主成分分析在基地單元現代煙草農業建設水平評價中的應用

金亞波 王軍

摘 ? ?要：以廣東省煙區為研究區域，以基地單元（縣）為評價主體，嘗試采用主成分分析法評價廣東省各基地單元（縣）現代煙草農業建設水平。結果表明，利用主成分分析可以有效地識別各評價指標的重要程度及各基地單元（縣）現代煙草農業建設的優勢和劣勢;主成分分析方法可用于基地單元現代煙草農業建設水平綜合評價，綜合評價指標較多時，在一定程度上簡化了計算工作量，評價結果符合實際，可用于指導基地單元現代煙草農業建設。

關鍵詞：主成分分析;基地單元;現代煙草農業;評價

中圖分類號：F303 ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? DOI 編碼：10.3969/j.issn.1006-6500.2016.01.027

Application of Principal Component Analysis to Modern Tobacco Agriculture Construction Level Assessment in Base Unit

JIN Yabo1， WANG Jun2

（1.China Tobacco Guangxi Industrial Limited Company， Nanning，Guangxi 530001， China; 2.Guangdong Nanxiong Tobacco Research Institute， Nanxiong， Guangdong 512400， China）

Abstract：Taking the Guangdong tobacco area as a case and selecting base unit or country as the evaluation subject， the modern tobacco agriculture construction level assessment in base unit was evaluated by trying to use principal component analysis （PCA）. The results showed that PCA could identify effectively the important degree of each index and advantage and disadvantage of each base unit of county. So， PCA can be used for the comprehensive evaluation on base unit construction of modern tobacco agriculture level， especially， it can simplify the calculation to a certain extent when the evaluation has many index， and its result accords with actual conditions， and can be used to guide the construction of modern tobacco agriculture in base unit.

Key words：principal component analysis;base unit;modern tobacco agriculture;evaluation

主成分分析方法是將原來眾多且具有一定相關性的變量通過線性變換重新組合成一組新的相互獨立的新變量來代替原來變量的一種多元統計方法[1]。主成分分析方法選取的新變量個數一般少于原始個數，選取的原則是不丟失主要信息，衡量信息量的標準是主成分方差的大小，方差越大說明主成分包含的信息量越大[2]。由于主成分分析方法具有客觀性強、運算簡單等優點而被廣泛地應用于自然和社會科學方面的多元分析研究[3-8]。

基地單元現代煙草農業建設是現階段我國煙草農業發展的統領性工作[9-13]，通過基地單元載體進行包括“八大基礎，三大體系”的系統建設，最終實現煙葉供應基地化、質量特色化、生產方式現代化，不斷提升優質煙葉原料的保障水平?；貑卧F代煙草農業是一個新事物，也是一項系統的工程，沒有現成的經驗和模式，如何客觀評價基地單元現代煙草農業建設的水平迄今為止尚未見報道。筆者以文獻[14]中基地單元現代煙草農業建設驗收內容為基礎構建評價體系，采用主成分分析的方法，綜合評價廣東煙區國家級、省級及未建基地單元的縣的現代煙草農業建設水平，為科學評價基地單元現代煙草農業建設水平和今后深入推進基地單元現代煙草農業建設提供科學依據。

1 評價區域及評價方法

1.1 評價區域

本次評價區域為廣東省南雄市水口、湖口、黃坑、古市、雄州、烏逕6個國家級基地單元;韶關市的馬市、梅州市的蕉嶺2個省級基地單元;清遠市的連州市，韶關市的乳源縣和樂昌市，梅州市的五華縣、梅縣、大埔縣、平遠縣、豐順縣，共8個未建基地單元的縣（市）。評價主體總共為16個。

1.2 評價方法

1.2.1 構建評價體系 以文獻[9]中的驗收內容為基礎，構建基地單元現代煙草農業建設水平評價體系。基地單元現代煙草農業建設水平評價體系共設3個層級，其中一級指標為基地單元現代煙草農業建設水平;二級指標為生產建設規劃水平、生產管理水平、生產技術水平、基礎設施建設水平、規?；N植、集約化經營和專業化服務水平、信息化管理水平、煙葉收購和工商交接水平共7個指標;三級指標共有33個指標，總分100分，具體見表1。

1.2.2 各評價指標的初步賦值 由中國煙草總公司廣東省公司煙葉管理處組織相關專家按照文獻[7]中的規定和方法對評價體系中的三級指標逐一進行賦值，得各基地單元（縣）的33個三級指標的初步分值。

1.2.3 主成分提取 采用SPSS19.0統計分析軟件包輔助統計分析。首先提取主成分，為了保證提取主成分之后，減少變量的信息丟失，用初始特征根大于1來確定主成分的個數。提取主成分后，將初始因子載荷矩陣中的第i列向量除以第i個特征根開根求得主成分得分（特征向量，aij），即來源于每個主成分的權系數。

