nghiÊn cỨu vÀ Ứng dỤng phƯƠng phÁp hỖ trỢ ra quyẾt ĐỊnh...
TRANSCRIPT
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
NGUYỄN THỊ THANH HUYỀN
NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP
HỖ TRỢ RA QUYẾT ĐỊNH ĐA TIÊU CHÍ
TRONG QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG TẠI
KHU BẢO TỒN CÙ LAO CHÀM
Chuyên ngành: Khoa học máy tính
Mã số: 60.48.01
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
Đà Nẵng - Năm 2013
Công trình được hoàn thành tại
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
Người hướng dẫn khoa học: TS. Nguyễn Văn Hiệu
Phản biện 1: PGS. TS. Phan Huy Khánh
Phản biện 2: TS. Hoàng Thị Lan Giao
Luận văn được bảo vệ tại Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ kỹ thuật họp tại Đại học Đà Nẵng vào ngày
19 tháng 05 năm 2013
Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Thông tin-Học liệu, Đại học Đà Nẵng.
1
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Rừng là nguồn tài nguyên không thể thiếu trong sự tồn tại và
phát triển của con người, và nó cũng là yếu tố quan trọng cấu thành
môi trường khu vực, là những hệ sinh thái phức hợp có thể cung
cấp cho con người một loạt các sản phẩm kinh tế và môi trường
cũng như các dịch vụ được xã hội lượng giá. Tài nguyên rừng là
một phần của tài nguyên thiên nhiên, thuộc loại tài nguyên tái tạo
được. Nhưng nếu sử dụng không hợp lý, tài nguyên rừng có thể bị
suy thoái không thể tái tạo được. Hiện nay, hơn một nửa tài nguyên
rừng trên thế giới đang bị phá hủy nghiêm trọng và hơn 30% đang
bị suy thoái, trong khi đó trên một tỷ người nghèo đang sống dựa
chủ yếu vào tài nguyên rừng. Để giải quyết vấn đề này đòi hỏi cần
thực hiện quản lý tài nguyên rừng trong đó xem xét tất cả các yếu tố
có liên quan đến tài nguyên rừng trên quan điểm tổng hợp và toàn
diện.
Quản lý tài nguyên rừng là một quá trình trong đó có sự nỗ
lực quản lý tài nguyên rừng hiệu quả hơn trên quan điểm quản lý
tổng hợp, được coi là vấn đề kỹ thuật và xã hội, yếu tố xã hội quan
trọng không kém yếu tố kỹ thuật nếu không phải quan trọng hơn. Vì
vậy quản lý tài nguyên rừng một cách đúng đắn và phù hợp không
thể chỉ dựa trên một quy tắc hay một tiêu chuẩn đơn thuần.
Trong Quản lý tài nguyên rừng, việc đưa ra quyết định được
dựa trên sự hiểu biết sâu sắc về mối quan hệ giữa các hoạt động,
các quá trình đang diễn ra tại từng khu vực và ảnh hưởng của hoạt
động, quá trình đó đến khu vực là rất quan trọng và mang tính quyết
2
định. Do đó việc xây dựng một hệ hỗ trợ ra quyết định trong quản
lý tài nguyên rừng là rất cần thiết.
Việt Nam có tổng diện tích tự nhiên 33,12 triệu ha, trong đó
diện tích có rừng là 12,61 triệu ha và 6,16 triệu ha đất trồng đồi núi
trọc là đối tượng của sản xuất lâm nông nghiệp. Tuy nhiên, nguồn
tài nguyên này đang cạn kiệt và suy thoái do áp lực của gia tăng dân
số, canh tác nương rẫy, khai thác gỗ vượt trội cho tiêu dùng và sản
xuất công nghiệp... Trong bối cảnh lâm nghiệp Việt Nam hiện nay,
quản lý rừng bền vững là định hướng chiến lược quan trọng nhằm
phát huy tối đa tiềm năng của ngành góp phần đóng góp vào nền
kinh tế quốc dân, cải thiện đời sống người dân vùng rừng núi, bảo
tồn đa dạng sinh học và hệ sinh thái rừng. Ví dụ cụ thể có thể nhận
thức rõ hơn là quản lý tài nguyên rừng tại khu bảo tồn thiên nhiên
Cù Lao Chàm đáp ứng phát triển bền vững.
Cù Lao Chàm là một cụm đảo thuộc xã đảo Tân Hiệp, thành
phố Hội An, tỉnh Quảng Nam, nằm cách bờ biển Cửa Đại 15km, Cù
Lao Chàm là nơi có nguồn tài nguyên thiên nhiên phong phú. Rừng
Cù Lao Chàm vẫn được đánh giá là nơi lưu trữ nhiều nguồn gen
động, thực vật quý hiếm. Hệ động vật cũng khá phong phú với 12
loài thú, 13 loài chim, 130 loài bò sát và 5 loài ếch nhái.
