灰色聚類法在岱廟古建筑綜合價值評估中的應(yīng)用

王　婷　張運吉

(山東農(nóng)業(yè)大學園藝科學與工程學院，山東泰安　271000)

灰色聚類法在岱廟古建筑綜合價值評估中的應(yīng)用

王婷張運吉

(山東農(nóng)業(yè)大學園藝科學與工程學院，山東泰安271000)

摘要:采用灰色聚類分析法，在岱廟古建筑多重價值屬性與特征的基礎(chǔ)上，分析比選了合理的聚類指標、等級量化標準和聚類灰類，并構(gòu)造了白化權(quán)函數(shù)，對岱廟古建筑綜合價值進行了評估，提高了評估結(jié)果的準確性。

關(guān)鍵詞:灰色聚類法，古建筑，綜合價值

古建筑是城市建筑歷史的延續(xù)，同時也是民族文化的傳承和科學技術(shù)進步的見證。近年來，在城市化進程不斷加速的背景下，隨著舊城改建和新城擴建的興起，迫使古建筑遭到嚴重的自然損耗和人為破壞，同時受到新建筑的圍堵及舊城區(qū)改造的利益驅(qū)動，促使古建筑面臨過度商業(yè)化強烈沖擊的挑戰(zhàn)。由于古建筑的不可再生性、稀缺性和增值性，相關(guān)部門對古建筑的保護運動即時興起，并且得到越來越多人的關(guān)注。如何全面的鑒定古建筑的綜合價值，為古建筑的開發(fā)利用提供更科學的依據(jù)，成為當代新時期古建開發(fā)過程中面臨的一個重要課題。因此，本文將灰色聚類分析法運用到對古建筑綜合價值評估中，從而平衡與協(xié)調(diào)多價值觀。古建筑綜合價值系統(tǒng)復(fù)雜而又多面，它的始建年代、構(gòu)造手法、布局風格及結(jié)構(gòu)特征等外延是清晰的;然而它的內(nèi)涵卻相對很模糊，例如影響古建筑綜合價值的各個指標和指標之間的聯(lián)系性等。因此，所要研究的古建筑綜合價值體系是一個部分信息不確定的灰色系統(tǒng)，具有一定的模糊性、非確定性和信息不完全性。本文是對岱廟古建筑綜合價值進行評估，主要運用灰色聚類分析法，該方法具有灰色系統(tǒng)理論的“貧信息”和“小樣本”特點，對評估結(jié)果的準確度及信息利用率都有所提高。

1　研究方法及步驟

1.1研究對象概況

岱廟建于漢，興于唐，拓建于宋，與北京故宮、山東曲阜三孔、承德避暑山莊和外八廟稱為四大古建筑群。它位于泰山中路古建筑群的南北軸線及泰安古城的中軸線上，是一座帝王宮殿模式的古建筑群，古時作為封建帝王祭祀泰山神的圣地，同時也是道教圣地和當?shù)乩习傩者M香祈福之所。其宮城呈長方形，東側(cè)梳洗河與西側(cè)渿河蜿蜒流過，北與泰山相望，總面積達96 637.2 m2，是泰安目前保存最完整的古建筑群。岱廟古建筑群作為泰山地域文化與靈魂的代表，可歸屬為文化遺產(chǎn)的古建筑，有著深厚的歷史文化積淀和突出的建筑、藝術(shù)、科技以及美學上的價值。并且其現(xiàn)存建筑風格基本延續(xù)明清時代特征，部分保留了宋代特征，對研究建筑特征及風格的演變具有重要意義。

1.2岱廟古建筑綜合價值評估方法

本文所運用的灰色聚類法是一種等級歸屬的方法，利用該方法進行評估，首先是要建立在灰數(shù)的白化權(quán)函數(shù)生成基礎(chǔ)上。設(shè)聚類對象、聚類指標及不同灰類個數(shù)分別用n，m，s進行表示，根據(jù)第i( i = 1，2，…，n)個對象關(guān)于j( j =1，2，…，m)指標的樣本值xji( i =1，2，…，n; j = 1，2，…，m)將第i個對象歸入第k( k∈{ 1，2，…，s} )個灰類之中，稱為灰色聚類［1，2］。它是將聚類對象對于不同的聚類指標所擁有的白化數(shù)進行總結(jié)，然后按幾個灰類進行歸納統(tǒng)一，繼而判定該聚類對象屬于哪一類。它的實質(zhì)是充分、合理地利用已知信息來替代未知的、非確知的信息，對灰色系統(tǒng)的本質(zhì)屬性進行分類識別，并給出客觀、可靠的量化分析結(jié)果［1］。

