基于AHP-熵權(quán)物元評判模型的土地整理綜合效益評價

王俊林，譚榮建

(昆明理工大學(xué) 國土資源工程學(xué)院，云南 昆明 650093)

基于AHP-熵權(quán)物元評判模型的土地整理綜合效益評價

王俊林，譚榮建

(昆明理工大學(xué) 國土資源工程學(xué)院，云南 昆明 650093)

針對土地整理綜合效益評價研究，從經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)3個方面入手，選取4個社會效益指標(biāo)、4個經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)、3個生態(tài)效益指標(biāo)，構(gòu)建土地整理綜合效益的評價指標(biāo)體系，并結(jié)合AHP和熵權(quán)法計算指標(biāo)權(quán)重，再采用物元分析理論，構(gòu)建土地整理綜合效益評價模型。以某研究區(qū)為例，運(yùn)用模型計算出研究區(qū)各個指標(biāo)值在各個評價等級中的關(guān)聯(lián)度，得到土地整理的綜合效益評價。結(jié)果表明，所構(gòu)建的評價方法可行。

土地整理綜合效益； AHP； 熵權(quán)法； 物元評判模型

廣義的土地整理一般可分為農(nóng)用地整理與建設(shè)用地整理。根據(jù)我國國情，現(xiàn)階段土地整理的重點(diǎn)在農(nóng)村地區(qū)。農(nóng)用地整理的特點(diǎn)在于以增加有效耕地面積并提高耕地質(zhì)量為中心，通過對田、水、路、林、村實(shí)施綜合整理開發(fā)，提高土地資源的利用率與產(chǎn)出率，改善農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和土地利用條件、居住環(huán)境和生態(tài)環(huán)境。土地整理是一項(xiàng)確保經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)三大效益良性循環(huán)的工作[1]；因此，科學(xué)、準(zhǔn)確地評價土地整理項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、生態(tài)效益，有助于促進(jìn)土地整理理論體系的形成，規(guī)范與指導(dǎo)土地整理的實(shí)踐活動。

近年來，國內(nèi)專家學(xué)者從理論、技術(shù)、方法等方面對土地整理效益評價研究進(jìn)行了許多有益的探索，如張正峰等[2]、范金梅[3]研究了土地整理效益的內(nèi)涵及評價內(nèi)容；胡廷蘭等[4]以能值理論為基礎(chǔ)，提出了以自然環(huán)境系統(tǒng)的無償能值投入變化量為表征的土地整理生態(tài)效益評價方法，構(gòu)建了土地整理生態(tài)效益的評價公式；部分學(xué)者運(yùn)用AHP(層次分析法)、模糊綜合評價等方法對土地整理的綜合效益進(jìn)行了評價研究[5-8]；吳冠岑等[9]運(yùn)用熵權(quán)可拓物元模型對土地整理項(xiàng)目的社會效益進(jìn)行評價研究；李正等[10]利用物元分析理論，建立物元評價模型，對土地整理綜合效益進(jìn)行評價研究。這些研究豐富了土地整理綜合效益的評價方法，為科學(xué)準(zhǔn)確地評價土地整理效益提供了理論基礎(chǔ)。

本研究借鑒已有成果，采用特爾斐咨詢法建立評價指標(biāo)體系，運(yùn)用AHP確定權(quán)重，運(yùn)用熵權(quán)法修正層次分析法確定的權(quán)重，并建立土地整理綜合效益的物元評價模型。

1 指標(biāo)體系構(gòu)建

1.1 土地整理綜合效益指標(biāo)體系構(gòu)建

土地整理綜合效益評價的關(guān)鍵是建立一套科學(xué)、全面、定量與定性相結(jié)合、具有可操作性的評價體系。雖然我國相關(guān)專家、學(xué)者對土地整理效益的研究已取得一定的成績，但到目前為止，在我國，依然沒有形成一整套在科學(xué)性、系統(tǒng)性、可行性等各個方面都達(dá)到相關(guān)專家、學(xué)者及有關(guān)政府部門一致認(rèn)可的土地整理綜合效益評價指標(biāo)體系。

在前人研究成果的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國土地整理的實(shí)際情況，從經(jīng)濟(jì)、社會、生態(tài)3個方面出發(fā)，采用特爾斐咨詢法構(gòu)建了由目標(biāo)層A、準(zhǔn)則層B、指標(biāo)層C組成的土地整理綜合效益評價指標(biāo)體系(表1)。

1.2 AHP-熵權(quán)法確定指標(biāo)權(quán)重

選用主觀賦權(quán)法(層次分析法)確定指標(biāo)權(quán)重，再選用客觀賦權(quán)法(熵權(quán)法)修正層次分析法所取得的權(quán)重。