Hiện nay, các hoạt động khai thác các nguồn tài nguyên với
tốc độ ngày càng tăng phục vụ cho nhu cầu phát triển kinh tế xã hội
ở địa phương, cùng với nạn khai thác rừng bừa bãi đang làm cho
nguồn tài nguyên rừng tại khu bảo tồn thiên nhiên Cù Lao Chàm có
xu thế ngày càng cạn kiệt và biến đổi theo hướng bất lợi. Nghiên
cứu quản lý tài nguyên rừng tại khu bảo tồn thiên nhiên Cù Lao
3
Chàm là một vấn đề bức thiết cần được triển khai một cách hệ
thống, đảm bảo tính khoa học và phát triển bền vững.
Chính vì những lý do trên, tôi đề xuất chọn đề tài luận văn
cao học: “Nghiên cứu và ứng dụng phương pháp hỗ trợ ra quyết
định đa tiêu chí trong Quản lý tài nguyên rừng tại khu bảo tồn Cù
Lao Chàm”.
2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
Mục tiêu: Tối ưu quản lý tài nguyên rừng.
Nhiệm vụ: Để thực hiện mục đích ý tưởng nêu ra cần nghiên
cứu và tiến hành triển khai các nội dung như sau: Tìm hiểu về công
tác quản lý tài nguyên rừng tại khu bảo tồn Cù Lao Chàm, tìm hiểu
về hệ hỗ trợ ra quyết định, hỗ trợ quyết định đa tiêu chí (MCDA),
nghiên cứu các phương pháp hỗ trợ ra quyết định đa tiêu chí, áp
dụng các phương pháp hỗ trợ ra quyết định đa tiêu chí trong quản lý
tài nguyên rừng, xây dựng chương trình quản lý tài nguyên rừng và
triển khai ứng dụng.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng: Hệ thống quản lý tài nguyên rừng, các vấn đề liên
quan đến tài nguyên rừng.
Phạm vi: Tập trung nghiên cứu ứng dụng các phương pháp hỗ trợ
ra quyết định đa tiêu chí và áp dụng thử nghiệm phân tích cho quản lý tài
nguyên rừng bước đầu phát triển tại khu bảo tồn thiên nhiên Cù Lao
Chàm.
4. Phương pháp thực hiện
Phương pháp lý thuyết: Tìm hiểu hệ hỗ trợ ra quyết định
trong quản lý tài nguyên rừng. Nghiên cứu các công cụ và công
4
nghệ liên quan đến quản lý tài nguyên rừng. Tổng hợp, thu thập tài
liệu về công tác quản lý tài nguyên rừng.
Phương pháp thực nghiệm: Phân tích yêu cầu thực tế của
bài toán quản lý rừng và áp dụng các thuật toán có liên quan để trợ
giúp việc lập trình, xây dựng ứng dụng. Kiểm tra, thử nghiệm và
đưa ra nhận xét, đánh giá kết quả đạt được.
5. Dự kiến kết quả
Kết quả lý thuyết: Hiểu được các phương pháp hỗ trợ ra
quyết định đa tiêu chí. Áp dụng thành công phương pháp hỗ trợ ra
quyết định đa tiêu chí vào quản lý tài nguyên rừng tại khu bảo tồn
Cù Lao Chàm.
Kết quả thực tiễn: Xây dựng thành công chương trình quản
lý tài nguyên rừng với một số chức năng cơ bản có giao diện thân
thiện và dễ sử dụng. Chương trình sẽ hỗ trợ ra quyết định một cách
nhanh chóng nhưng vẫn đảm bảo về mặt tối ưu và có giá trị cho
người sử dụng.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Ý nghĩa khoa học: Áp dụng lý thuyết hỗ trợ ra quyết định đa
tiêu chí vào bài toán quản lý tài nguyên rừng. Đề tài đã đề xuất các
phương pháp hỗ trợ ra quyết định đa tiêu chí vào bài toán quản lý
tài nguyên rừng. Áp dụng phương pháp hỗ trợ ra quyết định đa tiêu
chí vào quản lý tài nguyên rừng tại khu bảo tồn Cù Lao Chàm.
Ý nghĩa thực tiễn: Đề tài ứng dụng các công cụ, ngôn ngữ
lập trình để xây dựng hệ thống trợ giúp quyết định trong quản lý tài
nguyên rừng. Sản phẩm là hệ thống phục vụ đắc lực, kịp thời và có
độ tin cậy cao. Đề xuất các giải pháp tối ưu nhằm quản lý tài
nguyên rừng một cách hiệu quả.