1.2.4 評價指標權重的計算 根據公式βj=∑（| aij | · Ci）計算各評價指標的權系數。式中βj為第j個評價指標的權系數;aij 為第i個主成分的特征向量在第j個變量的分量;Ci為提取主成分之后，第i個主成分因素在所有主成分因素中的方差相當貢獻率。再根據公式Wj=βj / ∑βj將權系數歸一，得到最終權重系數。式中Wj為第j個變量的權重。

1.2.5 構建綜合評價函數 使用公式F=∑（Wj ?·Yj）計算各基地單元（縣）現代煙草農業建設水平指數。式中F為基地單元現代煙草農業建設水平指數;Wj 為各評價指標的權重;Yj為第j個評價指標的初步賦值得分。

2 評價結果分析

2.1 數據的初步分析

對獲得的原始數據（未列出）初步統計發現，三級指標中的B4：計劃合同管理水平、F1：信息環境配置水平、G5：煙葉等級合格率水平、G6：兩條紅線的執行水平方差為0，意味著16個基地單元（縣）在這4項指標方面水平相同，數據顯示全部為最高水平（滿分），說明：（1）各評價主體皆能認真按照國家局、省局公司的計劃任務組織生產，并按照要求、規范按時簽訂合同，簽訂的合同能落實到基本煙田的具體田塊，能按照合同組織和管理煙葉收購，無超合同、無合同的收購現象發生;（2）各評價主體煙站各崗位皆能按照每人1臺的標準配備電腦，并100%實現網絡的連通;（3）各評價主體在煙葉收購環節皆能以相關的國際和行業標準要求，狠抓落實，且兩條紅線的控制也在國家局要求的范圍內。因此，剔除這4項指標（共14分），對余下的29項指標（共86）進行主成分分析。

2.2 主成分提取及計算得分

按照1.2.3提取主成分及計算各主成分的得分。表2列出的是所提取的主成分的方差初始貢獻、初始累積貢獻率，在主成分中的貢獻、累積貢獻情況;表3為來源于每個主成分的權系數（得分）。從表2可以看出，所提取的3個主成分對方差的累計貢獻為88.89%，基本上可以反映全部的29個評價指標的信息。

2.3 計算各指標權重及解釋

按照1.2.3計算各指標權重（表4）。從表4可知，廣東省基地單元（縣）現代煙草農業建設水平評價的29項有效統計指標的平均權重為3.44 827%。通過各指標重要性比較（圖1），可見B1機構扁平化水平、C4煙葉質量狀況水平、E1連片種植水平、E3機械化作業水平、E4合作社建設水平、E6專業化服務覆蓋率水平、F2基礎操作能力水平、G4倉儲管理水平這8項指標重要性都低于平均重要性，余下的21項指標的重要性都高于平均重要性。

由原始數據可算得16個基地單元各指標的平均初始賦值得分，以每個指標的平均初始賦值得分為橫坐標，以每個指標的權重（重要性）為縱坐標繪制象限圖，見圖2。

從象限圖（圖2）可以直觀地看出廣東省各基地單元（縣）現代煙草農業建設水平構成要素的優勢和劣勢，進而可以確定廣東省各基地單元（縣）現代煙草農業建設水平進一步提升的工作重點。

象限一屬于得分高、重要性也高的象限（高度關注區）。主要有：C2 適用技術推廣水平;C3 標準化生產水平;D1 基本煙田建設水平;D2 配套設施建設水平;D3 基礎設施檔案管理與管護水平，共5項指標。這5項指標的初始賦值得分與其在煙葉生產水平的重要性成比例，即對他們賦值打分與對他們所評價的合理的重要性相符，因此，應該高度重視這5項工作，確保基地單元（縣）現代煙草農業建設水平的穩定和不斷提升。

象限二屬于得分低、重要性高的象限（優先改進區）。主要有：A1 規劃報告及其手段水平;A2 基本煙田規劃水平;A3 基礎設施規劃水平;B2 崗位專業化水平;B3 基本煙田管理水平;B5 工商合作管理水平;B6 流程規范化水平;B7 績效考核管理水平;C1 技術方案制定水平;F3 煙站管理系統水平;E2 生產組織形式及戶均規模水平;E5 合作社治理結構及規范運行水平;E7 合作社運行效果水平;G1 基層煙站硬件配置水平;G2 專業化分級散葉收購水平;G3 煙葉收購水平與煙葉收購秩序水平，共16個指標坐落在這個象限內。這個象限標志著各項指標有很大的提升空間，其初始賦值得分大大低于對他們所評價的合理的重要程度，因此，應優先加強這些指標內容建設，以促進基地單元（縣）現代煙草農業建設水平向現代煙草農業進一步邁進。

象限三屬于得分低、重要性也低的象限（無關緊要區）。主要有：B1 機構扁平化水平;E4 合作社建設水平;G4 煙葉倉儲管理水平，共3個指標。這個象限標志著各項指標的初始賦值得分與其重要性成比例，即對他們賦值打分與對他們所評價的合理的重要性相符，因此，應保持這3項指標的現有水平程度，并密切關注國家局對此項工作的最新要求。

