，v4′
＝55，v5′
＝50；
18.作为本发明的进一步优选，步骤s1中，权重集的建立方法是，利用ahp层次分析法求得权重；
19.第一层因素权重集为a＝{a1,a2,a3}，a1表示冻土特征对多年冻土区公路稳定性的重要程度，a2表示自然环境对多年冻土区公路稳定性的重要程度，a3表示工程措施对多年冻土区公路稳定性的重要程度；
20.第二层权重集为a1＝{a
11
}，a2＝{a
21
,a
22
,a
23
}，a3＝{a
31
}，a
ij
表示上述各子因素对多年冻土区公路稳定性的重要程度；
21.作为本发明的进一步优选，步骤s2中，利用gis得到公路沿线缓冲区200m内三个评价指标的栅格图层；
22.作为本发明的进一步优选，步骤s3中，每个评价指标均生成5个隶属层，分别为每一评价指标对应于优、良、中、次、差等级的隶属度在gis空间中的实现，隶属层表示为[u
ij
]a，[u
ij
]b，[u
ij
]c，[u
ij
]d，[u
ij
]e，其中，[u
ij
]k表示第i个因素集中第j个因素所对应的第k评价等级的隶属层，即a为优等级，b为良等级，c为中等级，d为次等级，e为差等级；
[0023]
作为本发明的进一步优选，在对评价指标生成隶属层时，若为定量指标，先将栅格图层中栅格像素转成矢量点，并且将每个栅格像素的经纬度添加到所形成矢量点的属性表中，之后运用字段计算器if函数对年平均气温的值用隶属度函数进行计算，得到5个隶属层；最后再将经纬度以及算出的隶属度重新投影为栅格，得到隶属层的栅格图层；其中，隶属度采用半梯形函数确定；
[0024]
若为定性指标，采用具有正态分布特征数值表示不同栅格的隶属度；
[0025]
作为本发明的进一步优选，步骤s4中，计算得到空间模糊综合评价集b＝{b1,b2,b3,b4,b5}；
[0026]
其中，
[0027]
b1＝[u
11
]aω
11
+[u
21
]aω
21
+[u
22
]aω
22
+[u
23
]aω
23
+[u
31
]aω
31
[0028]
b2＝[u
11
]bω
11
+[u
21
]bω
21
+[u
22
]bω
22
+[u
23
]bω
23
+[u
31
]bω
31
[0029]
b3＝[u
11
]cω
11
+[u
21
]cω
21
+[u
22
]cω
22
+[u
23
]cω
23
+[u
31
]cω
31
[0030]
b4＝[u
11
]dω
11
+[u
21
]dω
21
+[u
22
]dω
22
+[u
23
]dω
23
+[u
31
]dω
31
[0031]
b5＝[u
11
]eω
11
+[u
21
]eω
21
+[u
22
]eω
22
+[u
23
]eω
23
+[u
31
]eω
31
[0032]
公式中，ω
ij
为评价指标u
ij
对应于目标层的的权重，计算公式为ω
ij
＝ai×aij
；
[0033]
作为本发明的进一步优选，步骤s5中，基于运算得到的空间模糊综合评价集b，对公路稳定性评价标准进行加权平均处理，即
[0034]
；
[0035]
得到的栅格图层即为空间模糊评价结果。
[0036]
通过以上技术方案，相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
[0037]
本发明提供的基于空间模糊综合评价的多年冻土区公路稳定性评价方法，利用模糊综合评价模型，选取影响因素并在gis空间中得到栅格图层，通过对图层的运算得到各评价指标的隶属层，进而得到多年冻土区公路稳定性空间模糊综合评价结果，将多年冻土区公路稳定性模糊综合评价更加清晰直观地展现在二维空间中，为今后公路的监测及维修提供一定的参考。
附图说明
[0038]
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0039]
图1是本发明提供的基于空间模糊综合评价的多年冻土区公路稳定性评价方法技术路线图；
[0040]
图2是采用本发明得到的坡度坡向栅格数据图；