5
7. Cấu trúc luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận, tài liệu tham khảo và phụ lục,
luận văn được trình bày thành 3 chương. Luận văn có 108 trang
không bao gồm phụ lục, có 41 hình và 25 bảng số liệu.
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG VÀ HỆ
HỖ TRỢ RA QUYẾT ĐỊNH ĐA MỤC TIÊU
1.1. TỔNG QUAN VỀ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG
1.1.1. Nguyên lý chung của “Quản lý tài nguyên rừng”
1.1.2. Hệ thống quản lý rừng ở Việt Nam
1.1.3. Những đặc trưng của quản lý tài nguyên rừng
1.2. TỔNG QUAN VỀ HỆ HỖ TRỢ RA QUYẾT ĐỊNH
1.2.1. Hệ hỗ trợ ra quyết định
1.2.2. Đặc trưng của hệ hỗ trợ ra quyết định
1.2.3. Quá trình ra quyết định
1.2.4. Các thành phần của hệ hỗ trợ ra quyết định
1.2.5. Phân loại mô hình của hệ hỗ trợ ra quyết định
1.2.6. Quy trình DSS
1.2.7. Các kỹ thuật của DSS
1.3. HỖ TRỢ RA QUYẾT ĐỊNH ĐA TIÊU CHÍ
1.3.1. Phát biểu bài toán ra quyết định đa tiêu chí
1.3.2. Phân loại bài toán ra quyết định đa mục tiêu
1.3.3. Các phương pháp hỗ trợ ra quyết định đa tiêu chí
1.4. PHÁT BIỂU BÀI TOÁN RA QUYẾT ĐỊNH ĐA TIÊU CHÍ
TRONG QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG
Do tính phức tạp và phạm vi rộng của vấn đề nghiên cứu,
luận văn bước đầu tập trung vào hai bài toán quản lý tài nguyên
6
rừng, đây là những thành phần cơ bản đáp ứng được các yêu cầu
cần thiết của một hệ thống hỗ trợ ra quyết định quản lý tài nguyên
rừng.
- Bài toán 1: “Xác định giải pháp đáp ứng biến đổi khí hậu
đảm bảo phát triển bền vững”. Rừng có tác dụng điều hòa khí hậu
toàn cầu thông qua làm giảm đáng kể lượng nhiệt chiếu từ mặt trời
xuống bề mặt trái đất do che phủ của tán rừng là rất lớn so với các
loại hình sử dụng đất khác, đặc biệt là vai trò hết sức quan trọng của
rừng trong việc duy trì chu trình cacbon trên trái đất mà nhờ đó nó
có tác dụng trực tiếp đến sự biến đổi khí hậu toàn cầu. Hiện tượng
biến đổi khí hậu toàn cầu là không thể tránh khỏi. Tuy nhiên, các hệ
sinh thái rừng có thể có đóng góp cao để giảm thiểu tác động của
biến đổi khí hậu.
- Bài toán 2: “Xác định giải pháp đáp ứng nhu cầu phát triển
kinh tế xã hội đảm bảo bền vững”. Quản lý rừng bền vững được mô
tả như sự đóng góp của lâm nghiệp để phát triển bền vững. Phát
triển bền vững là sự phát triển về mặt kinh tế và có lợi cho xã hội,
cân bằng các nhu cầu hiện tại và tương lai. Để đạt được quản lý
rừng bền vững là một hoạt động lâu dài liên quan đến lập kế hoạch
cẩn thận. Nó cũng liên quan đến thời gian và nguồn lực đầu vào, mà
ban đầu có thể rất tốn kém.
7
CHƯƠNG 2
NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP HỖ TRỢ RA QUYẾT ĐỊNH
ĐA TIÊU CHÍ TRONG QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG
2.1. GIỚI THIỆU BÀI TOÁN QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN
RỪNG
2.1.1. Xác định tiêu chí
2.1.2. Xây dựng ma trận phân tích
2.1.3. Chuẩn hóa ma trận phân tích
2.1.4. Mô hình hóa hàm giá trị
2.2. PHƯƠNG PHÁP ELECTRE III
2.2.1. Xây dựng mối quan hệ thứ bậc
a. Chỉ số phù hợp của quan hệ aSb
Chỉ số phù hợp được tính bằng cách tính riêng biệt từng tiêu
chí cj(a,b) tạo thành ma trận phù hợp, sau đó quy tập lại thành chỉ
số phù hợp N(a,b) với tất cả các tiêu chí.
