河北农业信息化水平实证研究与分析

张霞，孟宪遵，张国娟，范立波

1.河北经贸大学，河北石家庄050061

2.河北工业职业技术学院，河北石家庄050090

河北农业信息化水平实证研究与分析

张霞1，孟宪遵1，张国娟2，范立波1

1.河北经贸大学，河北石家庄050061

2.河北工业职业技术学院，河北石家庄050090

加强农业信息化建设是加快农村经济发展、提升农村人口生活质量、促进“三农”问题解决的必要手段和重要基础。河北省是农业大省，环抱京津，地理位置十分重要。在京津冀一体化背景下，加快农业科技进步、提高农业信息化水平、推动农业可持续发展成为我省重大而急迫的战略任务。近年来，河北省农业信息化在应用中存在一些亟待解决的问题，建立一套完善的指标体系及评价模型并用于分析各地区的具体情况，有利于发现问题、找出差距、促进河北省农业信息化水平的提升。本文首先结合当前河北省农村经济社会发展的实际情况，制定了一套农业信息化指标评价体系，并根据熵值法确定各指标的权重。其次，通过支持向量机方法建立非线性回归模型，并对河北省各县市农业信息化水平进行了评价及预测。最后，对河北省农业信息化水平进行了实证分析，并提出了对策和建议。

河北省；农业信息化水平；评价指标；支持向量回归

我国对“三农”工作高度重视，2004年以来，中央一号文件连续11年聚焦“三农”问题。加强农业信息化建设是加快农村经济发展、提升农村人口生活质量、促进“三农”问题解决的必要手段和重要基础。河北省是一个农业大省，地处华北平原腹地，环抱京津，地理位置十分重要，在京津冀一体化背景下，加快农业信息化，提高农业现代化水平，推动农业可持续发展成为我省重大而急迫的战略任务。近几年，河北省农业信息化发展较快，但在应用中存在一些亟待解决的问题，建立一套完善的指标体系、量化考核标准和办法并用于分析各地区的具体情况，有利于发现问题、找出差距，从而提升现代农业科技水平和农业综合生产能力。

目前，国内外对农业信息化水平的研究主要存在以下不足：（1）农业信息化还没有形成一个公认的评价指标体系。（2）确定指标权重通常用是专家打分和层次分析法，这些方法都是基于主观判断，客观性和可操作性难以保证。（3）常用的评价方法有波拉特法、主成分分析法和综合指数法。波拉特法是信息化测度经常使用的方法，不足之处是此方法是从经济的角度出发评价社会信息化，不能确切地反映农业信息化的测度；主成分分析法和综合指数法是在构建合理的农业信息化指标体系的前提下，将多个指标通过线性变换进行统计分析的方法。然而，农业信息化是一项艰巨而复杂的任务，随着农业现代化技术的日新月异，农业信息化指标也呈现出多样性、复杂性和发展性的特点，线性变换的评价方法不能全面反映出农业信息化指标体系与评价结果之间的非线性拟合的特点。

本文首先结合当前河北省农村经济社会发展的实际情况，把河北省农业信息化的总体架构制定为一套结构化、多层次、可扩展的指标评价体系；其次，综合分析河北省各县市农业信息化现状，用熵值法确定各指标权重，此方法避免了现有方法主观性太强的缺点；第三，将2008～2012年各县市的农业信息化数据做训练集，通过支持向量机方法建立农业信息化非线性回归模型，对2013年各县市农业信息化水平做出评价，并预测2014～2018年农业信息化水平；最后，结合调研数据和实证研究结果对河北省农业信息化水平概况进行分析并给出建议。

1 河北省农业信息化指标体系构建

农业信息化建设是一项系统工程，根据信息化的基本要求，充分地结合当前河北省农村经济社会发展的实际情况，特别是农民的信息获取渠道和能力、农业生产实际、农村经济管理体制等，从系统角度对农业信息化的组成要素进行合理设计与安排，将河北省农业信息化的总体架构制定为一套结构化、分层次、开放式、可扩展的农业信息化评价指标体系，可以根据河北省农业发展现状、变化趋势、统计口径、数据采集渠道的变化，不断演进完善和优化。如表1所示：

