一种幸福河湖评价指标体系构建方法

本发明涉及生态评价，具体地说是一种幸福河湖评价指标体系构建方法。

背景技术：

1、我国河湖数量众多，根据第一次全国水利普查结果，我国河湖名录内45203条河流和2865个湖泊(无人区、交通特别不便地区的河湖，以及监测设施不完善、监测数据无法获取的河湖除外)。

2、“幸福河”包括河湖生态环境保护和高质量发展两个方面，是在河湖生态系统保持稳定的基础上，能够不断适应并满足人类社会的合理需求，为周边流域和区域的经济社会持续健康发展提供坚实支撑的河湖。

3、现有技术中，对于幸福河湖评价指标体系的构建是基于幸福河湖内涵出发，基于内涵的各个方面，通过文献调研和频率统计，初选幸福河湖评价指标，并在此基础上通过发放调查问卷和专家咨询，确定幸福河湖评价指标体系，但基于此方法构建的指标体系较为主观不够全面和科学，指标独立性一般，影响评价结果的精准性。

4、因此，需要设计一种幸福河湖评价指标体系构建方法，针对现有幸福河湖评价指标体系构建方法的缺点，采取相应措施，解决指标存在重复性或关联性大等问题，从而提升评价指标体系的独立性，为幸福河湖的准确评价提供体系化的方法支撑。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服现有技术的不足，提供了一种幸福河湖评价指标体系构建方法，针对现有幸福河湖评价指标体系构建方法的缺点，采取相应措施，解决指标存在重复性或关联性大等问题，从而提升评价指标体系的独立性，为幸福河湖的准确评价提供体系化的方法支撑。

2、为了达到上述目的，本发明提供一种幸福河湖评价指标体系构建方法：

3、包括以下步骤：

4、s1，确定幸福河湖概念和内涵，幸福河湖的概念包括河湖生态环境保护和高质量发展两个方面，是在河湖生态系统保持稳定的基础上，能够不断适应并满足人类社会的合理需求，为周边流域和区域的经济社会持续健康发展提供坚实支撑的河湖；

5、幸福河湖内涵包括平安之河、文明之河、健康之河、宜居之河、人文之河和富民之河；

6、s2，根据幸福河湖内涵，确定幸福河湖评价初选指标；

7、s3，根据幸福河湖评价初选指标，进一步筛选幸福河湖评价指标；

8、s4，通过获取河湖各指标基础数据，对幸福河湖评价指标进行优化，构建幸福河湖评价指标体系。

9、s2的幸福河湖评价初选指标的确定方法包括：

10、s2-1，根据幸福河湖内涵，以“幸福河”“水安全”“水环境”“水生态”“水景观”“水文化”和“水经济”为关键词，调研国内相关文献中关于幸福河湖评价研究成果；

11、s2-2，根据s2-1的成果，以“幸福河湖”为目标层，以“平安之河”、“文明之河”、“健康之河”、“宜居之河”、“人文之河”和“富民之河”为准则层，对s2-1的成果中频率≥20%的指标进行分类，从而确定幸福河湖评价初选指标。

12、s3中进一步筛选幸福河湖评价指标的方法包括：

13、s3-1，根据确定的s2中的幸福河湖评价初选指标，通过调查问卷的方式征求幸福河湖的管理者与生活者的意见；

14、s3-2，根据s3-1的统计问卷调查结果，按照s2-2中各指标出现频率，由大到小进行排列，取前30个评价指标，结合准则层类型，对前30个评价指标进行分类；

15、s4中对幸福河湖评价指标进行优化的方法包括：

16、s4-1，根据s3中进一步确定的幸福河湖评价指标，获取各指标的基础数据，基于相关性-主成分分析法，从而对s3中进一步确定的幸福河湖评价指标进行优化；

17、s4-2，采用信息贡献率对评价指标进行合理性判断，最终构建幸福河湖评价指标体系。

18、s4-1中的相关性分析为：计算相关系数，评估各指标与目标之间的线性关系强度，从而筛选出重要指标，为数据分析和建模提供有力支持，实现数据集的精简和优化，其具体计算公式为：

19、；

20、其中，为指标与指标的相关系数，为评价对象数，为指标的第个评价对象的值，为指标均值，是为指标均值，是指标的第个评价对象的值。

21、假设为相关系数边界值；当时，删除其中之一；当时，则同时保留；

22、由于当指标间相关系数时各指标不相关，时为低度相关，时为中度相关，当时为高度相关，最终确定临界值为0.5；当指标间的相关系数大于或等于0.5时，为避免信息冗余，应删除其中一个指标；若指标间相关系数的绝对值小于0.5，则说明这两个指标提供的信息相对独立，可同时保留。

23、s4-1中的主成分分析为：计算各指标在主成分中的因子荷载，对因子荷载进行旋转处理用于更准确展现原始数据信息，剔除因子荷载较低的指标，确保评估体系中仅保留对评估结果有显著影响的指标；