m
j
jj banwW
baN1
),,(1
),( với
m
j
jwW1
b. Chỉ số không phù hợp của quan hệ aSb
Chỉ số không phù hợp dj(a,b) cho mỗi tiêu chí Cj được tính
như sau:
jj
jjj
jjj
jjj
j
pv
paCbC
vaCbCkhi
paCbCkhi
bad
)()(
)()(1
)()(0
),(
c. Ma trận tin cậy
Đối với mỗi cặp lựa chọn (a,b) A thì S(a,b) được tính theo
công thức:
8
S(a,b)=
),( ),(1
),(1),(
),(),(),(
baJj
j
j
baN
badbaN
jbaNbadkhibaN
Trong đó, J (a,b) là tập hợp các tiêu chí mà dj(a,b) > N(a,b).
Khi dj(a,b) = 1 với bất kỳ lựa chọn (a,b) A và với bất kỳ
tiêu chí j nào thì S(a,b) = 0.
2.2.2. Khai thác mối quan hệ thứ bậc
Dựa vào mối quan hệ thứ bậc S xây dựng chuỗi Z1 và chuỗi
Z2 bằng quá trình chưng cất giảm và tăng dần lên. Bước thứ hai, xây
dựng chuỗi Z là sự kết hợp của cả Z1 và Z2.
Xếp hạng cuối cùng
Chuỗi sắp xếp Z là sự kết hợp của chuỗi tăng dần Z1 và chuỗi
giảm dần Z2. Chuỗi Z được xây dựng dựa trên các quy tắc sau:
babaIbababaIbabaZZZZZZ )()()( 212121
aIbbaIbaIZZ
)( 21
aRbbaabababbaZZZZZ
)()()( 21221
2.3. PHƯƠNG PHÁP AHP
2.3.1. Xác định vấn đề cần giải quyết và lựa chọn các tiêu
chí
AHP phân giải vấn đề ra thành cấu trúc cây phân cấp. Để làm
điều này phải khám phá những khía cạnh của vấn đề từ tổng quát
đến chi tiết, biễu diễn chúng theo cây đa nhánh. Phần tử tại mức cao
nhất của cây được gọi là mục tiêu. Những phần tử ở mức cuối cùng
được gọi là những lựa chọn. Ngoài ra còn một nhóm các phần tử
liên quan đến các yếu tố hay tiêu chí liên kết giữa những sự lựa
9
chọn và mục tiêu. Một cây phân cấp với mục tiêu ở đỉnh, những sự
lựa chọn là các phần tử lá và các phần tử tiêu chí là ở giữa.
2.3.2. Xây dựng ma trận so sánh
2.3.3. Tổng hợp độ ưu tiên
Độ ưu tiên là một số thuộc khoảng [0,1]. Chúng biểu diễn sự
liên kết của trọng số trong từng phần tử ở từng mức. Cuối cùng
tổng hợp các kết quả tính toán và đưa ra kết luận cuối cùng về
phương án sẽ được lựa chọn.
n
j
ijjTHi
1
; 11
m
i
THi
j - trọng số tiêu chí
ij - trọng số đánh giá của phương án thứ i đối với tiêu chí thứ j
n - số lượng tiêu chí đánh giá
m - số phương án được đưa ra lựa chọn
2.4. PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH THỨ BẬC MỜ
2.4.1. Xác định ma trận đánh giá mờ
a. Xây dựng cấu trúc phân cấp
b. Đánh giá các tiêu chí con hữu hình
c. Đánh giá các tiêu chí con vô hình
Tiêu chí con vô hình thiếu dữ liệu rõ. Khi đánh giá các tiêu
chí con, các nhà hoạch định chính sách không tránh được đánh giá
chủ quan của riêng mình. Chúng ta có thể tổng hợp các điểm số của
các nhà ra quyết định thông qua các công thức.
ijkpG~
= ijkpijkpijkp UML ,,
ijkpijk LL min
, p = 1,2,…,t.
10
p
M
M
t
p
ijkp
ijk
1
, p = 1,2,…,t.
ijkpijk UU max
, p = 1,2,…,t.
ijkijkijkijk UMLG ,,
~
d. Xây dựng ma trận đánh giá mờ
Sau khi nhận được tất cả các điểm con tổng hợp ( ijkG~
) của
từng lựa chọn ( iA ) đối với tất cả các tiêu chí con ( jkC ), chúng ta
sẽ tiếp tục tính toán điểm số đánh giá ( ija~ ) qua các công thức sau:
q
k
ijkijGG
1
~~ , i =1,2,...n, j =1,2,...m, k =1,2,...q .
n
i
ij
ij
ij
G
Ga
1
2~
~~ , j = 1,2,...m.
