第四章环境规划的技术方法
环境规划的技术方法应包括环境评价、
环境预测和环境决策等方法,其中环境
预测和决策是环境规划中具有重要作用
的两项基本活动。它们贯穿渗透在环境
规划过程的许多环节中。本章从综合集
成的角度,重点介绍环境规划常用的预
刚与决策技术方法。
第一节 环境预测社会经济预测方法
? 一,环境预测
环境预测是一类针对环境领域有关问题的预测活动。
通常指在环境现状调查评价和科学实验基础上,结合经济
社会发展情况,对环境的发展趋势作出科学的分析和判断。
? (一)环境预测的主要 内容
1 社会发展预测
重点是人口预测,也包括一些其他社会因素的确定 。
2,经济发展预测
重点是能源消耗预测、国内生产总值预测和工业总产值预
测等,同时也包括对经济布局与结构、交通和其他重大经
济建设项目的预测与分析。
? 3.环境质量与污染预测
? 环境污染防治规划是环境规划的基本问题,与之
相关的环境质量与污染源的预测活动构成了当前
环境预测的重要内容 。
? 4.其他预测
? 根据规划对象具体情况和规划目标需要选定,如
重大工程建设的环境效益或影响;土地利用、自
然保护和区域生态环境趋势分析;科技进步及环
保效益等等。
? (二)预测方法选择与结果分析
? 1.基本思路
? 环境预测是在环境调查和现状评价的基础上,结合经济发展规划或预
测,通过综合分析或一定的数学模拟手段,推求未来的环境状况,其 技术关键是:
? (1)把握影响环境的主要社会经济因素并获取充足的信息。
? (2)寻求合适的表征环境变化规律的数理模式和(或)了解预测对象的
专家系统。
? (3)对预测结果进行科学分析,得出正确的结论。这一点取决于规划
人员的素质和综合问题的能力与水平。
? 2.预测方法选择
? 与一般预测的技术方法相同,有关环境预测的技术方法也大致分为两 类:
? 3.预测结果的综合分析
? 预测结果的综合分析评价,目的在于找出主要环境问题及其主要原因,
并由此进一步确定规划的对象、任务和指标。预测的综合分析主要包 括资源态势和经济发展趋势分析和环境发展趋势分析。
第二节 环境规划的决策分析
? 一、环境决策过程及其特征
? 决策过程
? 针对一个决策问题作出决定时,总要包括决策者对要
解决问题所抱有的目的。因此一个合理的决策问题,
首要之点是确定决策的目标或决策者所希望达到的行
动结果或状态。这种有目的的行动,一般由三种活动
所组成:即设计备选方案、选择行动方案和实施行动
方案。
? 依照系统工程的原理,一般环境规划的决策过程从广
义来看包含 4个基本程序环节:①找出问题确定目标,
②拟定备选行动方案,③ 比较和选择最佳行动方案,
④方案的实施即规划的执行(见图 4一 1)
系统分析:
问题识别,系统功能分析 确定目标
拟定方案
选择方案
实施反馈
系统设计
系统结构和外部条件
系统评价:
评价指标,价值权衡
系统实施:
执行,监督,监测
环境规划系统 规划决策过程
修
订
目
标
修
订
方
案
修
订
方
案
图 4-1
? (二)环境规划决策的特征
? 环境系统是一个复杂的人工和生态复合系统,它的规划决策问题
涉及环境、经济、政治、社会和技术等多种因素,因此它具有以
下一般决策问题的典型特征:
? 1.非结构化特征
? 通常,按照决策问题所具有的复杂性和解决问题的难易程度,大
体可分为三种类型:结构化决策、半结构化决策和非结构化决策
问题 。
? 2.多 目标特征
? ①目标间存在着冲突性或矛盾性,即某一目标的改进往往导致其
他 目标实现程度的降低 ;
? ②目标间存在着不可公度性,即多个目标没有统一的度量标准。
? 3.基于价值观念的特征
? 这里所谓, 价值,,它可泛指规划主体对评价对象所具有 的作
用,意义的认识和估计。价值观念是人们在各种各样的客观现实
中对大量事物观察分析抽象得出的。一方面,在具体问题上,由
于规划主体对评价对象的条件、目的、立场和观点等各有不同,
从而造成对价值认识和估计的不同;另一方面又由于人类的社会
化,对于价值的主观认识估计,又会不同程度地反映现实价值观
念的共性和客观性,因此,基于价值评价来对复杂因素进行综合
分析,就成为决策活动中的一个显著特征。
? 二、环境规划的决策分析
? 决策分析的概念
? 决策是一个对事物进行分析综合和思维判断的过程。借助
于决策分析工具将有益于帮助决策者科学合理地展开决策