[0041]
图3是采用本发明得到的年平均气温栅格数据图；
[0042]
图4是采用本发明得到的植被覆盖度栅格数据图；
[0043]
图5是采用本发明得到的公路路面技术状况栅格数据图；
[0044]
图6是采用本发明得到的年平均气温指标隶属层；其中，6a为对应于优等级的隶属层，6b为对应于良等级的隶属层，6c为对应于中等级的隶属层，6d为对应于次等级的隶属层，6e为对应于差等级的隶属层；
[0045]
图7是采用本发明得到的坡度坡向指标隶属层；其中，7a为对应于优等级的隶属层，7b为对应于良等级的隶属层，7c为对应于中等级的隶属层，7d为对应于次等级的隶属层，7e为对应于差等级的隶属层；
[0046]
图8是采用本发明得到的植被覆盖度指标隶属层；其中，8a为对应于优等级的隶属层，8b为对应于良等级的隶属层，8c为对应于中等级的隶属层，8d为对应于次等级的隶属层，8e为对应于差等级的隶属层；
[0047]
图9是采用本发明得到的公路路面技术状况指数指标隶属层；其中，9a为对应于优等级的隶属层，9b为对应于良等级的隶属层，9c为对应于中等级的隶属层，9d为对应于次等级的隶属层，9e为对应于差等级的隶属层；
[0048]
图10是采用本发明得到的多年冻土稳定性指标隶属层；其中，10a为对应于优等级的隶属层，10b为对应于良等级的隶属层，10c为对应于中等级的隶属层，10d为对应于次等级的隶属层，10e为对应于差等级的隶属层；
[0049]
图11是采用本发明得到的空间模糊综合评价集；其中，11a为对应于优等级的模糊综合评价图层，11b为对应于良等级的模糊综合评价图层，11c为对应于中等级的模糊综合评价图层，11d为对应于次等级的模糊综合评价图层，11e为对应于差等级的模糊综合评价图层；
[0050]
图12是采用本发明得到的空间模糊综合评价评分。
具体实施方式
[0051]
如背景技术中阐述的，模糊评价方法相对而言多用于某一具体对象的评价，而很少应用于宏观评价和评价可视化中，而基于多年冻土区公路稳定性影响因素种类的繁多，导致各因素之间关联复杂，存在较大的不确定性以及模糊性，反而很适合采用模糊评价方法对多年冻土区公路稳定性进行评价。
[0052]
因此本技术提供了一种基于空间模糊综合评价的多年冻土区公路稳定性评价方法，图1所示，具体包括以下步骤：
[0053]
步骤s1：建立多年冻土区公路稳定性模糊综合评价模型，其中，综合评价模型包括三个评价指标，分别为因素集、评价集以及权重集；
[0054]
因素集的建立方法是，建立二级模糊综合评价体系，第一层因素集为u＝{冻土特征，自然环境，工程措施}，表示为u＝{u1,u2,u3}；
[0055]
因素子集为u1＝{多年冻土稳定性}，u2＝{坡度坡向，年平均气温，植被覆盖度}，u3＝{路面技术状况指数}，表示为u1＝{u
11
}，u2＝{u
21
,u
22
,u
23
}，u3＝{u
31
}。
[0056]
评价集即对事物好坏评价的集合，其建立方法是，将评价标准定义为v＝{优，良，中，次，差}，表示为v＝{v1,v2,v3,v4,v5}，并且划分出各因素的不同评价等级所对应的值；
[0057]
其中，划分基于公路稳定性评价标准，即用0-100的值表示，并将其划分为优、良、中、次、差五类；＞80分为优，70-80分为良，60-70分为中，50-60分为次，小于50分为差。
[0058]
针对公路稳定性评价标准，对稳定性评价进行加权处理时，取v1′
＝80，v2′
＝75，v3′
＝65，v4′
＝55，v5′
＝50。
[0059]
权重集的建立方法是，利用ahp层次分析法求得权重；
[0060]
第一层因素权重集为a＝{a1,a2,a3}，a1表示冻土特征对多年冻土区公路稳定性的重要程度，a2表示自然环境对多年冻土区公路稳定性的重要程度，a3表示工程措施对多年冻土区公路稳定性的重要程度；
[0061]
第二层权重集为a1＝{a
11
}，a2＝{a
21
,a
22
,a
23
}，a3＝{a