Ma trận đánh giá mờ của các phương án ứng với các tiêu chí
cha được biểu diễn bởi ma trận
1C 2C … mC
nmnn
m
m
n aaa
aaa
aaa
A
A
A
A
~...~~... ... ... ...
~...~~
~...~~
...
21
22221
11211
2
1
11
2.4.2. Xác định ma trận hiệu suất mờ
a. Xác định vector trọng số mờ
Vector trọng số thể hiện tầm quan trọng tương đối của mỗi
tiêu chí. Trước hết, mỗi người ra quyết định ( pD ) thực hiện so
sánh cặp bằng cách sử dụng thang điểm 1-9 của Saaty cho tất cả các
tiêu chí. Sau đó, một ma trận so sánh từng cặp (D) được xây dựng
bằng cách tích hợp các điểm số của tất cả các chuyên gia tham gia
đánh giá thông qua công thức:
jepje bL min , p
b1
jep
t
p
jeM ,
jepbmaxjeU ,
jejejeje UMLb ,,~
Trong đó : j = 1, 2,..., m, e = 1,2, ..., m., p = 1,...,t.
. 1C 2C … mC
mmmm
m
m
m bbb
bbb
bbb
C
C
C
D
~....
~~..................
~....
~~
~....
~~
.....
21
22221
11211
2
1
Tiếp tục xác định số mờ jw~ tương ứng với một tiêu chí jC
theo công thức:
m.1,..., = e m; .., 1,. = j , ~
~
~
1 1
1
m
j
m
e
je
m
e
je
j
b
b
w
12
Từ đó có véctơ trọng số mờ: mwwwW ~,...,~,~21
b. Tổng hợp
Tiến hành tổng hợp ma trận đánh giá mờ A và véctơ trọng số
mờ W ta có ma trận hiệu suất mờ.
1C 2C … mC 1C 2C …
mC
mmmnn
mm
mm
n awawaw
awawaw
awawaw
A
A
A
H
~~....~~~~....................
~~....~~~~
~~....~~~~
.....
2211
2222211
1122111
2
1
=
nmnn
m
m
n hhh
hhh
hhh
A
A
A
~....
~~...................
~....
~~
~....
~~
.....
21
22221
11211
2
1
2.4.3. Xác định ma trận hiệu suất rõ
a. Xác định ma trận khoảng hiệu suất
Xác định chỉ số tin cậy [0,1] . Chỉ số lớn thể hiện
mức độ tin cậy của người ra quyết định là mạnh hơn.
ijijijijl LMLh
ijijijijr MUUh
Với ijlh và
ijrh tương ứng biểu thị các điểm bên trái và
điểm bên phải của phạm vi của tam giác. Tính toán tương tự thu
được ma trận khoảng hiệu suất tổng thể H như sau:
13
1C 2C ……. mC
nmrnmlrnlnrnln
mrmlrlrl
mrmlrlrl
n hhhhhh
hhhhhh
hhhhhh
A
A
A
H
,.........,,
....................................................
,........,,
,.........,,
....
2211
2222222121
1112121111
2
1
b. Xác định chỉ số rủi ro và khử tính mờ
Các vấn đề rủi ro thường đi kèm với quá trình ra quyết định.
Khử tính mờ được thực hiện bằng cách dùng các chỉ số rủi ro để tạo
ra số rõ cuối cùng. Ma trận hiệu suất rõ tổng thể H được tính
toán theo các công thức sau:
ijrijlij hhh 1 , 10 , 10 .
1C 2C … mC
nmnn
m
m
n hhh
hhh
hhh
A
A
A
H
....
......................
....
....
.....
21
22221
11211
2
1
Chỉ số rủi ro 1,5.0,0 chỉ ra ý kiến khách quan,
trung bình hay bi quan của người ra quyết định.
2.4.4. Xếp hạng phương án
Luận văn đã chọn phương pháp TOPSIS để thực hiện xếp
loại cuối cùng. Trong phương pháp TOPSIS, giải pháp tích cực
(jh ) được định nghĩa như là số điểm hiệu suất rõ tốt nhất trên tất
cả các phương án trên một tiêu chí. Ngược lại, giải pháp tiêu cực
14
jh được xác định như là số điểm hiệu suất rõ xấu nhất trên tất
cả các phương án trên một tiêu chí. Sau đó tính khoảng cách giữa
giải pháp tích cực và giải pháp tiêu cực cho từng phương án tương
ứng bằng công thức sau:
nihhSm
j
ijiji ,...,1,
2
1
;
nihhSm
j
ijiji ,...,1 ,
2
1
Điểm số cuối cùng của từng phương án được tính như sau:
niSS
SR
ii
i
i ,...,2,1 ,
Trong đó iR biểu thị số điểm hiệu suất cuối cùng. Điểm số
hiệu suất cuối cùng lớn hơn thể hiện phương án được lựa chọn
trước.