1.3評估步驟

運用灰色聚類分析法對岱廟古建筑綜合價值進行評估時，要確保其分析過程步驟的合理性，具有一定的科學性，具體分析步驟如下: 1)全面分析了解灰色聚類方法及應(yīng)用范圍，根據(jù)研究目標的現(xiàn)實情況，選取合理的聚類對象，科學的聚類指標和聚類灰類數(shù); 2)總結(jié)出古建筑聚類指標的等級評估標準，同時，確定其綜合價值評定等級的量化標準; 3)收集原始樣本數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，從而對聚類指標進行量化處理; 4)確定出每個聚類指標的臨界值，并根據(jù)其構(gòu)造合理的白化權(quán)函數(shù)，最后計算出各指標聚類的權(quán)重; 5)根據(jù)白化權(quán)函數(shù)、量化的聚類指標樣本值及聚類權(quán)值，確定聚類系數(shù)，判斷聚類對象所屬灰類。

2　評估結(jié)果與分析

2.1各相關(guān)因子的確定

1)聚類對象及指標的選擇。不同專家學者在對古建筑綜合價值進行評估上都有不同的分類方法，目前并沒有統(tǒng)一的標準，只因這種評估是一個相對較復(fù)雜的系統(tǒng)。選擇合理的評估對象和指標，對灰色聚類評估結(jié)果具有重要影響，尤其指標的選擇至關(guān)重要，因此，在聚類指標的選取上要尊重其實際意義，要求不僅要有較強的辨識力，還應(yīng)該有一定的代表性。主要遵守的原則是: a.選取的聚類指標要在古建筑綜合價值等級判定的過程中具有一定典型性，并且可以全方位的展示古建筑的綜合價值; b.由于各指標的級別都有不同的界線值，所以在選取聚類指標時，應(yīng)滿足其聚類級別的分級要求; c.聚類指標本身具有多樣性的特點，這樣就決定了在選擇它的時候，最好遵循不同樣本之間的差異性和可比性原則，并且還要綜合考慮其易操作性原則。根據(jù)已建立的古建筑綜合價值評估指標體系，本著簡便性、客觀性及一定的可操作性原則，給各評估指標劃定詳細的等級評估標準，即根據(jù)各項指標不同屬性統(tǒng)一對各項等級分別賦不同的界線值，并且能夠削弱在評估過程中因主觀因素影響所造成的一定偏差。

2)聚類灰類的確定。由于岱廟古建筑價值的復(fù)雜性及其自身的特殊性，采用哪種評級方法能夠?qū)︶窂R古建筑進行綜合價值評定，到目前為止還沒有明確的統(tǒng)一標準。筆者在調(diào)研掌握岱廟古建筑基本信息的基礎(chǔ)上，綜合相關(guān)方面的理論，并請多位專家進行審核討論，然后做出相應(yīng)調(diào)整，最終確定岱廟古建筑綜合價值評定等級標準和聚類灰類。

3)樣本數(shù)據(jù)的采集及量化處理。根據(jù)受各評估指標影響的方向及影響程度的不同，針對性的收集整理大量的相關(guān)資料，例如與岱廟古建筑本身密切相關(guān)的歷史價值、科學價值、藝術(shù)價值及社會價值等;然后結(jié)合灰色聚類分析法的基本要求，邀請專業(yè)評估人員進行把關(guān)，并對各指標等級評定進行打分。按照一定標準，將所有指標劃分為一級、二級、三級和四級，分別賦值3分、2分、1分和0分;最后根據(jù)公式得出每一個指標的平均值。

