基于組合賦權法的土地資源定級因素因子權值的確定

羅曉霞，王玉婷，郭 嵐

(1.西安科技大學 計算機科學與技術學院，陜西 西安 710054；2.西安科技大學 測繪科學與技術學院，陜西 西安 710054)

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基于組合賦權法的土地資源定級因素因子權值的確定

羅曉霞1，王玉婷1，郭 嵐2

(1.西安科技大學 計算機科學與技術學院，陜西 西安 710054；2.西安科技大學 測繪科學與技術學院，陜西 西安 710054)

在土地資源定級過程中，因素因子權值的確定直接影響著定級結果的準確性。為避免單一賦權法帶來的誤差，在研究常用的2種確定因素因子權重方法——特爾斐法與熵權法的基礎上，提出了一種基于組合賦權法的土地資源定級因素因子權值的確定方法。該方法將特爾斐法與熵權法結合，首先分別使用特爾斐法、熵權法求出對應權值；然后建立合適的數學模型，并利用該模型計算特爾斐法、熵權法的系數；最終根據組合賦權法公式得出權值結果。研究表明，組合賦權法既避免了特爾斐法人為主觀性過強的缺陷，同時又避免了熵權法無法體現決策者對不同因素的重視程度的缺點。該方法不僅反映了專家的理論知識與經驗，也充分利用了收集到的客觀樣本數據，使因素因子權值的確定更加切合實際，從而使后續的土地資源定級結果更加合理。最后將該方法應用于甘肅省會寧縣的土地資源因素因子權值的計算中，結果表明該方法比單一的特爾斐法或熵權法準確性更高。

熵權法；特爾斐法；因素因子；權值；土地資源定級

0 引 言

我國幅員遼闊，土地資源豐富，但人口基數較大。并且隨著社會主義市場經濟的發展,我國多個城市存在土地開發失控,時而出現土地價格紊亂的現象，更有甚者利用土地資源投機造成地價泡沫。因此正確的對土地資源定級估價，使土地資源實現最優配置，對我國經濟發展和社會穩定性起著重要作用[1]。土地資源的級別決定了土地資源的價值，而土地資源的各類因素因子影響著土地資源級別的確定，因素因子權值直接影響到最終定級結果的準確度[2]。而且因素因子權值的確定還對很多其他自然科學領域有著重要影響，如礦井指標權重計算，地質災害危險性評價，瓦斯涌出量組合預測方法研究，地震滑坡災害危險性分析等[3-6]。因此，因素因子權值越準確，最終確定的結果就越符合實際，人們對自然科學中各領域預測也就更加精準。常用的確定權值方法包括特爾斐法、層次分析法、因素成對比較法，這3種方法都是主觀賦權值方法。主觀賦權法主要建立在專家的專業知識與主觀判斷上，受專家知識面深、廣度的影響，局限性較大，最終確定的權值結果帶有很重的主觀隨意性。因此一些學者提出采用客觀賦權法確定因素因子體系權值，客觀賦權法包括最大離差法、CRTIC法、類間標準差法等[7-8]。以上方法使權值計算具有較強的數學理論依據，但其過于依賴收集到的客觀數據，有時無法體現決策者對不同因素的重視程度，使最終的權重值可能偏離實際需要[9]。本文綜合考慮主、客觀賦權法的優勢與缺點，提出一種基于組合賦權法的因素因子權值的計算方法，組合賦權法將特爾斐法與熵權法結合，避免了單一方法的片面性，并利用建立的數學模型確定特爾斐法與熵權法的系數，使最終確定的因素因子權值更加符合實際，從而使土地資源定級結果更加準確。

1 組合賦權法

組合賦權法是指將主觀的特爾斐法與客觀的熵權法相結合計算因素因子權值的方法。該方法使賦權結果更加準確。

1.1 特爾斐法

特爾斐法采用問卷的形式，設計符合實際的調查表，咨詢專家的意見。根據第一次的征詢結果計算出各專家對征詢問題意見的均值、方差等統計變量，以衡量專家意見程度的分散性和相似性。然后將統計變量反饋回專家，并進行第二輪征詢。幾輪征詢后，對所獲取的結果進行分析，如果各個專家的意見基本趨于一致時則表明結果收斂程度很好，專家的意見能最終表達征詢問題的結果。相關公式如下