31
}，a
ij
表示上述各子因素对多年冻土区公路稳定性的重要程度。
[0062]
步骤s2：利用gis得到公路沿线缓冲区200m内三个评价指标的栅格图层。
[0063]
步骤s3：对应栅格图层，计算各个评价指标的隶属层，隶属层是由一定数量的带有隶属度属性的栅格组成，即利用gis的功能实现研究范围内格栅图层中每一栅格点取值对评价集各元素隶属度的计算；
[0064]
每个评价指标均生成5个隶属层，分别为每一评价指标对应于优、良、中、次、差等级的隶属度在gis空间中的实现，隶属层表示为[u
ij
]a，[u
ij
]b，[u
ij
]c，[u
ij
]d，[u
ij
]e，其中，[u
ij
]k表示第i个因素集中第j个因素所对应的第k评价等级的隶属层，即a为优等级，b为良等级，c为中等级，d为次等级，e为差等级。
[0065]
在对评价指标生成隶属层时，若为定量指标，先将栅格图层中栅格像素转成矢量点，并且将每个栅格像素的经纬度添加到所形成矢量点的属性表中，之后运用字段计算器if函数对年平均气温的值用隶属度函数进行计算，得到5个隶属层；最后再将经纬度以及算出的隶属度重新投影为栅格，得到隶属层的栅格图层；其中，隶属度采用半梯形函数确定；
[0066]
若为定性指标，采用具有正态分布特征数值表示不同栅格的隶属度。
[0067]
步骤s4：利用gis栅格计算器，计算得到空间模糊综合评价集b＝{b1,b2,b3,b4,b5}；
[0068]
其中，
[0069]
b1＝[u
11
]aω
11
+[u
21
]aω
21
+[u
22
]aω
22
+[u
23
]aω
23
+[u
31
]aω
31
[0070]
b2＝[u
11
]bω
11
+[u
21
]bω
21
+[u
22
]bω
22
+[u
23
]bω
23
+[u
31
]bω
31
[0071]
b3＝[u
11
]cω
11
+[u
21
]cω
21
+[u
22
]cω
22
+[u
23
]cω
23
+[u
31
]cω
31
[0072]
b4＝[u
11
]dω
11
+[u
21
]dω
21
+[u
22
]dω
22
+[u
23
]dω
23
+[u
31
]dω
31
[0073]
b5＝[u
11
]eω
11
+[u
21
]eω
21
+[u
22
]eω
22
+[u
23
]eω
23
+[u
31
]eω
31
[0074]
公式中，ω
ij
为评价指标u
ij
对应于目标层的的权重，计算公式为ω
ij
＝ai×aij
。
[0075]
步骤s5：基于运算得到的空间模糊综合评价集b，即5个分别对应于优、良、中、次、差评价等级的隶属层，对公路稳定性评价标准进行加权平均处理，即
[0076]
；
[0077]
得到的栅格图层即为空间模糊评价结果，使得多年冻土区公路稳定性评价结果清晰直观地展现在了二维空间中。
[0078]
为了验证本技术提供的评价方法的优越性，本技术以青海省共玉高速玛多至花石峡段上行公路为例，对其进行空间模糊综合评价，具体步骤如下：
[0079]
第一步，建立多年冻土区公路稳定性模糊综合评价模型。
[0080]
建立因素集：建立第一层因素集为u＝{冻土特征，自然环境，工程措施}，表示为u＝{u1,u2,u3}。
[0081]
第二层因素集为u1＝{多年冻土冻土稳定性}，u2＝{坡度坡向，年平均气温，植被覆盖度}，u3＝{路面技术状况指数}，表示为u1＝{u
11
}，u2＝{u
21
,u
22
,u
23
}，u3＝{u
31
}。
[0082]
将评价标准定义为v＝{优，良，中，次，差}，表示为v＝{v1,v2,v3,v4,v5}，并且划分出各因素的不同评价等级所对应的值，如表1所示：
[0083]
表1评价指标分级参考标准
[0084][0085][0086]
同时建立公路稳定性评价标准，用0-100的值表示，并将其划分为优、良、中、次、差五类。
[0087]
表2公路稳定性评价标准
[0088]
等级优良中次差