活动,解决复杂的决策问题。所谓决策分析,是进行决策
方案选择的一套系统分析方法。它通常是关于决策过程中
具体的程序、规则和推算的组合。决策分析并不意味着为
决策者制定决策,它仅仅是试图通过一定适当的处理或分
析方法帮助决策者有效地组织信息改进决策过程,辅助决
策。
? 环境规划决策分析的基本框架
? 针对环境规划具有多方案、多目标决策问题的特征,可采
用决策树这样的结构框架进行分析,即将这种多方案、多
目标的决策过程,按因果关系、隶属层次和复杂程度分成
若干有序的方案和若干等级的目标,形成由对策一目标组
成的递阶展开的, 树枝状, 决策分析系统(图 4一 2)
1 2 m 1 2 n 1 2 p 1 2 r
经济目标 i 环境目标 j 社会目标 k 技术目标 h
综合总目标 u
评
价
指
标
属性指标
第一级
第二级
第三级
决
策
方
案
图 4-2
? (三)环境系统规划的决策分析模式
? 根据环境规划决策分析基本框架,在实际应用中,系统规
划的决策分析可归纳为两种类型:一是基于最优化技术来
构造的环境系统规划决策分析模型,可称之为, 最优化
决策分析模型, ;另一种是基于各种备选方案进行 系统
目标的模拟分析,从而选择满意方案,可称之为, 模拟
优化决策分析模型, 。
? 环境系统规划的, 最优化决策分析模型,,通常是利用
数学规划方法,建立数学模型并一次求解行动方案的决策
分析过程。
?, 模拟优化决策分析模型, 是直接基于环境规划决策分析
的对策一目标树框架,就各个备选组合方案,分别进行多
种目标和综合指标的模拟(包括环境质量、费用及社会影
响等)和评估的决策分析过程。
? 在环境规划中,目前使用较为普遍的决策分析技术方法大
体包括:费用效益(效果)分 析、数学规划和多目标决策
分析技术三种基本类型 。
第三节 单 目标决策分析方法
? 一、环境 费用效益分析
? 传统上,费用效益分析是用于识别和度量一项
活动或规划的经济效益和费用 的系统方法,其
基本任务就是分析计算规 划活动方案的费用和
效益,然后通过比较评价从中选择净效益最大
的方案提供决策。它是一典型的经济决策分析
框架。将其引人到环境规划中,可作为一项工
具手段以进行环境规划的决策分析。环境费用
效益分析 的基本程序如 图 4一 3所示。
明确问题
环境质量与受纳体影响关系确定
备选方案环境影响分析
备选方案的费用 /效益计算
备选方案的费用效益评价及选择
图 4-3
? 二、数学规划方法
? 是指利用数学规划最优化技术进行环境规划决
策分析的一类技术方法。从决策分析的角度看,
这类决策分析方法的使用,需要根据规划系统
的具体特征,结合数学规划方法的基本要求,
将环境系统规划决策问题概化成在预定的目标
函数和约束条件下,对由若干决策变量所代表
的规划方案,进行优化选择的数学规划模型。
? 目前,用于环境规划中的数学规划决策分析方
法主要有:线性规划、非线性规划以及动态规
划等。
第四节 多 目标决策分析方法
? 从决策的基本内容看,涉及多目标决策分析应用
中最主要的概念是确定所要解决问题的目标体系
和实现这些 目标方案的评价选择问题。
? (一)决策问题的多目标体系
? 多目标决策分析与传统单目标优化的最大区别在
于其决策问题中具有多个互相冲突的目标。通常
多目标决策问题中,一组意义明确的多个冲突目
标可表达为一递阶结构,或称目标体系 (图 4一 4)
图 4-4
总目标
目标 1 目标 i 目标 m
子目标 1 子目标 n1 子目标 1 子目标 nm
…, …,
…, …, …,
(二)决策方案的多目标评价选择
所谓多目标决策分析,就是运用种种数学(包括
计算机)支持技术,来处理以下两个问题,
l,根据所建立的多个目标,找出全部或部分非劣解。
2,设计一些程序识别决策者对 目标 函数的意愿偏好,
从非劣解集中选择, 满意解, 。
在解决上述两方面问题的实践中,多目标决策分
析技术并非全都将其处理为两个独立顺序的求解
过程,许多方法是将两部分内容结合起来,即在
非劣解求解过程中已注入反映决策者意愿偏好的
因素。各种多目标决策分析技术,可依有限方案
与无限方案分为两类。有限方案条件下的决策分
析技术,在实际问题,包括在环境规划中使用更
为常见普遍 。
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环境规划的技术方法应包括环境评价、