CHƯƠNG 3
XÂY DỰNG VÀ ỨNG DỤNG CHƯƠNG TRÌNH VÀO BÀI
TOÁN QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG CÙ LAO CHÀM
3.1. TỔNG QUAN VỀ KHU BẢO TỒN CÙ LAO CHÀM
3.2. THỰC TRẠNG KHAI THÁC VÀ QUẢN LÝ
3.3. NHU CẦU VỀ QUẢN LÝ TÀI NGUYÊN RỪNG
3.3.1. Áp lực do biến đổi khí hậu
3.3.2. Áp lực từ nhu cầu phát triển kinh tế xã hội
3.4. XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH
3.4.1. Giới thiệu chương trình
15
3.4.2. Phân tích và thiết kế hệ thống
a. Biểu đồ ca sử dụng
b. Biểu đồ hoạt động
c. Biểu đồ lớp
d. Biểu đồ tuần tự
e. Thiết kế cơ sở dữ liệu
f. Một số giao diện chính của hệ thống
3.5. THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ
3.5.1. Bài toán 1: Xác định phương án đáp ứng biến đổi
khí hậu đảm bảo phát triển bền vững
a. Xác định các phương án
Sau khi tiến hành nghiên cứu các chuyên gia tham gia đã đưa
ra 4 nhóm giải pháp đáp ứng biến đổi khí hậu phát triển kinh tế bền
vững:
1. Nhóm phương án liên quan đến kỹ thuật (KT).
2. Nhóm phương án về tổ chức thực hiện của các cấp chính
quyền (TC).
3. Nhóm phương án về nâng cao hiểu biết cộng đồng (HB).
4. Nhóm phương án liên quan đến chính sách (CS).
b. Xác định các tiêu chí
Quá trình đưa ra phương án tối ưu để quản lý tài nguyên rừng
được các chuyên gia đánh giá dựa trên các tiêu chí sau: kinh tế
(KT); môi trường (MT); xã hội (XH).
Đối với nhóm kinh tế có 2 tiêu chí thành phần: Chất lượng
rừng tự nhiên (KT1), Chất lượng sản phảm du lich (KT2).
Đối với nhóm xã hội có 3 tiêu chí thành phần: Sinh kế người
dân (XH1), Vấn đề nhà ở (XH2), Nhận thức cộng đồng (XH3).
16
Đối với nhóm môi trường có 4 tiêu chí thành phần: Độ che
phủ rừng (MT1), Độ xói mòn (MT2), Phòng hộ (MT3), Nâng cao
đa dạng sinh học (MT4).
c.Vận dụng phương pháp Electre III
Hình 3.14. Xếp hạng các phương án theo phương pháp ELECTRE
III
Đây là giao diện thể hiện kết quả xếp hạng các phương án
đáp ứng biến đổi khí hậu theo phương pháp ELECTRE III. Kết quả
xếp hạng cho thấy nhóm phương án HIEU BIET là tốt nhất, nhóm
KY THUAT đứng thứ 2, nhóm CHINH SACH đứng thứ ba và nhóm
TO CHUC được đánh giá thấp nhất.
17
d. Vận dụng phương pháp AHP
Hình 3.18. Xếp hạng các phương án theo phương pháp AHP
Đây là giao diện thể hiện kết quả xếp hạng các phương án
đáp ứng biến đổi khí hậu theo phương pháp AHP. Kết quả xếp hạng
cho thấy nhóm phương án HIEU BIET là tốt nhất, nhóm CHINH
SACH đứng thứ 2, nhóm TO CHUC đứng thứ ba và nhóm KY
THUAT được đánh giá thấp nhất.
e.Vận dụng phương pháp AHP mờ
Hình 3.21. Xếp hạng phương án theo phương pháp FAHP đáp ứng
biến đổi khí hậu
18
Đây là giao diện thể hiện kết quả xếp hạng các phương án
đáp ứng biến đổi khí hậu theo phương pháp FAHP. Kết quả xếp
hạng cho thấy nhóm phương án HIEU BIET là tốt nhất, nhóm
CHINH SACH đứng thứ 2, nhóm KY THUAT đứng thứ ba và nhóm
TO CHUC được đánh giá thấp nhất.