公路稳定指数≥80[70,80)[60,70)[50,60)《50。
[0089]
建立权重集：权重及表示每个因素对公路稳定性影响的重要程度，这里表示为a＝{a1,a2,a3}，a1表示冻土特征对多年冻土区公路稳定性的重要程度，a2表示自然环境对多年冻土区公路稳定性的重要程度，a3表示工程措施对多年冻土区公路稳定性的重要程度。a1＝{a
11
+，a2＝{a
21
,a
22
,a
23
}，a3＝{a
31
}，同理，a
ij
表示各个子因素对多年冻土区公路稳定性的重要程度。
[0090]
表3公路稳定性判断矩阵及权重
[0091]
指标冻土特征自然环境工程措施权重冻土特征11/31/30.13自然环境311/20.33工程措施3210.53
[0092]
表4自然环境子集判断矩阵及权重
[0093]
指标坡度气温植被覆盖度权重坡度坡向11/31/20.16年平均气温3120.54植被覆盖度21/210.30
[0094]
用ahp层次分析法确定权重，均满足一致性要求。即求得权重集为a＝{0.13,0.33,0.53}，a1＝{0.13}，a2＝{0.16,0.54,0.30}，a3＝{0.53}。
[0095]
将前文中所述的评价指标，利用gis得到公路沿线缓冲区200m的栅格图层。这里栅格图层包括利用冉有华制作的青藏高原多年冻土稳定性图，将多年冻土分为极稳定型、稳定型、亚稳定型、过渡型、不稳定型和极不稳定型。利用“按掩膜提取”工具，得到多年冻土稳定性公路沿线缓冲区200m的栅格图层。提取dem栅格数据中的坡度，得到坡度分布图。如图2所示，利用“按掩膜提取”工具，得到坡度坡向公路沿线缓冲区200m的栅格图层。采用周幼吾提出的公式来计算年平均气温，青藏高原年平均气温t与纬度λ、经度φ和海拔h之间存在关联性，即t＝65.2529-0.9134λ-0.1408φ-0.0054h。通过“栅格像素转点”工具将dem栅格数据转为点，之后利用“添加x/y字段到图层”工具得到每个矢量点的经纬度，再利用“矢量栅格化”工具将经纬度转为栅格数据，最后通过“栅格计算器”计算上式，得到最终的气温栅格数据。如图3所示，利用“按掩膜提取”工具，得到年平均气温公路沿线缓冲区200m的栅格图层。用landsat8获取研究区域影像，在envi计算归一化植被指数，ndvi定义为近红外波段和可见光红光波段的反射率数值之差与反射率数值之和的比值，即ndvi＝(nir-red)/(nir+red)，最终求得植被覆盖度。如图4所示，利用“按掩膜提取”工具，得到植被覆盖度公路沿线缓冲区200m的栅格图层。制作道路缓冲区路面技术状况指数pqi得分栅格数据。将道路每隔1000米进行分割，再用“地理处理工具”中的“缓冲区”工具形成左右两百米的缓冲区，将缓冲区转换成栅格后，按照每段路的序号给道路赋予pqi的值，如图5所示，得到工程措栅格数据图层。
[0096]
接着进行隶属层的计算，对于定量指标，以年平均气温为例，将年平均气温栅格像素转成矢量点，并且将每个栅格像素的经纬度添加到所形成矢量点的属性表中，之后用字段计算器中的if函数对年平均气温的值用隶属度函数进行计算，得到5个隶属层。最后再将
经纬度以及算出的隶属度重新投影为栅格，得到隶属层的栅格图层。隶属度采用半梯形函数确定。得到的坡度坡向，年平均气温，植被覆盖度，路面技术状况指数隶属层如图6，图7，图8，图9所示。
[0097][0098][0099][0100][0101][0102]
其中，r
i1-r
i5
为计算的隶属度，x为实际值，c1，c2，c3，c4，c5与相应的分级标准相对应，仅含上限或下限的标准直接取其数值，包含上下限的标准取标准的中位数。
[0103]
对于定性指标，对不同类型的栅格重新赋值即可。例如，在建立第一层隶属层时，对非冻土类型的栅格赋值为0.8，对极稳定型以及稳定型冻土的栅格赋值为0.2，其余类型冻土的栅格赋值为0。其余隶属层按照表5以此类推，得到的隶属层如图10所示。
[0104]
表5多年冻土稳定性隶属层赋值
[0105]