1.2.1 層次分析法確定指標(biāo)權(quán)重

建立層次結(jié)構(gòu)模型。先確定需要決策的目標(biāo)，把對目標(biāo)決策有影響的因素分類，構(gòu)建一個多層次的結(jié)構(gòu)模型。

構(gòu)造成對比較矩陣(判斷矩陣)。判斷矩陣表示針對上一層次某元素，本層次與它有關(guān)元素之間相對重要性的比較。判斷矩陣A=(aij)m×n中，元素i與元素j相比較的重要程度用aij表示。通常，aij按照1～9的標(biāo)度對相對重要性程度進(jìn)行賦值，其中：1表示2個元素相比，具有同樣的重要性；3表示2個元素相比，前者比后者稍重要；5表示2個元素相比，前者比后者明顯重要；7表示2個元素相比，前者比后者強(qiáng)烈重要；9表示2個元素相比，前者比后者極端重要；2、4、6、8表示上述相鄰判斷的中間值。

表1 土地整理綜合效益目標(biāo)層(A)下的指標(biāo)體系

層次單排序和一致性檢驗(yàn)。首先，計算權(quán)重，進(jìn)行層次單排序。將判斷矩陣每一列歸一化：

然后，將歸一化后的判斷矩陣按行相加：

w=(w1，w2，…，wn)T即為所求指標(biāo)權(quán)重。計算判斷矩陣的最大特征根：

判斷矩陣的一致性檢驗(yàn)。一致性指標(biāo)

查找平均隨機(jī)一致性指標(biāo)RI，當(dāng)除數(shù)n取值為1～11時，對應(yīng)的RI值分別為0、0、0.58、0.90、1.12、1.24、1.41、1.45、1.49、1.51。計算一致性比率：

如果CR<0.1，則表明判斷結(jié)果具有滿意的一致性；當(dāng)CR≥0.1時，認(rèn)為所給出的判斷矩陣是不滿足一致性的，需要返回修正判斷矩陣的元素賦值。

1.2.2 熵權(quán)法修正AHP確定指標(biāo)權(quán)重

對判斷矩陣A=(aij)m×n進(jìn)行無量綱化處理：

計算特征比重：

計算指標(biāo)熵權(quán)值：

計算指標(biāo)的差異系數(shù)：

dj=1-ej。

確定各指標(biāo)的信息權(quán)重值：

信息權(quán)重值修正AHP確定指標(biāo)權(quán)重：

Sj即為AHP和熵權(quán)法結(jié)合所求指標(biāo)相對權(quán)重。

綜上，本研究利用專家評價構(gòu)造判斷矩陣，然后采用層次分析法，求解最大特征根，通過一致性檢驗(yàn)后，得到評價指標(biāo)權(quán)重；再利用判斷矩陣，采用熵值法，求解出指標(biāo)信息權(quán)重值；最后利用層次分析法所求指標(biāo)權(quán)重和熵值法所求指標(biāo)信息權(quán)重值求得指標(biāo)相對權(quán)重結(jié)果(表2，計算過程略)。

表2 土地整理綜合效益目標(biāo)層(A)下的指標(biāo)權(quán)重

1.3 土地整理綜合效益物元評判模型構(gòu)建

1.3.1 確定土地整理綜合效益物元

土地整理綜合效益N，綜合效益指標(biāo)c，指標(biāo)值ν，以有序三元組R=(N，c，ν)共同構(gòu)成土地整理綜合效益物元。假設(shè)綜合效益N有多個指標(biāo)，包括n個指標(biāo)c1，c2，…，cn和相應(yīng)的指標(biāo)值ν1，ν2，…，νn，稱R為綜合效益N的n維物元，表示為：

1.3.2 確定土地整理綜合效益的經(jīng)典域及節(jié)域物元

以Roj表示土地整理綜合效益的經(jīng)典域物元；Noj表示所劃分土地整理綜合效益的第j個評價等級(j=1,2，…，m)；ci表示第i個評價指標(biāo)；νoji表示每項(xiàng)指標(biāo)對應(yīng)等級所規(guī)定的量值范圍(經(jīng)典域)；aoji、boji分別表示量值的下限和上限，j=1,2，…，m，i=1,2，…，n。土地整理綜合效益的經(jīng)典域物元可表示為：

以Rp表示土地整理綜合效益的節(jié)域物元；Np表示所劃分土地整理綜合效益的第p個評價標(biāo)準(zhǔn)(j=1,2，…，m)；ci表示第i個評價指標(biāo)；νpi表示每項(xiàng)指標(biāo)對應(yīng)等級所規(guī)定的量值范圍(節(jié)域)；api、bpi分別表示量值的下限和上限，j=1,2，…，m，i=1，2，…，n。土地整理綜合效益的節(jié)域物元可表示為：