表1 河北农业信息化水平评价指标体系Table 1 Evaluation index system of Hebei agriculture information level

2 河北省各县市农业信息化数据

实证研究数据采用2008～2013年河北省经济统计年鉴数据和各县市上报河北省农业厅的农业信息化调研数据。例如，2013年河北省各县市农业信息化数据见下表：

表2 2013年河北各县市农业信息化数据Table 2Agriculture informational data of different cities and counties in Hebei Province in 2013

3 河北省农业信息化指标权重计算

3.1 熵的特性

1948年，香农提出了将物理学中的熵概念引入到信息论中，用来度量信息系统结构的不确定性。信息论中，熵是用于度量信息量的一个概念，一个系统越是有序，熵就越低；反之，一个系统越是混乱，熵就越高。因此，根据熵的特性，我们可以通过计算熵值来判断指标的权重。当熵值越大，混乱程度越小，说明数据集合中个别决策属性值占主导地位，该指标对综合评价的影响越大，反之，熵值越小，该指标对综合评价的影响越小。

3.2 熵值法确定权重步骤

依据熵的特性，熵值法确定权重的步骤如下：

3.3 河北省农业信息化指标权重

计算河北省各县市农业信息化数据的标准化矩阵，根据熵值法确定各指标的权重如表3。

表3 河北省农业信息化指标权重Table 3 The index weight of agriculture informatization in Hebei Province

4 河北省农业信息化水平评价及预测

4.1 支持向量回归

支持向量机（Support Vector Machine）是Corinna Cortes和Vapnik等于1995年首先提出的，自支持向量机方法提出以来，得到了广泛的使用，在解决小样本、非线性及高维模式识别中表现出许多特有的优势。将支持向量机推广应用到函数拟合问题中，就是支持向量回归（Support Vector Regression）。支持向量回归的基本思路如下：设训练样本，在任意给定的精度ε下，构造超平面使得，则是样本集合S的支持向量回归。支持向量回归是一个凸二次优化问题，能够保证找到的极值解就是全局最优解。

最终，构造非线性函数为：

4.2 河北农业信息化水平评价

（1）训练集：将2008～2012年河北省各县市农业信息化数据作为训练集，标准化数据。

（2）svm类型：设置为ε-SVR。

（4）评价模型构建：

图1 参数选择结果图Fig.1 Parameter selection results

图2 2013年河北农业信息化水平评价结果Fig.2 The evaluation results of agriculture information level of Hebei Province in 2013

农业信息化评价模型的构建主要是两个参数的确定：容错惩罚参数C和核函数参数λ。SVR回归模型参数的选取可以采用网格搜索方法进行确定，分别给两个参数设定最大值和最小值，以一定的步长将两个参数的域值空间划分成网格，在每一个网格点上逐一实验以确定最优参数。本文采用台湾大学林智仁博士等开发设计的应用软件包LIBSVM，实验采用70%训练集和30%测试集的交叉验证参数寻优方法。参数ε确定为0.01，经网格搜索，最终得到C=9.1896，λ=0.011842，如图1。

（5）农业信息化水平评价：

用评价模型对2013年河北省各县市农业信息化数据进行评价，得到结果如图2。

4.3 河北农业信息化水平预测

将河北省各县市农业信息化2008～2013年数据作为训练集，分别建立各县市的回归函数模型，预测得到2014～2018年的农业信息化水平数据。如图3。

图3 2014～2018年河北农业信息化水平预测数据Fig.3 Predicted results of agriculture information level in Hebei Province from 2014 to 2018

图4 河北省农业信息化水平概况Fig.4 General situation of agriculture information level in Hebei Province

5 河北省农业信息化水平实证分析

（1）河北省农业信息化水平以省会城市、地区中心城市为点，按照从东到西，从沿海到内陆的规律成阶梯状分布。

综合分析各县市农业信息化现状，可以得出下面结论：河北省农业信息化水平评价大致可分为三级：一级为石家庄、唐山、秦皇岛、沧州，为省会石家庄及东部沿海地区，信息化水平较高；二级为保定、承德、衡水、廊坊，为中部京津周边地区，信息化水平中等；三级为邢台、邯郸、张家口，为南部与河南交界及北部与内蒙交界地区，信息化水平偏低。