(1)

(2)

式中 m為專家人數；Xi為第i位專家的評分值；E為某因素均值；δ為某因素標準差。均值反映各專家對因素因子選取的整體意見傾向；標準差反映專家意見的一致程度。標準差越小，表明專家們意見離散度越小，一致性越高。

特爾斐法以具有廣泛代表性的許多專家的豐富知識和實踐經驗為基礎，使預測結果具有一定的可靠性。但是使用特爾斐法難免受到專家個人知識的深度與廣度的影響，以及專家主觀想法的限制，所以特爾斐法具有一定的主觀片面性[10]。

1.2 熵權法

熵原本是熱力學概念，現已廣泛應用于工程技術中。按照信息論基本原理的解釋，信息是系統有序程度的一個度量，熵是系統無序程度的一個度量；如果指標的信息熵越小，則該指標提供的信息量越大，在綜合評價中所起作用理當越大，權重就應該越高。

熵權法是一種客觀賦權法，它根據各指標的變異程度，利用信息熵計算出各指標的熵權，再通過熵權對各指標的權重進行修正，從而得到較為客觀的指標權重結果。計算過程如下。

設有m個待評項目，n個評價指標，形成原始指標數據矩陣R=(rijm×n)，對于某個指標而言，rij有信息熵。

(i=1,2,…,m;j=1,2,…,n),

(3)

(4)

由以上公式可知，某個指標的信息熵越小，其指標值的變異程度越大，提供的信息量越大，在綜合評價中所起的作用就越大，則該指標的權重也相應越大，反之，其在評價中所起的作用越小，其權重也應越小。根據上面(2)式，可得第j個指標的權重為[11]。

(i=1,2,…,m;j=1,2,…,n).

(5)

熵權法是客觀賦權法，它具有較高的精準度，且能更好的解釋所得到的結果，而且該方法可以用于任何需要確定權重的過程中，具有較好的適應性。但是熵權法過于依賴客觀數據，無法根據實際情況體現決策者的側重點。

1.3 組合賦權法

特爾斐法可以體現專家的知識和經驗以及決策者的意見，熵權法充分挖掘了原始數據本身蘊涵的信息，文中采用的組合賦權法是將主觀權重與客觀權重相結合，互相彌補缺陷，充分發揮兩者的優勢，提高權重確定的準確性和評價結果的可信性。基本步驟如下。

1.3.1 利用特爾斐法與熵權法分別求出所選因素因子的權重值

根據1.1，1.2節中公式求出對應權值。設特爾斐法求出的權重向量為 w′=(w1′,w2′,…,wn′)T，且滿足0≤wj′≤1,∑wj′=1；熵權法求出的權重向量為 w″=(w1″,w2″,…,wn″)T，滿足0≤wj″≤1,∑wj″=1.

1.3.2 建立數學模型，并解該模型求得組合賦權法系數值

建立模型如下

(6)

α+β=1,

(7)

α，β分別表示主觀權重和客觀權重對最終取值的影響系數，表明決策者對主觀權重與客觀權重的偏好程度[11]。求解α，β公式如下

(8)

(9)

1.3.3 利用公式求得組合賦權法權值結果

w=αw′+βw″

其中α,β≥0,且α+β=1.

(10)

將步驟1.3.1中求得的特爾斐法與熵權法權值結果，公式(8)(9)求得的α，β值代入公式(10)最終求得組合賦權法結果。

組合賦權法充分考慮了求取因素因子權值過程中主觀方法與客觀方法的缺點，并將兩者的優勢結合。而且決策者可以根據實際情況，通過改變系數大小調節主、客觀權重的比例。使最終權值結果更加準確、科學。

2 方法應用

2.1 區域概況

會寧縣位于甘肅省中部，白銀市南端，地處北緯 35°24′～36°26′，東經104°29′～105°31′之間，東與靜寧、西吉、海原3縣接壤，南與通渭縣毗鄰，西連定西、榆中兩縣，北靠靖遠縣、平川區。南北長約140 km，北部東西寬約90 km，南部寬約50 km，總土地面積6 439 km2,總人口58.28萬。

