第三章 研究方法
第四節 研究方法與操作步驟
本研究欲選取建構都市綠網之準則因子,第一階段採用模糊德爾 菲法,以篩選不適合的因子,確定層級架構。第二階段採用 AHP 階 層程序法,以確定各因子間之相對權重。
一、模糊德爾菲法
模糊德爾菲法(Fuzzy Delphi Method)是在 1985 年,由 Murray, Pipinon and Gigch 針對德爾菲法之缺失所修正而得,其試圖將模糊理 論應用於德爾菲法(徐村和,1998)。為進一步選取因子,本研究採 模糊德爾菲法,進行專家問卷,篩選不適合之因子。
(一)根據研究目的,廣泛蒐集相關文獻,研擬出相關之因子項目。
(二)蒐集群體意見
請專家學者針對各評估因子項目進行評分,取得群體對各因 子之評值。
(三)應用模糊德爾菲法篩選評估因子
關於第一階段之問卷內容,將包含基本資料、填寫說明、因 子層級、問卷填寫、因子釋義、建議等部份。
1.問卷編制
本研究採用 0~10 個等級之評定方法,請各專家學者依照專 業背景及經驗,填入其可接受的範圍值和專家單一評值,如表 3-1 所示(詳細問卷見附錄):
表 3-1 Fuzzy Delphi 專家評值表
重要性程度 可接受的範圍
因子
最有可能之單 一值(0~10)
可接受之最大值 可接受之最小值
1.植物種類多樣性 ( ) ( ) ( ) 2.植物群落多樣性 ( ) ( ) ( ) 3.棲地多樣性 ( ) ( ) ( )
資料來源:本研究整理 2.問卷調查執行
本問卷配合專家方便的方式,以 E-mail 或書信寄送進行,將 問卷送達。並留下聯絡方式及回郵信封,便於專家於時限內將問 卷結果遞回。
3.問卷分析
於 1988 年時,Klir 和 Floger 提出之平均數一般化模式,其代 表了決策群體的共識,如下式所示:
hα(a1,a2...an)= ( a1α+a2
α+...anα/n)1/α
當α不同時,其有不同的函數形態,極小值與極大值分別是 最小與最大的平均數函數型態,即一般化平均數函數的上下限。
而幾何平均數、調和平均數及算術平均數,則為分佈於一般化平 均數函數之上下限之間的平均數函數型態。模糊函數尚有許多表 達決策群共識的方法,如 L-Q 模糊數、梯型模糊數及三角模糊數,
而 Saaty(1980)認為以幾何平均數代表專家共識的效果較佳,因 幾何平均數之數值較能滿足模糊正倒值矩陣的定義。
U:決策群體共識之極大值 L:決策群體共識之極小值 X0:大部份決策群體共識
圖 3-3 三角模糊函數圖 資料來源:陳曉玲,1995
是故,本研究將依幾何平均數之平均數函數型態,進行第一 階段問卷之計算操作,建立一三角函數,找出群體對各因子之最 高評價、最低評價,以及求取大部分決策群體之共識點。
4.篩選評估因子項目
利用上述之三角模糊函數,依研究目的決定門檻值(S),用 以篩選專家群所認定不重要的因子項目,其原則如下:
XA≧S,接受 A 因子。
XA<S,刪除 A 因子。
二、分析階層程序法
分析階層程序法(Analytic Hierarchy Process, AHP)為 1971 年 Thomas L. Saaty 所發展出來,主要應用在不確定情況下及具有多數個
評估準則的決策問題上(褚志鵬,2003)。以系統化方式求解問題,
簡化問題複雜化,建立具有相互影響關係結構,有助於問題分析,經 常被應用於規劃、預測、判斷、資源分派及投資組合方面。(馮正民、
林楨家,2000)
AHP 主要應用在決策問題(Decision Making Problems),依 Saaty 的經驗,可應用在以下各類問題中,例如規劃(Planning)、決定優先 順序(Setting Priorities)、選擇最佳方案或政策(Choosing a Best Alternatives)、確保系統穩定(Insuring the Stability of a System)等。
