改進熵權系數法在基本農田指標分解中的應用

摘要：提出了從控制下級行政區域基本農田減少量出發進行基本農田指標分解的方法，避免了直接對基本農田保有量指標進行分解造成的分解結果與實際情況不符的現象。通過改進熵權系數法，可以直接確定各行政區域基本農田減少量控制指標占上級行政區域基本農田減少量的比重，進而得到各行政區域基本農田保有量。以湖北省咸寧市為例，對改進的熵權系數法在基本農田指標分解中的應用進行了探討。結果表明，用這種方法進行基本農田指標分解具有直觀、科學和客觀的特點，克服了以往基本農田指標分解中主觀性較強的缺點。

關鍵詞：熵權系數；基本農田；指標分解

中圖分類號：F301.21文獻標識碼：A文章編號：0439-8114(2008)07-0779-03

Application of Advanced Entropic Coefficient Method to Distribute

Basic Farmland Guideline

KE Xin-li1，2

(1. Department of Resources Environment Science， Xianning College， Xianning 437100， Hubei， China；

2.Spatial Information Digital Engineer Research Center of Wuhan University， Wuhan 430079， China)

Abstract： Method of basic farmland distributing by controlling precincts’ basic farmland decrement was discussed in this article. With advanced entropic coefficient method， proportion of precincts’ basic farmland decrement to whole district’s was explicitly calculated. And then， with this kind of proportion， precincts’ basic farmland decrement and their quantities could be known easily. Taking Xianning city as a case， application of advanced entropic coefficient method to distribute basic farmland was discussed. The results showed that this method was intuitional， scientific and impersonal， and could avoid disadvantage of subjectivity which existed in traditional basic farmland distribution.

Key words： entropic coefficient； basic farmland； guideline distribution

基本農田指標分解是土地利用規劃的重要內容。每級規劃都應將已確定的基本農田保護面積分解到下一級行政區域，為下一級行政區域確定基本農田數量時提供參考和依據。通過分析，不難發現，基本農田指標分解的關鍵是影響因子及其權重的確定。基本農田分解的影響因受研究區域的不同而有所差別，一般來說，主要包括研究區域的人口狀況、耕地現狀、糧食生產總量、后備資源狀況、建設占用耕地狀況、耕地質量狀況以及下級區域耕地質量狀況等因素。權重的確定可分為主觀權重法和客觀權重法，最常見的有德爾菲方法和熵權系數法。如陳文波等利用德爾菲方法對影響因子的權重進行打分[1]，而楊樹佳等則采用熵權系數法來確定各影響因素的權重[2，3]。德爾菲方法簡單可行，但評價受主觀因素影響較大，往往會因為所選擇的專家不同而造成評價結果的差異。熵權系數法可以定量地計算出各影響因子的權重，進而計算出各評價單元的綜合評價值，但綜合評價值僅是基本農田指標分解的參考值，并不能直接定量計算出各個評價單元的基本農田指標分解比例。同時，基本農田指標分解的實質是基本農田減少量指標的分解。現階段基本農田指標分解都是直接將本級行政區域的基本農田保有量指標分解到所轄下級行政區域中[1-3]，這樣做容易出現某行政區域分解得到的基本農田指標大于該區域的耕地總面積的情況，與實際情況的符合程度不高。保護基本農田的面積不減少是基本農田保護的核心內容之一。因此，可以從基本農田減少量指標分解出發來進行基本農田指標分解。

為了克服現階段基本農田指標分解方法存在的問題和不足，本文從基本農田減少量指標分解著手，結合改進熵權系數法來確定下級各行政區域基本農田減少量指標分解的比重，計算各區域允許減少的基本農田面積，進而確定各區域的基本農田保護面積。

1 熵權系數法及其改進

1.1 基本農田指標分解方法

具體的分解方法為：Si=Xi-Ti，Ti=T×Wi，式中，Si為第i個下級行政區域的基本農田保有量指標，Xi為第i個下級行政區域的基本農田保有量現狀，T為規劃期末本級行政區域基本農田減少的總面積，Ti為規劃期末第i個下級行政區域基本農田允許減少的面積，Wi為第i個下級行政區域的基本農田減少指標占本級行政區域基本農田減少量的比重，該比重值采用改進的熵值法確定。

1.2熵權系數法原理

熵的概念來自于熱力學，由申農(Shannon C E)引入信息論。在信息論中，信息熵H(xi)=-p(xi)lnp(xi)是系統無序程度的度量，它和信息是對應的，兩者絕對值相等，符號相反。某項指標的信息熵越大，提供的信息量就越小，表明其指標值變異程度越小，在綜合評價中所起的作用就越小，則該指標的熵權也越小[4]。

設已選定m個評價對象，n項評價指標，其指標值構成評價指標矩陣為：

R=(rij)m×n

第j個指標下第i個評價對象的指標值權重Pij為：

Pij=(j=1，2，3，…，n)

第j個指標值的熵值為：

Ej=-PijlnPij(j=1，2，3，…，n)

記ej=Ej(j=1，2，3，…，n)

第j個指標的客觀權重為：

θj=(j=1，2，3，…，n)