环境预测和环境决策等方法,其中环境
预测和决策是环境规划中具有重要作用
的两项基本活动。它们贯穿渗透在环境
规划过程的许多环节中。本章从综合集
成的角度,重点介绍环境规划常用的预
刚与决策技术方法。
第一节 环境预测社会经济预测方法
? 一,环境预测
环境预测是一类针对环境领域有关问题的预测活动。
通常指在环境现状调查评价和科学实验基础上,结合经济
社会发展情况,对环境的发展趋势作出科学的分析和判断。
? (一)环境预测的主要 内容
1 社会发展预测
重点是人口预测,也包括一些其他社会因素的确定 。
2,经济发展预测
重点是能源消耗预测、国内生产总值预测和工业总产值预
测等,同时也包括对经济布局与结构、交通和其他重大经
济建设项目的预测与分析。
? 3.环境质量与污染预测
? 环境污染防治规划是环境规划的基本问题,与之
相关的环境质量与污染源的预测活动构成了当前
环境预测的重要内容 。
? 4.其他预测
? 根据规划对象具体情况和规划目标需要选定,如
重大工程建设的环境效益或影响;土地利用、自
然保护和区域生态环境趋势分析;科技进步及环
保效益等等。
? (二)预测方法选择与结果分析
? 1.基本思路
? 环境预测是在环境调查和现状评价的基础上,结合经济发展规划或预
测,通过综合分析或一定的数学模拟手段,推求未来的环境状况,其 技术关键是:
? (1)把握影响环境的主要社会经济因素并获取充足的信息。
? (2)寻求合适的表征环境变化规律的数理模式和(或)了解预测对象的
专家系统。
? (3)对预测结果进行科学分析,得出正确的结论。这一点取决于规划
人员的素质和综合问题的能力与水平。
? 2.预测方法选择
? 与一般预测的技术方法相同,有关环境预测的技术方法也大致分为两 类:
? 3.预测结果的综合分析
? 预测结果的综合分析评价,目的在于找出主要环境问题及其主要原因,
并由此进一步确定规划的对象、任务和指标。预测的综合分析主要包 括资源态势和经济发展趋势分析和环境发展趋势分析。
第二节 环境规划的决策分析
? 一、环境决策过程及其特征
? 决策过程
? 针对一个决策问题作出决定时,总要包括决策者对要
解决问题所抱有的目的。因此一个合理的决策问题,
首要之点是确定决策的目标或决策者所希望达到的行
动结果或状态。这种有目的的行动,一般由三种活动
所组成:即设计备选方案、选择行动方案和实施行动
方案。
? 依照系统工程的原理,一般环境规划的决策过程从广
义来看包含 4个基本程序环节:①找出问题确定目标,
②拟定备选行动方案,③ 比较和选择最佳行动方案,
④方案的实施即规划的执行(见图 4一 1)
系统分析:
问题识别,系统功能分析 确定目标
拟定方案
选择方案
实施反馈
系统设计
系统结构和外部条件
系统评价:
评价指标,价值权衡
系统实施:
执行,监督,监测
环境规划系统 规划决策过程
修
订
目
标
修
订
方
案
修
订
方
案
图 4-1
? (二)环境规划决策的特征
? 环境系统是一个复杂的人工和生态复合系统,它的规划决策问题
涉及环境、经济、政治、社会和技术等多种因素,因此它具有以
下一般决策问题的典型特征:
? 1.非结构化特征
? 通常,按照决策问题所具有的复杂性和解决问题的难易程度,大
体可分为三种类型:结构化决策、半结构化决策和非结构化决策
问题 。
? 2.多 目标特征
? ①目标间存在着冲突性或矛盾性,即某一目标的改进往往导致其
他 目标实现程度的降低 ;
? ②目标间存在着不可公度性,即多个目标没有统一的度量标准。
? 3.基于价值观念的特征
? 这里所谓, 价值,,它可泛指规划主体对评价对象所具有 的作
用,意义的认识和估计。价值观念是人们在各种各样的客观现实
中对大量事物观察分析抽象得出的。一方面,在具体问题上,由
于规划主体对评价对象的条件、目的、立场和观点等各有不同,
从而造成对价值认识和估计的不同;另一方面又由于人类的社会
化,对于价值的主观认识估计,又会不同程度地反映现实价值观
念的共性和客观性,因此,基于价值评价来对复杂因素进行综合
分析,就成为决策活动中的一个显著特征。
? 二、环境规划的决策分析
? 决策分析的概念
? 决策是一个对事物进行分析综合和思维判断的过程。借助
于决策分析工具将有益于帮助决策者科学合理地展开决策
