2.2 评价方法

物元模型[22]源于中国学者蔡文教授提出的一门原创性横断学科—可拓学，是以形式化的模型，来探讨事物拓展的可能性以及开拓创新的规律和方法，主要用于解决不相容的复杂问题[23]。这种方法的优点在于它的关联函数属于（-∞，+∞），可以极大地拓展它的研究范围，保障无丢失地综合各种因素的全部信息，并揭示更多的分异信息[24]；在等级确定上结合客观标准先对评价指标的经典域及节域进行区间界定，然后通过单指标的关联函数计算得到单指标状态，再通过模型集成得到多指标的综合水平，可以克服评价过程中人为因素的影响，避免主观判断，进而提高评价结果的客观性和科学性[25]。在地质环境领域，由于地质环境要素的不相容性比较显著，物元模型被广泛使用，成为最适宜的地质环境评价模型[26]。

2.2.1 构建地质环境评价物元

物元模型中，地质环境评价单元N及其特征C和特征量值V共同构成地质环境物元R=(N、C、V)。假设地质环境评价中有m个评价单元，则第i个评价单元为Ni（i=1,2,…,m）；若评价单元N中有n个特征，则它以n个特征Cij及相应量值为Vij（i=1,2,…,m; j=1,2,…,n）表示；那么，地质环境评价物元为

；i=1,2,…,m；j=1,2,…,n （1）

2.2.2 确定地质环境评价的经典域和节域

地质环境评价的经典域物元矩阵可表示为

（2）

式中R0ik代表构建的经典域物元，N0ik代表地质环境的第k个评价等级，Cij代表特征向量，V0ik代表关于第i个特征向量第k个评价等级的量值区间范围<b0i1k，a0i1k>（i=1,2,…,m; j=1,2,…,n; k=1,2,…,t），即经典域。

地质环境评价的节域物元矩阵可表示为

（3）

式中Rpik代表节域物元；<bpi1, api1>代表节域物元对应特征向量Cij的量值区间范围, p代表地质环境评价全部的等级, Vpij＜apij且Vpij＞bpij（i=1,2,…,m; j=1,2,…,n）。

2.2.3 建立地质环境评价物元关联函数

令有界区间x0=[a, b]的模为

（4）

则某一值x到区间x0=[a, b]的距离为

（5）

那么地质环境评价物元关联函数为

（6）

i =1,2,…,m；j=1,2,…,n；k=1,2,…,t

式中Gijk(xijk)为第i个评价单元第j个评价指标关于某种评价目标的第k个地质环境评价等级的关联度；xijk、x0ijk、xpijk分别表示为地质环境评价指标的实际量值及经典域和节域取值范围。

2.2.4 计算综合关联度并定级

基于地质环境评价物元关联函数和评价指标权重，可进一步计算地质环境评价综合关联度，即第i个评价单元Ni相对第k个地质环境评价等级的关联度Gik(Nik)。

地质环境评价对象N关于对于第i个评价单元第k评价等级的综合关联度为

（7）

i=1,2,…,m；j=1,2,…,n；k=1,2,…,t

式中关联度G的大小表示评价对象属于地质环境评价某一水平的程度：G≥1，表示评价对象超过该水平标准；1＞G≥0，表示评价对象符合该水平标准；0＞G≥?1，表示评价对象不符合该水平标准，但具备达到该水平的条件；G＜?1，表示评价对象完全不符合该水平标准。

若Gijk(xijk)=Max[Gijk(xijk)]，则评价单元i的评价指标j属于地质环境评价等级k；若Gik(Nik)=Max[Gik(Nik)]，则评价单元i属于地质环境评价等级k。

2.3 评价单元及优化思路

2.3.1 评价单元划分

考虑到基础数据的特点和多因素叠加分析的可行性，本文采用格网法划分评价单元，即在确定格网边长的基础上，由计算机实现统一坐标系条件下的矢量数据栅格化，建立的栅格单元即为评价单元。由于评价指标众多，是一个复杂的系统，为了能够既最大限度地反映各评价指标的空间差异性，又保证叠加分析和格网计算的可行性，本文使用100 m×100 m的格网单元对研究区进行划分，同时将评价指标的空间分布格网化为100 m×100 m的格网单元。

2.3.2 基本农田布局优化思路

采用GIS空间分析，通过将土地利用总体规划图（2006-2020）与耕地适宜性地质环境评价结果进行叠加分析，允许部分适宜性低的土地调出，同时为落实基本农田保护约束性指标，必须调入相应面积，最终得到优化方案。

1）调出

首先，将地质环境适宜性等级为不适宜的基本农田调出，调整为非耕地，具体规划用途考虑生态用途如林地、草地等；其次，将地质环境适宜性等级为较不适宜的基本农田调整为一般农用地。

文章来源：《地质论评》 网址: http://www.dzlpzz.cn/qikandaodu/2021/0708/433.html