3.5.2. Bài toán 2: Xác định phương án đáp ứng nhu cầu
phát triển kinh tế xã hội đảm bảo bền vững
a. Xác định các phương án
Sau khi tiến hành nghiên cứu các chuyên gia tham gia đã đưa
ra 4 nhóm giải pháp đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội đảm
bảo bền vững:
1. Nhóm phương án liên quan đến kỹ thuật (KT).
2. Nhóm phương án quản lý từ chính quyền nhà nước (NN).
3. Nhóm phương án về nâng cao hiểu biết cộng đồng (HB).
4. Nhóm phương án mang tính kế hoạch (LKH).
b. Xác định các tiêu chí
Quá trình đưa ra phương án tối ưu để quản lý tài nguyên rừng
được các chuyên gia đánh giá dựa trên các tiêu chí sau: kinh tế
(KT); môi trường (MT); xã hội (XH).
Đối với nhóm kinh tế có 3 tiêu chí thành phần: Lợi nhuận từ
tài nguyên rừng (C1), Sản phẩm và dịch vụ từ rừng (C2), chi phí
(C3).
Đối với nhóm xã hội có 4 tiêu chí thành phần: Giải quyết
việc làm, tăng thu nhập (C4), phù hợp chính sách, pháp luật (C5),
văn hóa, tập quán (C6), nhận thức (C7).
19
Đối với nhóm môi trường có 4 tiêu chí thành phần: Chức
năng hệ sinh thái (C8), tình trạng suy giảm đất rừng (C9), Diện tích
rừng trồng (C10), Chất lượng đất (C11).
c.Vận dụng phương pháp Electre III
Hình 3.24. Xếp hạng các phương án theo phương pháp ELECTRE
III đáp ứng nhu cầu phát triển xã hội
Đây là giao diện thể hiện kết quả xếp hạng các phương án
đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội theo phương pháp
ELECTRE III. Kết quả xếp hạng cho thấy nhóm phương án KY
THUAT là tốt nhất, nhóm HIEU BIET đứng thứ 2, nhóm LAP KE
HOACH đứng thứ ba và nhóm NHA NUOC được đánh giá thấp
nhất.
20
d. Vận dụng phương pháp AHP
Hình 3.28. Xếp hạng phương án theo phương pháp AHP đáp ứng
nhu cầu phát triển xã hội
Đây là giao diện thể hiện kết quả xếp hạng các phương án
đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội theo phương pháp AHP.
Kết quả xếp hạng cho thấy nhóm phương án KY THUAT là tốt
nhất, nhóm LAP KE HOACH đứng thứ 2, nhóm NHA NUOC đứng
thứ ba và nhóm HIEU BIET được đánh giá thấp nhất.
e.Vận dụng phương pháp AHP mờ
Hình 3.31. Xếp hạng các phương án theo phương pháp FAHP đáp
ứng nhu cầu phát triển xã hội
21
Đây là giao diện thể hiện kết quả xếp hạng các phương án
đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội theo phương pháp FAHP.
Kết quả xếp hạng cho thấy nhóm phương án KY THUAT là tốt
nhất, nhóm HIEU BIET đứng thứ 2, nhóm NHA NUOC đứng thứ ba
và nhóm LAP KE HOACH được đánh giá thấp nhất.
3.6. Xếp hạng của các phương pháp ra quyết định đa mục tiêu
Luận văn đã thử nghiệm đánh giá các giải pháp của hai bài
toán quản lý tài nguyên rừng tại khu bảo tồn Cù Lao Chàm: (1) Bài
toán xác định phương án đáp ứng biến đổi khí hậu đảm bảo phát
triển bền vững và (2) Bài toán xác định phương án đáp ứng nhu cầu
phát triển xã hội đảm bảo bền vững với các phương pháp
ELECTRE III, AHP là các phương pháp được dùng nhiều cho bài
toán quản lý môi trường và FAHP là phương pháp khắc phục được
các hạn chế của phương pháp AHP. Tổng hợp kết quả xếp hạng các
phương án của hai bài toán như sau:
Bảng 3.15. Xếp hạng các phương án đáp ứng biến đổi khí hậu ứng
với ELECTRE III, AHP, FAHP
Xếp
hạng ELECTRE III AHP FAHP
1 HIEU BIET HIEU BIET HIEU BIET
2 KY THUAT CHINH SACH CHINH SACH
3 CHINH SACH TO CHUC KY THUAT
4 TO CHUC KY THUAT TO CHUC
22
Bảng 3.16. Xếp hạng các phương án đáp ứng nhu cầu phát triển
kinh tế xã hội ứng với phương pháp ELECTRE III, AHP, FAHP
Xếp
hạng ELECTRE III AHP FAHP
1 KY THUAT KY THUAT KY THUAT
2 HIEU BIET LAP KE HOACH HIEU BIET
3 LAP KE HOACH NHA NUOC NHA NUOC
4 NHA NUOC HIEU BIET LAP KE HOACH
Đối với bài toán 1: cả 3 phương pháp ELECTRE III, AHP,
FAHP đều xác định nhóm phương án nâng cao hiểu biết và xây
dựng năng lực (HIEU BIET) là phương án tốt nhất, hai nhóm
phương án (TO CHUC, KY THUAT) là hai nhóm phương án được
đánh giá thấp nhất.