活动,解决复杂的决策问题。所谓决策分析,是进行决策
方案选择的一套系统分析方法。它通常是关于决策过程中
具体的程序、规则和推算的组合。决策分析并不意味着为
决策者制定决策,它仅仅是试图通过一定适当的处理或分
析方法帮助决策者有效地组织信息改进决策过程,辅助决
策。
? 环境规划决策分析的基本框架
? 针对环境规划具有多方案、多目标决策问题的特征,可采
用决策树这样的结构框架进行分析,即将这种多方案、多
目标的决策过程,按因果关系、隶属层次和复杂程度分成
若干有序的方案和若干等级的目标,形成由对策一目标组
成的递阶展开的, 树枝状, 决策分析系统(图 4一 2)
1 2 m 1 2 n 1 2 p 1 2 r
经济目标 i 环境目标 j 社会目标 k 技术目标 h
综合总目标 u
评
价
指
标
属性指标
第一级
第二级
第三级
决
策
方
案
图 4-2
? (三)环境系统规划的决策分析模式
? 根据环境规划决策分析基本框架,在实际应用中,系统规
划的决策分析可归纳为两种类型:一是基于最优化技术来
构造的环境系统规划决策分析模型,可称之为, 最优化
决策分析模型, ;另一种是基于各种备选方案进行 系统
目标的模拟分析,从而选择满意方案,可称之为, 模拟
优化决策分析模型, 。
? 环境系统规划的, 最优化决策分析模型,,通常是利用
数学规划方法,建立数学模型并一次求解行动方案的决策
分析过程。
?, 模拟优化决策分析模型, 是直接基于环境规划决策分析
的对策一目标树框架,就各个备选组合方案,分别进行多
种目标和综合指标的模拟(包括环境质量、费用及社会影
响等)和评估的决策分析过程。
? 在环境规划中,目前使用较为普遍的决策分析技术方法大
体包括:费用效益(效果)分 析、数学规划和多目标决策
分析技术三种基本类型 。
第三节 单 目标决策分析方法
? 一、环境 费用效益分析
? 传统上,费用效益分析是用于识别和度量一项
活动或规划的经济效益和费用 的系统方法,其
基本任务就是分析计算规 划活动方案的费用和
效益,然后通过比较评价从中选择净效益最大
的方案提供决策。它是一典型的经济决策分析
框架。将其引人到环境规划中,可作为一项工
具手段以进行环境规划的决策分析。环境费用
效益分析 的基本程序如 图 4一 3所示。
明确问题
环境质量与受纳体影响关系确定
备选方案环境影响分析
备选方案的费用 /效益计算
备选方案的费用效益评价及选择
图 4-3
? 二、数学规划方法
? 是指利用数学规划最优化技术进行环境规划决
策分析的一类技术方法。从决策分析的角度看,
这类决策分析方法的使用,需要根据规划系统
的具体特征,结合数学规划方法的基本要求,
将环境系统规划决策问题概化成在预定的目标
函数和约束条件下,对由若干决策变量所代表
的规划方案,进行优化选择的数学规划模型。
? 目前,用于环境规划中的数学规划决策分析方
法主要有:线性规划、非线性规划以及动态规
划等。
第四节 多 目标决策分析方法
? 从决策的基本内容看,涉及多目标决策分析应用
中最主要的概念是确定所要解决问题的目标体系
和实现这些 目标方案的评价选择问题。
? (一)决策问题的多目标体系
? 多目标决策分析与传统单目标优化的最大区别在
于其决策问题中具有多个互相冲突的目标。通常
多目标决策问题中,一组意义明确的多个冲突目
标可表达为一递阶结构,或称目标体系 (图 4一 4)
图 4-4
总目标
目标 1 目标 i 目标 m
子目标 1 子目标 n1 子目标 1 子目标 nm
…, …,
…, …, …,
(二)决策方案的多目标评价选择
所谓多目标决策分析,就是运用种种数学(包括
计算机)支持技术,来处理以下两个问题,
l,根据所建立的多个目标,找出全部或部分非劣解。
2,设计一些程序识别决策者对 目标 函数的意愿偏好,
从非劣解集中选择, 满意解, 。
在解决上述两方面问题的实践中,多目标决策分
析技术并非全都将其处理为两个独立顺序的求解
过程,许多方法是将两部分内容结合起来,即在
非劣解求解过程中已注入反映决策者意愿偏好的
因素。各种多目标决策分析技术,可依有限方案
与无限方案分为两类。有限方案条件下的决策分
析技术,在实际问题,包括在环境规划中使用更
为常见普遍 。
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