2.2 因素因子確定

土地資源定級因素因子的選取是土地資源定級的一項基礎工作。因素因子權重的確定更是對土地資源定級的精確度起著至關重要的作用[12]。土地資源定級過程中可選擇的因素因子有很多，而且需要考慮多個因素因子的交叉影響。所以經過慎重對比，應該選擇能對土地級別產生重大影響，并能體現土地的社會、經濟、文化、自然條件等具有區位差異的因素因子。依照《城鎮土地分等級規程》選擇合適的因素因子[13-15]。本文中確定的會寧縣因素因子體系見表1.

2.3 因素因子權值確定

在2.2中選定的因素因子體系中挑選如表2中10個指標組成會寧縣商業用地因素因子體系，與對應評價單元的屬性數據構成評價指標值矩陣R=(rij)m×n.采用組合賦權法計算權值，并根據公式(9)(10)計算出：α=0.476 2，β=0.523 8.最終計算出會寧縣商業用地定級因素權重見表2.

表1 會寧縣定級因素因子體系Tab.1 Grading factor system in Huining county

從表2結果對比可知，采用組合賦權法計算出的權重效果較好。如表2中公交便捷度這一因素，特爾斐法求得權值為0.765，熵權法求得權值0.798，兩者相差較大，若只考慮單一賦權方法，可能會使最終的土地資源定級結果有所偏差，故選擇組合賦權法，利用數學模型綜合主、客觀權值結果。充分考慮特爾斐法與熵權法的優勢，使最終權值結果更加符合實際，土地資源定級結果更加準確。

表2 會寧縣城商業用地3種方法因素權重值Tab.2 Result of three factor weights methods for commercial use in Huining county

3 結 論

本文在研究特爾斐法與熵權法的基礎上，提出了一種綜合主、客觀信息的組合賦權法。首先利用特爾斐法與熵權法分別求出所選因素因子的權重值，然后通過建立數學模型求得組合賦權法系數值，最后得到組合賦權法權值結果。該方法不僅充分發揮了特爾斐法中專家豐富的專業知識和經驗以及熵權法中注重客觀數據的優勢，而且克服了單一賦權法的片面性。經過實際應用，結果表明該方法比單一的特爾斐法或熵權法準確性更高，能夠保證因素因子權值更加科學合理。

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A method of measuring the factors’ weight of land resources gradation based on a combination weighting approach

LUO Xiao-xia1，WANG Yu-ting1，GUO Lan2

(1.CollegeofComputerScienceandEngineering,Xi’anUniversityofScienceandTechnology,Xi’an710054,China;2.CollegeofGeomatics,Xi’anUniversityofScienceandTechnology,Xi’an710054,China)

The factors’ weight affects the accuracy of the classification results of land resources gradation.After studying on two common factors determining factor weighting method-Delphi method and Entropy method，and avoiding errors caused by single-weighting method，presents a method of measuring the factors’ weight of land resources gradation based on a combination weighting approach.This approach combines the Delphi method and entropy method，first calculate the corresponding weight using Delphi method and Entropy weight method，then use the mathematical models we have established to calculate the coefficient of the Delphi method and entropy method，finally we get the combination weighing results.Studies showing that the combination weighting approach avoids the shortcomings about the subjectivity of Delphi and the entropy weight method cannot reflect the degree of attention of the decision maker to different factors.The combination weighting approach not only reflects the theoretical knowledge and experience of experts，but also makes full use of the objective data，so the factors is more realistic,then the subsequent land resources grading results will be more reasonable.In the end，we applied the combination weighting approach in the calculation of land resources factor weights of a county of Gansu province.The results show that this approach is more accurate than the single method of Delphi method or Entropy method.

entropy method；delphi method；factors；weight；land resources gradation

10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2015.0120

1672-9315(2015)01-0115-05

2014-09-10責任編輯:高 佳

陜西省教育廳科研計劃項目(2013JK0850)

羅曉霞(1964-)，女，陜西扶風人，副教授，E-mail:1536531696@qq.com

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