评价指标非冻土极稳定型、稳定型亚稳定型过渡型不稳定型优(v1)0.80.2000良(v2)0.10.80.100中(v3)00.10.80.10次(v4)000.10.80.1差(v5)0000.20.8。
[0106]
然后是评价运算，空间模糊综合评价集b中，依据计算公式ω
ij
＝ai×aij
，由前文求
得的权重计算可得，即ω
11
＝0.13，ω
21
＝0.0528，ω
22
＝0.1782，ω
23
＝099，ω
31
＝0.53。求得的空间模糊综合评价集栅格图层如图11所示。
[0107]
最后利用模糊综合评价集b对公路稳定性评价标准进行加权平均处理，图12为多年冻土区公路稳定性评价结果。最终实现了多年冻土区公路稳定性模糊综合评价在gis空间中的运用，使得评价结果更加清晰直观地展现在了二维空间中。
[0108]
综上可知，本技术将路面技术状况指数pqi作为工程措施因素，建立模糊综合评价模型，之后借助gis空间的栅格图层，得到每种因素属于不同评价等级的隶属层，最后通过空间运算在gis空间中实现了多年冻土区公路的稳定性评价，使得模糊综合评价结果更加清晰直观地展现在了二维空间中；本发明能够将多年冻土区公路稳定性模糊综合评价更加清晰直观地展现在二维空间中，为今后公路的监测及维修提供一定的参考。
[0109]
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
[0110]
本技术中所述的“和/或”的含义指的是各自单独存在或两者同时存在的情况均包括在内。
[0111]
本技术中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
[0112]
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

技术特征：
1.一种基于空间模糊综合评价的多年冻土区公路稳定性评价方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤s1：建立多年冻土区公路稳定性模糊综合评价模型，其中，综合评价模型包括三个评价指标，分别为因素集、评价集以及权重集；步骤s2：利用gis得到公路沿线缓冲区预设范围内三个评价指标的栅格图层；步骤s3：对应栅格图层，计算各个评价指标的隶属层，即利用gis的功能实现研究范围内格栅图层中每一栅格点取值对评价集各元素隶属度的计算；步骤s4：利用gis栅格计算器，计算得到空间模糊综合评价集；步骤s5：利用空间模糊综合评价集，得到多年冻土区公路稳定性空间模糊综合评价结果。2.根据权利要求1所述的基于空间模糊综合评价的多年冻土区公路稳定性评价方法，其特征在于：步骤s1中，因素集的建立方法是，建立二级模糊综合评价体系，第一层因素集为u＝{冻土特征，自然环境，工程措施}，表示为u＝{u1,u2,u3}；因素子集为u1＝{多年冻土稳定性}，u2＝{坡度坡向，年平均气温，植被覆盖度}，u3＝{路面技术状况指数}，表示为u1＝{u
11
}，u2＝{u
21
,u
22
,u
23
}，u3＝{u
31
}。3.根据权利要求2所述的基于空间模糊综合评价的多年冻土区公路稳定性评价方法，其特征在于：步骤s1中，评价集的建立方法是，将评价标准定义为v＝{优，良，中，次，差}，表示为v＝{v1,v2,v3,v4,v5}，并且划分出各因素的不同评价等级所对应的值；其中，划分基于公路稳定性评价标准，即用0-100的值表示，并将其划分为优、良、中、次、差五类；＞80分为优，70-80分为良，60-70分为中，50-60分为次，小于50分为差。4.根据权利要求3所述的基于空间模糊综合评价的多年冻土区公路稳定性评价方法，其特征在于：在建立评价集时，针对公路稳定性评价标准，对稳定性评价进行加权处理时，取v1′
＝80，v2′
＝75，v3′
＝65，v4′
＝55，v5′