在發展後,在許多領域中已廣泛的應用,近幾年朝向多目標規劃
(Multiobjective Programming)相結合,並推廣在大規模系統的設計 等(褚志鵬,2003)。
而本研究欲建立都市綠網系統規劃的整體準則架構,將規劃完整 之都市綠網所需考量的準則及因子,依不同考量層面,做層級分類思 考,故採用 AHP 研究法,做分析探討。
AHP 的作業程序主要包括四個步驟,分述如下:
(一)建立層級關係
階層為系統特別的型態,基於個體可加以組成並形成不同 集合體的假設下,將影響系統的要素組合成許多層級(群體),
每一層級只影響另一層級,同時僅受另一層級的影響(鄧振源、
曾國雄,1989)。
在利用 AHP 建立層級關係前,需先將一個複雜的問題分成 四個層級:1.解決問題的目標;2.如何達到目標的標的;3.衡量 標的達成程度;4.擬定考慮的方案(馮正民、林楨家,2000)。
(二)建立成對比較矩陣
就各層級之每個單元內之項目進行兩兩比較,經由調查建
立各項目組間優劣關係的比較矩陣。所謂單元係指權重和為 1 之項目組合(馮正民、林楨家,2000)。成對比較矩陣之建立,
假設有 n 個要素,需進行 n(n-1)/2 個成對比較,如下式所示:
a
ij:表示決策制訂者對決策因素i與j兩兩相對比較後,所得 之交叉比較值。n:決策因素個數
成對比較矩陣一般以 9 個評比尺度進行調查,分別代表同 等重要(equal importance)、稍重要(weak importance)、重要
(essential importance)、很重要(demonstrated importance)、絕 對重要(absolute importance),以及上述五項尺度間的四個折衷 水準,評點由 1 到 9 之整數依序遞增(馮正民、林楨家,2000)。
而 1-9 評估尺度為 Saaty 所提出,其選擇 1-9 尺度的理由為,
人類無法同時對 7 種以上的事務進行比較(或 7±2);為避免混 淆,其採取 9 的最高限。為了在不同的連續數值中做同一的比 較,因此起始值定為 1。此外,Satty 從 27 種不同的尺度值進行 實驗,發現 1-9 的尺度值,其 RMS(誤差均方根)與 MAD(中 位數絕對誤差)最小,同時能提供較佳的一致性測試。人類對 質的區別能力,以等強、稍強、頗強、極強及絕強等 5 個屬系 表示較好,為更精確,宜在相鄰二個屬性中插入一折衷屬性,
使其得到更好的連續性,因此總共需 9 個屬性值(褚志鵬,
2003)。
(三)求解權重並檢定一致性(褚志鵬,2003)
AHP 之權重套算及一致性檢定,可依據下列算式,利用 Excel 或 AHP 相關應用軟體(例如,Expert Choice)求解。本研究由於軟體資 源限制,故採用 Excel 套入公式之方法,依下列步驟,求取權重及一
2.一致性檢定
(Consistency Index)值、R.I.(Random Index)值及 C.R.(Consistency Ratio)值,其公式運算方式如下:
(四)計算各方案之優勢比重值
經過一致性檢定通過後,即可進行各方案優勢比重值之計 算,通常以 Pi 代表方案 i 之優勢比重值,Pi 可由各層級的權重 相乘加總而得,值愈大者表示被採納之優先順序愈高。
三、實證基地操作
為確認層級架構操作上之可行性,本研究將選取一基地進 行實證操作,藉由操作過程,檢核是否有無法操作之步驟及因 子,最後求算該基地之評值,並進行討論。
經由綠地發展之現況及研究者所在之考量,最後選取台中 市南區南測作為實證基地。本階段利用台中市政府網頁所建置 之空間地圖地理資訊、現勘、現有資料蒐集等方式,調查基地 相關之基礎資料。再利用圖面處理軟體(例如,AutoCAD、
MapInfo 等)及現有資料套用,將所得等級數值套入層級中,加 上權重,求得最後數值。