（2）河北省农业信息化基础设施、人力资源建设、应用支撑条件建设水平普遍提高。

农村信息基础设施建设是我国新农村建设中重要的组成部分，是实现农业信息化的前提条件。随着我国对“三农”工作重视程度的提高，近年来，河北省基础设施的建设重点逐渐转向了农村，农村基础设施建设明显加强。从调研数据中可以看出河北省农业信息化基础设施指数普遍比较高，如移动电话人员普及率、已接入有线电视的行政村的比重、接通宽带乡镇的比例平均都在69%以上，特别是接通宽带乡镇的比例达到了97%。农村信息基础设施建设取得明显成效，为河北省农业信息化水平的总体提高创造了良好的硬件条件。

人力资源建设方面：2013年全省乡村从业人员文化素质进一步提高，其中大专及以上文化程度人员2013年增幅达到15.2%；乡村从业人员总数达到3023.4万人，比上年增长0.7%；乡村第一产业同比下降0.7个百分点、第二产业同比提高0.5个百分点、第三产业从业人员同比提高0.2个百分点，乡村从业人员持续向第二三产业转移，从业结构进一步优化。农村应用支撑建设方面：河北省乡镇农业信息服务机构的覆盖率达到了100%，村级农业信息服务点覆盖率为85%，省农委信息中心会定期对村级信息站工作人员进行培训，提高信息员的业务素质。信息化人力资源和农村应用支撑条件建设水平近年来迅速提升，为河北省农业信息化水平的总体提高创造了良好的软件条件。

（3）相对基础设施、人力资源和应用支撑条件指数，农村服务渠道及信息传播指数对农业信息化水平的影响越来越大。

从分析得出的数据中我们可以看到，河北省农村服务渠道及信息传播指数的权重值为0.406，比基础设施、人力资源和应用支撑条件指数（分别为0.129、0.116、0.107）的权重值大，这体现了当前河北新农村建设中信息化发展的一个新趋势。近年来，固定电话、移动电话、电脑、宽带等在农村的普及率已相对稳定；乡镇农业信息服务机构、村级农业信息服务点经过多年的建设在农村的覆盖率也趋于稳定；涉农网站、物联网农产品信息平台等新型的农村服务渠道和信息传播方式在解决“三农”问题上发挥了积极的作用，在农业信息化的进程中扮演着越来越重要的角色。反观发达国家的经验，如美国、法国等都有以信息技术为基础的庞大的、高效率的农产品物流体系做支撑。因此，创新有效的农村服务渠道及信息传播方式，使更多的农民和农产品用户受益对提高河北省农业信息化水平至关重要。

6 河北省农业信息化建设对策和建议

（1）抓住京津冀一体化机遇，加快以信息技术改造带动传统农业，形成环京津农业信息化示范带。

京津冀一体化协同发展，现代农业是重要支点之一。近三年来，北京市政府鼓励农业龙头企业到河北以建农业园区、生产基地等方式投资发展，2013年仅“菜篮子”外埠基地一项便拨付扶持资金2100万元。因此，河北应积极吸纳与承接北京溢出的涉农资源，加紧环京津现代农业信息化示范带建设，大力发展现代农业示范园区，开展农业物联网和精准装备为重点的农业全程信息化和机械化技术应用试点，在基础通信网络、基础软件系统、应用软件系统（包括农业生产、加工、物流、销售等各个环节的示范应用）等方面加大投入力度，提高农业与京津的对接能力和协同效率，助力河北农业增产、农民增收与农村变靓。