2.2白化權(quán)函數(shù)的構(gòu)造

岱廟古建筑綜合價值等級評估指標的白化權(quán)函數(shù)用分段函數(shù)來表示，它表示的是該指標的灰數(shù)對其臨界值的權(quán)重程度，這部分是整個聚類分析過程的重點所在。本文涉及的臨界值、起止點即是每個指標其白化函數(shù)所對應(yīng)曲線的特征值，通過分級標準得出的。首先得到樣本d = ( dij)，進而確定第j個指標對第k個等級的白化權(quán)函數(shù)為fjk( x)，剩余各指標的白化權(quán)函數(shù)分別為:

2.3灰色聚類權(quán)值的計算

2.4岱廟古建筑綜合價值鑒定等級聚類系數(shù)

把每一個指標的原始樣本數(shù)據(jù)代入其相對應(yīng)的白化權(quán)fjk( x)函數(shù)中，根據(jù)公式，依次計算從而得到灰色聚類系數(shù)，最后整合得到聚類系數(shù)向量。按照灰色聚類法最大值的原則，進而判定其樣本所歸屬的子類。建立聚類向量σi= (σi1，σi2，σi3，σi4)，以天貺殿為例，對其進行綜合價值評估，并進行分析總結(jié)，可得:σi= (σi1，σi2，σi3，σi4) = ( 0.702 8，0.536 4，0.020 8，0.000 0)，即σ11＞σ21＞σ31＞σ41，由此能夠看出天貺殿的綜合價值歸為一級的可能性比較大，所以將其綜合價值的評估等級定為一級，并且與實際專家判定的一級結(jié)果相吻合;綜合價值歸為四級的隸屬度為0.000 0，因此，能夠看出這些建筑綜合價值在鑒定的過程中，被檢測的影響建筑綜合價值的各因素均為三級以上的因素，沒有發(fā)現(xiàn)四級的因素。同時，能夠得到影響岱廟古建筑綜合價值評估的各因素中二級因素比三級因素多。與專家經(jīng)驗結(jié)論相比較，上述12個指標的計算結(jié)果具有一定的正確度，進而能夠得出灰色聚類分析法是一種較為實用的判斷方法。

3　結(jié)語

運用灰色聚類分析方法，能夠正確的判斷岱廟古建筑綜合價值等級，計算相對簡單，基本能滿足工程運用的要求，是解決古建筑綜合價值等級歸屬的一個有效途徑;在分析過程中，綜合考慮了多種因素對評估指標的影響，避免了認為權(quán)重分析的干擾，從分級標準直接確定歷史建筑隸屬的等級，意義十分明確。灰色聚類一方面根據(jù)聚類系數(shù)最大原則，將古建筑綜合價值進行等級劃分;另一方面還將各樣本在不同等級中的隸屬程度顯示在聚類系數(shù)矩陣中。這對于全面了解各建筑綜合價值情況提供了較為豐富的信息資源，并且該方法操作簡單，步驟容易掌握。

由于古建筑自身的特殊性，決定其綜合價值評估過程的復(fù)雜性，因此，結(jié)合本文的研究，總結(jié)出用灰色聚類分析法對古建筑綜合價值進行評估時，應(yīng)該著重考慮這些方面: 1)結(jié)合古建筑實際情況，全面綜合考慮指標的選取，確保其合理性和具有代表性; 2)不同臨界值的檢驗對比，并判斷其函數(shù)構(gòu)建的準確度; 3)模型建立的準確性等。

參考文獻:

［1］劉思峰，郭天榜，黨耀國.灰色系統(tǒng)理論及應(yīng)用［M］.北京:科學出版社，1999.

［2］鄧聚龍.灰色控制系統(tǒng)［M］.武漢:華中工學院出版社，1985.

On application of grey clustering method in comprehensive evaluation of old buildings in Daimiao Temple

Wang Ting Zhang Yunji
( College of Gardening Science and Engineering，Shandong Agricultural University，Tai’an 271000，China)

Abstract:The paper adopts the grey clustering method，analyzes the reasonable clustering indexes，gradation quantitative standard，and clustering grey based on the multiple values and features of old buildings at Daimiao Temple，and constitutes while function，and undertakes the comprehensive evaluation of the old buildings，so as to improve the accuracy of the evaluation.

Key words:grey clustering method，old building，comprehensive value

作者簡介:王婷(1991-)，女，在讀碩士

收稿日期:2015-11-22

文章編號:1009-6825( 2016) 04-0016-02

中圖分類號:TU-86

文獻標識碼:A