1.3熵權系數法改進

為了從上面計算得到的客觀指標權重θj得到各評價對象的基本農田減少量指標分解比重，并且使計算結果更科學，需要對熵權系數法做如下的改進：

1)結合主觀權重與客觀權重，綜合確定各影響因子的權重值

為全面反映評價指標的重要性，考慮專家的經驗判斷能力，使各影響因子的指標權重更加科學合理，將德爾菲方法得到的主觀權重ωj與客觀權重θj相結合，最終確定各指標的權重為：

rj=(j=1，2，3，…，n)

2)對評價對象的評價值進行標準化處理，以直接得到各行政區基本農田保有量指標分解比例。

用綜合權重rj可以計算出每個評價對象的評價值：

Vi=Pij×rj(j=1，2，3，…，n)

對各個區域的評價值Vi進行標準化處理，得到各行政區基本農田保有量指標分解比例為：

γi=(i=1，2，3，…，m)

不難發現，

0≤γi≤1，γi(i=1，2，3，…，m)

3)對各行政區基本農田保有量指標分解比例進行轉換，得到基本農田減少量指標分解比例。

對基本農田保有量指標分解比例取反，并對取反的結果進行標準化處理，即可得到基本農田減少量的指標分解比例：

κi=(i=1，2，3，…，m)

同樣地，

0≤κi≤1，κi(i=1，2，3，…，m)

確定了基本農田減少量的指標分解比例后，就可以計算出各區域基本農田減少量的控制指標，進而計算出各區域基本農田的保有量指標。

2實例分析

2.1研究區域

本文以湖北省咸寧市為例，采用改進的熵權系數法來進行基本農田保護指標的分解。咸寧市位于湖北省南部，長江中游南岸，湘鄂贛3省交界處。咸寧市由咸安區、赤壁市、嘉魚縣、通城縣、通山縣和崇陽縣等6個縣市區組成。全市耕地總面積193 265.89 hm2，占全市土地總面積的19.82%。咸寧市耕地和基本農田保護研究確定的咸寧市基本農田保護面積為163 945.00 hm2。

2.2基本農田指標分解依據

咸寧市基本農田保護數量向所轄6個縣(市、區)分解的主要依據是各縣市區的人口狀況、耕地現狀、后備耕地資源狀況、糧食產量、經濟發展水平等。

1)人口狀況：基本農田保護數量一般與其人口數量呈正比，即人口越多，區域所需保護的耕地和基本農田數量也越多。但是在一些經濟發達地區，人口雖多，保護的基本農田卻較少，他們主要通過從外地調入農產品來滿足全區域對農產品的需求。對于這種區域，在進行基本農田保護數量分解時，考慮人口狀況對分解的影響份額應相對較小。

2)耕地現狀：基本農田保護數量一般與耕地現狀呈正比，即現狀耕地越多、質量越好，耕地和基本農田也越多。另一方面，耕地和基本農田的保護也具有一定的歷史依賴性，即現在的耕地和基本農田狀況對未來的耕地和基本農田保護情況會產生較大的影響。

3)后備耕地資源狀況：基本農田保護數量一般也與后備耕地資源狀況呈正相關，即后備耕地資源越多，所應該分解的基本農田指標也應該越多。

4)糧食產量：基本農田保護數量還和糧食產量呈正相關，即糧食產量越多，需要分解的基本農田保護指標也應該越多。

5)經濟發展水平：基本農田保護數量和經濟發展水平也呈明顯的相關性。

2.3基本農田指標分解

咸寧市基本農田指標分解中各評價對象的指標值如表1所示。采用德爾菲方法確定的各項評價指標的權重如表2。

用前述改進的熵權系數法計算得到的咸寧市基本農田分解影響因素的熵權系數及綜合權重如表3所示。

咸寧市所轄各縣市區在基本農田指標分解中的權重如表4所示。

根據咸寧市耕地和基本農田保護研究結果，咸寧市確定的基本農田保護面積為163 945.00 hm2，比2004年減少3 550.6 hm2。根據上述計算方法，結合表4確定的比重，可以計算出各縣(市、區)的基本農田減少量控制指標，進而確定各縣(市、區)的基本農田保有量分解指標。分解結果如表5所示。

3小結

本文提出了從控制下級行政區域基本農田減少量出發進行基本農田指標分解的新方法。在確定下級行政區域基本農田減少量時，用改進的熵權系數法確定下級行政區域基本農田減少指標占全市基本農田減少量的比例。以咸寧市為例，對改進的熵權系數法在基本農田指標分解中的應用進行了探討。結果表明，用這種方法進行基本農田指標分解直觀、科學、客觀，克服了以往基本農田指標分解中主觀性較強的缺點，具有較好的應用前景。

參考文獻：

[1]陳文波，趙麗紅，葉明珠，等.省級基本農田數量確定與指標分解方法初探[J].中國土地科學，2006，20(6)：45-51.

[2]楊樹佳，王愛萍，鄭新奇.基本農田指標分解的熵權系數法研究[J].資源開發與市場，2006，22(4)：305-306.

[3]楊樹佳，鄭新奇，王愛萍，等.耕地保護與基本農田布局方法研究——以濟南市為例[J].水土保持研究，2007，14(2)：4-7.

[4]汪波，侯新.區域產業投入優化的熵權系數模型研究[J].重慶大學學報(社會科學版)，2004，10(4)：1-2.

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