24、其中主成分分析模型为：

25、；

26、其中，为第个主成分；为第个特征值的特征向量的第个分量；为第个指标的观测值；为主成分的个数；为指标数；

27、其中主成分分析筛选的流程为：

28、s4-1-1，数据收集并对异常值和缺失项进行处理，通过标准化计算，消除原始数据在量纲和数量级上的差异；

29、s4-1-2，分析数据之间的相关性，确保变量之间存在线性关系，这是进行主成分分析的前提，故计算标准化后的各指标间的相关系数，得到相关系数矩阵；

30、s4-1-3，求解的特征值，反映了所代表的原始信息含量，即代表的指标初始数据的方差贡献率为，所述为主成分所表示的原始信息含量占所有主成分所表示的所有原始信息含量的比例，其计算公式为：

31、；

32、s4-1-4，将特征值进行排列，当个特征值的累计方差贡献率大于等于85%时，则取前个特征值对应的主成分，因子荷载的计算公式为：

33、；

34、其中主成分分析指标筛选为：

35、根据因子荷载对指标进行确定，越大代表指标对评价结果影响越大，予以保留；反之应剔除；在此基础上，采用主成分分析法对筛选后的剩余指标进行二次筛选，用以进一步精简和优化指标体系，从而得到既精简又高效的最终评价指标体系；

36、对幸福河湖评价数据进行标准化处理，当累计方差贡献率大于或等于85%，选择保留在各主成分中因子载荷具有较高绝对值的评价指标；

37、主成分筛选的准则为：第一主成分中因子载荷绝对值大于0.8的指标予以保留，其余主成分中因子载荷绝对值最大的指标予以保留；

38、通过计算筛选后，各指标的累计方差和和原始初选指标体系的累计方差和的比值，评估出筛选过程是否有效地保留了原始数据中的关键信息，若该比值大于等于90%，说明所构建的指标体系既精简又高效，能够全面覆盖关键信息，指标体系构建合理。

39、s4-2中的信息贡献率的计算公式为：

40、；

41、其中，为协方差矩阵；为协方差矩阵的迹；a为最终保留的指标个数；c为初选指标个数；

42、为筛选后各指标的累计方差和和原始初选指标体系的累计方差和的比值，用于反映筛选后的指标体系所包含的信息量与原始初选指标体系所包含的信息量的比例；并通过该比值，用于直观地评估出筛选过程是否有效地保留了原始数据中的关键信息，从而帮助判断筛选后的指标体系的合理性和有效性。

43、本发明同现有技术相比，具备以下有益效果：

44、本发明通过对幸福河湖的概念与内涵进行明确，并对应设置准则层与指标层，通过具体的技术手段进行初选、筛分，以及相关性-主成分分析，结合合理性检验和信息贡献率计算，从而对评价指标进行优化，最终确定幸福河湖评价指标体系，提升评价精度。

技术特征：

1.一种幸福河湖评价指标体系构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的幸福河湖评价指标体系构建方法，其特征在于，所述s2的幸福河湖评价初选指标的确定方法包括：

3.根据权利要求1所述的幸福河湖评价指标体系构建方法，其特征在于，所述s3中进一步筛选幸福河湖评价指标的方法包括：

4.根据权利要求1所述的幸福河湖评价指标体系构建方法，其特征在于，所述s4中对幸福河湖评价指标进行优化的方法包括：

5.根据权利要求1所述的幸福河湖评价指标体系构建方法，其特征在于，所述s4-1中的相关性分析为：计算相关系数，评估各指标与目标之间的线性关系强度，从而筛选出重要指标，为数据分析和建模提供有力支持，实现数据集的精简和优化，其具体计算公式为：

6.根据权利要求1所述的幸福河湖评价指标体系构建方法，其特征在于，所述s4-1中的主成分分析为：计算各指标在主成分中的因子荷载，对因子荷载进行旋转处理用于更准确展现原始数据信息，剔除因子荷载较低的指标，确保评估体系中仅保留对评估结果有显著影响的指标；

7.根据权利要求1所述的幸福河湖评价指标体系构建方法，其特征在于，所述s4-2中的信息贡献率的计算公式为：

技术总结
本发明涉及生态评价技术领域，具体地说是一种幸福河湖评价指标体系构建方法，通过对幸福河湖的概念与内涵进行明确，并对应设置准则层与指标层，通过具体的技术手段进行初选、筛分，以及相关性‑主成分分析，结合合理性检验和信息贡献率计算，从而对评价指标进行优化，最终确定幸福河湖评价指标体系，提升评价精度。

技术研发人员：胡芳,刘聚涛,李孙鹏,付莎莎,刘心愿,胡克龙,乐颖,温春云
受保护的技术使用者：江西省水利科学院（江西省大坝安全管理中心、江西省水资源管理中心）
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5