1.3.3 確定關(guān)聯(lián)函數(shù)及關(guān)聯(lián)度

令有界區(qū)間X0=[a，b]的模定義為

某一點(diǎn)x到區(qū)間X0=[a，b]的距離為

則土地整理綜合效益指標(biāo)關(guān)聯(lián)函數(shù)K(χi)的定義為：

K(χi)即為指標(biāo)在各個評價等級中的屬于程度。

2 實(shí)例研究

2.1 項(xiàng)目整理情況

某土地整理項(xiàng)目總投資843.63萬元，項(xiàng)目所在鄉(xiāng)鎮(zhèn)總?cè)丝?6 123人，鄉(xiāng)鎮(zhèn)總面積6 089 hm2，項(xiàng)目區(qū)總面積301.663 6 hm2，建設(shè)規(guī)模236.909 4 hm2，土地平整面積92.642 9 hm2。項(xiàng)目實(shí)施前每年糧食總產(chǎn)量152.67萬kg，糧食總產(chǎn)值483.3萬元，凈產(chǎn)值194.12萬元；項(xiàng)目實(shí)施后每年糧食總產(chǎn)量192.22萬kg，糧食總產(chǎn)值611.77萬元，凈產(chǎn)值244.71萬元。項(xiàng)目區(qū)通過土地平整、修建農(nóng)田水利設(shè)施、道路設(shè)施后，研究區(qū)土地利用地類發(fā)生變化，具體情況見表3。

2.2 研究區(qū)評價指標(biāo)和評價標(biāo)準(zhǔn)

借鑒已有研究成果，將各個指標(biāo)構(gòu)造為5個等級：優(yōu)秀、良好、一般、較差、很差，對每個級別標(biāo)準(zhǔn)結(jié)合指標(biāo)分別賦予分級標(biāo)準(zhǔn)值。根據(jù)表1中各指標(biāo)的計算公式及研究區(qū)的土地整理情況，計算出研究區(qū)土地整理綜合效益的指標(biāo)值。研究區(qū)土地整理綜合效益指標(biāo)值、評價標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果見表4。

表3 研究區(qū)土地整理前后各地類面積的變化 hm2

表4 研究區(qū)土地整理綜合效益指標(biāo)值與評價標(biāo)準(zhǔn)

2.3 研究區(qū)土地整理綜合效益評價各界別等級的關(guān)聯(lián)度及判定等級

計算研究區(qū)指標(biāo)在各個評價等級中的屬于程度，指標(biāo)的最終評價等級(表5)由屬于程度的最大值確定。判定社會效益和經(jīng)濟(jì)效益均為“良好”等級，生態(tài)效益為“一般”等級,判定綜合效益為“良好”等級。總體來看，該項(xiàng)目區(qū)通過土地整理后，耕地面積增加，糧食產(chǎn)量增加，生態(tài)環(huán)境也得到改善。

表5 研究區(qū)屬于程度計算及評判等級結(jié)果

3 小結(jié)

結(jié)合研究區(qū)土地整理的實(shí)際，構(gòu)建了由4個社會效益指標(biāo)、4個經(jīng)濟(jì)效益指標(biāo)、3個生態(tài)效益指標(biāo)組成的土地整理效益綜合評價指標(biāo)體系，指標(biāo)多采用項(xiàng)目實(shí)施前后對比的變化情況，可以更好地反映其實(shí)際綜合效益的動態(tài)變化。本研究在確定各級指標(biāo)權(quán)重時，采用了AHP和熵值法相結(jié)合的綜合賦權(quán)法，綜合了2種方法各自的長處，使權(quán)重更加科學(xué)和準(zhǔn)確。本研究構(gòu)建了土地整理綜合效益的物元評價模型，將評價等級、評價指標(biāo)及其指標(biāo)值作為物元，確定了模型的經(jīng)典域、節(jié)域，計算其關(guān)聯(lián)度，從而得到研究區(qū)土地整理的綜合效益評價結(jié)果。該方法能夠有效地解決不同種類評價指標(biāo)的不相容性，能夠更真實(shí)地反映各指標(biāo)的關(guān)于評價等級的歸屬情況，使結(jié)論更加科學(xué)。

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(責(zé)任編輯：高 峻)

2016-07-27

王俊林(1991—)，女，云南宣威人，碩士研究生，研究方向?yàn)橥恋匾?guī)劃與管理，E-mail:15812010473@163.com。

10.16178/j.issn.0528-9017.20170239

F311

A

0528-9017(2017)02-0316-04

文獻(xiàn)著錄格式：王俊林，譚榮建. 基于AHP-熵權(quán)物元評判模型的土地整理綜合效益評價[J].浙江農(nóng)業(yè)科學(xué)，2017，58(2)：316-319，322.