象限四屬于得分高、重要性低的象限（維持優勢區）。主要有：C4 煙葉質量狀況水平;E1 連片種植水平;E3 機械化作業水平;E6 專業化覆蓋率水平;F2 基礎操作水平，共5項指標。這個象限指標內容是評價主體的優勢，同時也標志著過度供給，對他們的賦值打分結果大大超過了對他們所評價合理的重要程度，因此，有可能的話，應減少這5項指標內容的進一步建設，而把資源轉移到其他更重要內容的建設上，如第二象限的各項指標內容建設。

2.4 評價結果

根據1.2.5計算各基地單元（縣）現代煙草農業建設水平指數，以此為依據對各評價主體現代煙草農業建設水平進行評價和排序（表4）。同時對獲得的原始數據進行系統聚類，得聚類圖（圖3）。

從表4和圖3可以看出，全省各基地單元（縣）煙葉生產水平可分為3類：第1類為水口、黃坑、古市、始興、蕉嶺、湖口，此類煙區在煙葉生產建設規劃、生產管理、生產技術、基礎設施建設與管理、規?；I化、集約化、信息化以及煙葉的收購和調撥水平方面在所有評價主體中處于領先水平，其排名也是前6名，說明設置了基地單元并進行系統建設對提升產區現代煙草農業建設水平的作用是顯而易見的。

第2類為雄州、烏逕和連州，此類煙區雖然未開始現代煙草農業基地單元建設，但其煙葉生產建設規劃、煙葉生產管理、生產技術以及基礎設施建設方面水平較高，其排名是第7～9，有著全面建設現代煙草農業的良好基礎。建議適時全面開展現代煙草農業基地單元建設，進一步提升此類煙區的現代煙草農業建設水平。

第3類為樂昌、乳源、梅縣、大埔、五華、平遠和豐順，此類煙區基礎設施較為薄弱，在規劃、管理、技術等方面水平較低，因此應進一步加快此類煙區的生產規劃、基礎設施建設和先進適用技術的推廣應用，為盡早全面開展現代煙草農業建設奠定基礎，最終實現煙葉生產水平的全面提升。

3 結論與建議

本文采用主成分分析方法確定權重，盡管降低了評價過程中的主觀性，但不利突出評價主體限制性較強的因子對評價主體的影響作用。因此，建議今后應進一步完善基地單元現代煙草農業建設水平指標體系，在此基礎上，再通過主觀賦權的方法突出評價主體的限制性指標對評價對象的作用，使評價結果更加科學、客觀。

象限圖分析的手段直觀地表達了基地單元現代煙草農業建設中的優勢和劣勢，這對指導今后開展基地單元現代煙草農業建設的側重點具有重要的現實指導意義。因此，建議相關部門應該重視象限圖中“優先改進區”各項內容的建設工作，確?；貑卧F代煙草農業建設水平不斷提升。

參考文獻：

[1] 王文博，陳秀芝.多指標綜合評價中主成分分析和因子分析方法的比較[J]. 統計與信息論壇，2006，21（5）：19-22.

[2] 張潤楚.多元統計分析[M].北京：科學出版社，2006.

[3] 高吉喜， 段飛舟， 香寶.主成分分析在農田土壤環境評價中的應用[J].地理研究，2006，25（5）：836-842.

[4] 張清水，黃紹敏，郭斗斗，等.基于主成分分析法的土壤肥力評價[J].安徽農業科學，2011，39（2）：1096-1097，1165.

[5 胡晉飛，楊永剛，秦作棟，等.基于主成分分析的晉西北水生態承載力評價[J].山西農業科學，2015（8）：1021-1026.

[6] 張水清，黃紹敏，郭斗斗.主成分分析在潮土土壤肥力評價中的應用[J].河南農業科學，2011（4）：82-86.

[7] 楊玲，張彩霞，康國棟，等.‘華紅蘋果果肉的流變特性及其主成分分析[J]. 中國農業科學，2015，48（12）：2417-2427.

[8] 于明遠，范愛軍.中國制造業國際競爭力的實證分析[J].廣東社會科學，2014（6）：24-32.

[9] 王瑢.主成分分析求權重在房地產顧客滿意度評價中的應用[J].市場研究，2010（9）：26-29.

[10] 中國煙葉公司.關于印發現代煙草農業基地單元建設規范（試行）的通知[EB/OL].[2015-08-10]. http：//www.tobacco.gov.cn/html.

[11] 冰火，建利，江洪東.論煙葉精益生產[J]. 中國煙草學報，2014 ，20（1）：1-8.

[12] 丁偉， 王豐， 李繼新， 等. 加拿大煙葉生產對我國現代煙草農業建設的啟示[J]. 中國煙草學報， 2008， 14（1）： 47-50.

[13] 孫浩然. 國外建設現代農業的主要模式及其啟示[J]. 社會科學家， 2006 （2）： 61-64.

[14] 國家煙草專賣局辦公室.關于印發基地單元現代煙草農業建設評價驗收暫行辦法和2010年度煙葉基地單元評價驗收細則的通知[EB/OL].（2010-09-06）[2015-08-10]. http：//www.tobacco.gov.cn/html/49/3012762_n.html.