Đối với bài toán 2: cả bốn phương pháp đều xác định phương
án (KY THUAT) là phương án tốt nhất, tuy nhiên, đối với các
nhóm phương pháp còn lại, xếp hạng có thay đổi theo từng phương
pháp.
Bảng tổng hợp kết quả xếp hạng các phương án sử dụng ba
phương pháp ELECTRE III, AHP, FAHP cho thấy thứ hạng của
nhóm phương án tốt nhất và nhóm phương án xấu nhất là tương
đương nhau; chỉ khác nhau đối với nhóm phương án có thứ hạng ở
khoảng giữa. Theo đánh giá của các chuyên gia thì sai lệnh thứ
hạng các phương án sử dụng ba phương pháp trên là ở mức chấp
nhận được và có thể sử dụng làm cơ sở để quyết định lựa chọn
phương án tốt nhất cho các bài toán quản lý tài nguyên rừng.
23
KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA LUẬN VĂN
1. Kết luận
Thông qua thu thập thông tin và khảo sát yêu cầu, luận văn
đã đề cập hướng giải quyết quản lý tài nguyên rừng tại khu bảo tồn
Cù Lao Chàm, đưa ra phương pháp quản lý khoa học, hiệu quả hơn
mang đặc tính mô hình hỗ trợ ra quyết định đa tiêu chí MCDA cho
một phần công việc của người quản lý. Giúp các nhà ra quyết định
đánh giá được các phương án giải quyết dựa trên các tiêu chí được
đưa ra, từ đó xây dựng một bức tranh tổng quát giúp cho người ra
quyết định nhìn nhận được các ưu điểm cũng như rủi ro do các
phương án mang lại, giúp cho quá trình ra quyết định được chính
xác và hiệu quả hơn. Kết quả cho thấy phương pháp MCDA là công
cụ hữu ích giúp giải quyết những bài toán đa tiêu chí mâu thuẫn
tương tự như bài toán Quản lý tài nguyên rừng.
Luận văn đã tiến hành nghiên cứu cụ thể ba phương pháp hỗ
trợ ra quyết định đa mục tiêu: ELECTRE III, AHP, FAHP và cho
thấy rằng, phương án tối ưu được lựa chọn trong bài toán quản lý
môi trường của ba phương pháp này là như nhau.
Luận văn đã tiến hành ứng dụng ba phương pháp hỗ trợ ra
quyết định đa mục tiêu: ELECTRE III, AHP, FAHP vào giải quyết
2 bài toán: Bài toán 1: Xác định phương án đáp ứng biến đổi khí
hậu đảm bảo phát triển bền vững, bài toán 2: Xác định phương án
đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế xã hội đảm bảo bền vững. Sau đó
luận văn cũng đã tiến hành so sánh và đánh giá ba phương pháp
trên ứng với mỗi bài toán và có đề xuất.
Để thuận tiện cho việc sử dụng ba phương pháp: ELECTRE
III, AHP, FAHP vào quản lý tài nguyên rừng, luận văn đã xây dựng
24
một chương trình ứng dụng sử dụng ngôn ngữ lập trình C#. Chương
trình có giao diện thân thiện với người dùng, dễ sử dụng, cho phép
ra quyết định trọng quản lý tài nguyên rừng. Luận văn cũng đã ứng
dụng chương trình vào giải quyết hai bài toán đã nêu ở chương 1 và
đã đem lại những kết quả cụ thể.
2. Hướng phát triển
Chương trình ứng dụng được xây dựng trong luận văn chỉ
mới đảm bảo các chức năng cơ bản nhất của một chương trình hỗ
trợ ra quyết định, vì vậy trong tương lai cần hoàn thiện chương
trình thêm về một số chức năng và cải tiến khả năng thực thi của
chương trình.
Cần xây dựng một hệ hỗ trợ ra quyết định đa mục tiêu cho
các bài toán ra quyết định trong quản lý tài nguyên rừng như một
công cụ dễ dàng, nhanh chóng và thiết thực giúp người ra quyết
định giải quyết vấn đề phức tạp trong quản lý tài nguyên rừng.
Chương trình ứng dụng không chỉ dừng lại ở bài toán quản lý tài
nguyên rừng mà có thể phát triển ứng dụng vào nhiều lĩnh vực
khác.