（2）普及新型信息技术，打造提升农业农村综合信息服务平台，完善信息服务体系并提高服务质量。

在农业科技的创新、农产品的流通及市场信息的获取等领域，物联网、云计算、大数据、网络营销、移动商务等新一代信息技术正在普及，在新型信息技术的支撑下，河北应着力打造好新农村综合信息服务平台，完善信息服务体系，提升服务质量。目前，一是整合农业网站群、12316三农服务热线、千万农民短信服务工程、各级各类农民频道等方面资源，构建全省农业数据中心；二是将涉农信息发布、农产品交易、支付与结算、农资农具、物流配送、信用评估、融资融信、惠农政策、技术咨询、农产品质量追溯等信息进行有机融合，提供定制服务与针对性推送；三是，建设好信息实时采集渠道，做好加工处理，确保实时性、真实性、可用性及有效性。

（3）加强信息化人才队伍建设、强化政策引导和应用支撑条件建设。县级、乡（镇）村应有足够的涉农信息化服务专业及兼职人才队伍，可采用资金补贴、免费使用信息等政策进行引导各类涉农主体积极生产信息和消费信息，增加县级乡镇农业信息服务机构数和县级村级农业信息服务点，形成自上而下拉动和自下而上支撑并行的局面，推动农业产业化、规模化、标准化、品牌化、市场化可持续发展。

［1］宋富胜，赵邦宏.河北省农业信息化发展研究［J］.北京：中国农业科学技术出版社，2009

［2］白万平.新农村信息化建设效果评价指标体系研究［J］.安徽农业科学，2008（31）：13910-13912

［3］杜国明，周圆.黑龙江省农业现代化评价［J］.中国农业资源与区划，2013（5）：55-61

［4］孙慧，韩菲菲，巴吾尔江，等.我国30个省市对外开放竞争力评价—基于主成分分析［J］.技术经济与管理研究，2013，（5）：124-128

［5］丁世飞，丙娟，谭红艳.支持向量机理论与算法研究综述［J］.电子科技大学学报，2011（1）：2-10

［6］闫国华，朱永生.支持向量机回归的参数选择方法［J］.计算机工程，2009（7）：218-220

［7］陈伟，夏建华.综合主、客观权重信息的最优组合赋权方法［J］.数学的实践与认识，2007（1）：17-22

［8］赵丽，朱永明，付梅臣，等.主成分分析法和熵值法在农村居民点集约利用评价中的比较［J］.农业工程学报，2012（7）：235-242

［9］河北省人民政府.河北经济年鉴［M］.北京：中国统计出版社，2013

Empirical Research and Analysis on the Agricultural Information LevelinHebeiProvince

ZHANG Xia1，MENG Xian-zun1，ZHANG Guo-juan2，FAN Li-bo1
1.Hebei University of Economics and Business，Shijiazhuang 050061，China
2.Hebei College of Industry and Technology，Shijiazhuang 050090，China

To strengthen the agricultural information construction is the essential way and important basis to speed up rural economic development，improve the living quality of rural residents，and promote to solve the"Three Rural Issues".Hebei Province is a big agricultural province around the Beijing and Tianjin，the geographical location is very important.Under the background of integration of the Beijing-Tianjin-Hebei，speeding up the agricultural scientific and technological progress，improving the level of agricultural information，promoting the agricultural sustainable development become significant and urgent strategic tasks in Hebei Province.In recent years，there are some problems that need to be settled urgently in the application of agricultural information in Hebei Province，so it will be better for us to found the problem，figure out the gap and improve Hebei Province agriculture information level by establishing a set of perfect index system and evaluation model meanwhile analyzing regional specific circumstances through them.First，combined with the actual situation of the rural economic and social development in Hebei Province，this paper developed a set of agricultural information index evaluation system and determined the weight of each index according to the entropy value method.Second，this paper established the nonlinear regression model by support vector machine（SVM）method and evaluated and predicted the agricultural information level of all the cities and counties in Hebei Province.Finally，the article made an empirical analysis of the agricultural information level in Hebei Province and gave us some solutions and suggestions.

Hebei Province；agriculture information level；evaluation index；support vector regression

G202

A

1000-2324（2015）01-0110-06

2013-03-20

2013-03-28

河北省软科学研究计划项目（14457419D）

张霞（1975-），女，汉族，河北深泽人，博士，副教授，研究方向：主要从事数据挖掘、农业信息化.