＝50。5.根据权利要求3所述的基于空间模糊综合评价的多年冻土区公路稳定性评价方法，其特征在于：步骤s1中，权重集的建立方法是，利用ahp层次分析法求得权重；第一层因素权重集为a＝{a1,a2,a3}，a1表示冻土特征对多年冻土区公路稳定性的重要程度，a2表示自然环境对多年冻土区公路稳定性的重要程度，a3表示工程措施对多年冻土区公路稳定性的重要程度；第二层权重集为a1＝{a
11
}，a2＝{a
21
,a
22
,a
23
}，a3＝{a
31
}，a
ij
表示上述各子因素对多年冻土区公路稳定性的重要程度。6.根据权利要求5所述的基于空间模糊综合评价的多年冻土区公路稳定性评价方法，其特征在于：步骤s2中，利用gis得到公路沿线缓冲区200m内三个评价指标的栅格图层。7.根据权利要求6所述的基于空间模糊综合评价的多年冻土区公路稳定性评价方法，其特征在于：步骤s3中，每个评价指标均生成5个隶属层，分别为每一评价指标对应于优、良、中、次、差等级的隶属度在gis空间中的实现，隶属层表示为[u
ij
]
a
，[u
ij
]
b
，[u
ij
]
c
，[u
ij
]
d
，[u
ij
]
e
，其中，[u
ij
]
k
表示第i个因素集中第j个因素所对应的第k评价等级的隶属层，即a为优等级，b为良等级，c为中等级，d为次等级，e为差等级。8.根据权利要求7所述的基于空间模糊综合评价的多年冻土区公路稳定性评价方法，其特征在于：在对评价指标生成隶属层时，若为定量指标，先将栅格图层中栅格像素转成矢
量点，并且将每个栅格像素的经纬度添加到所形成矢量点的属性表中，之后运用字段计算器if函数对年平均气温的值用隶属度函数进行计算，得到5个隶属层；最后再将经纬度以及算出的隶属度重新投影为栅格，得到隶属层的栅格图层；其中，隶属度采用半梯形函数确定；若为定性指标，采用具有正态分布特征数值表示不同栅格的隶属度。9.根据权利要求7所述的基于空间模糊综合评价的多年冻土区公路稳定性评价方法，其特征在于：步骤s4中，计算得到空间模糊综合评价集b＝{b1,b2,b3,b4,b5}；其中，b1＝[u
11
]
a
ω
11
+[u
21
]
a
ω
21
+[u
22
]
a
ω
22
+[u
23
]
a
ω
23
+[u
31
]
a
ω
31
b2＝[u
11
]
b
ω
11
+[u
21
]
b
ω
21
+[u
22
]
b
ω
22
+[u
23
]
b
ω
23
+[u
31
]
b
ω
31
b3＝[u
11
]
c
ω
11
+[u
21
]
c
ω
21
+[u
22
]
c
ω
22
+[u
23
]
c
ω
23
+[u
31
]
c
ω
31
b4＝[u
11
]
d
ω
11
+[u
21
]
d
ω
21
+[u
22
]
d
ω
22
+[u
23
]
d
ω
23
+[u
31
]
d
ω
31
b5＝[u
11
]
e
ω
11
+[u
21
]
e
ω
21
+[u
22
]
e
ω
22
+[u
23
]
e
ω
23
+[u
31
]
e
ω
31
公式中，ω
ij
为评价指标u
ij
对应于目标层的的权重，计算公式为ω
ij
＝a
i
×
a
ij
。10.根据权利要求9所述的基于空间模糊综合评价的多年冻土区公路稳定性评价方法，其特征在于：步骤s5中，基于运算得到的空间模糊综合评价集b，对公路稳定性评价标准进行加权平均处理，即；得到的栅格图层即为空间模糊评价结果。

技术总结
本发明涉及一种基于空间模糊综合评价的多年冻土区公路稳定性评价方法，将路面技术状况指数PQI作为工程措施因素，建立模糊综合评价模型，之后借助GIS空间的栅格图层，得到每种因素属于不同评价等级的隶属层，最后通过空间运算在GIS空间中实现了多年冻土区公路的稳定性评价，使得模糊综合评价结果更加清晰直观地展现在了二维空间中；本发明能够将多年冻土区公路稳定性模糊综合评价更加清晰直观地展现在二维空间中，为今后公路的监测及维修提供一定的参考。定的参考。定的参考。


技术研发人员：方磊 胡煦妍 钟闻华
受保护的技术使用者：东南大学
技术研发日：2023.06.29
技术公布日：2023/9/20