基于AHP-熵权物元评判模型的土地整理综合效益评价

2017-02-27王俊林谭荣建

浙江农业科学 2017年2期

关键词：物元整理效益

王俊林，谭荣建

(昆明理工大学国土资源工程学院，云南昆明 650093)

基于AHP-熵权物元评判模型的土地整理综合效益评价

王俊林，谭荣建

(昆明理工大学国土资源工程学院，云南昆明 650093)

针对土地整理综合效益评价研究，从经济、社会、生态3个方面入手，选取4个社会效益指标、4个经济效益指标、3个生态效益指标，构建土地整理综合效益的评价指标体系，并结合AHP和熵权法计算指标权重，再采用物元分析理论，构建土地整理综合效益评价模型。以某研究区为例，运用模型计算出研究区各个指标值在各个评价等级中的关联度，得到土地整理的综合效益评价。结果表明，所构建的评价方法可行。

土地整理综合效益； AHP；熵权法；物元评判模型

广义的土地整理一般可分为农用地整理与建设用地整理。根据我国国情，现阶段土地整理的重点在农村地区。农用地整理的特点在于以增加有效耕地面积并提高耕地质量为中心，通过对田、水、路、林、村实施综合整理开发，提高土地资源的利用率与产出率，改善农业生产和土地利用条件、居住环境和生态环境。土地整理是一项确保经济、社会、生态三大效益良性循环的工作[1]；因此，科学、准确地评价土地整理项目的经济效益、社会效益、生态效益，有助于促进土地整理理论体系的形成，规范与指导土地整理的实践活动。

近年来，国内专家学者从理论、技术、方法等方面对土地整理效益评价研究进行了许多有益的探索，如张正峰等[2]、范金梅[3]研究了土地整理效益的内涵及评价内容；胡廷兰等[4]以能值理论为基础，提出了以自然环境系统的无偿能值投入变化量为表征的土地整理生态效益评价方法，构建了土地整理生态效益的评价公式；部分学者运用AHP(层次分析法)、模糊综合评价等方法对土地整理的综合效益进行了评价研究[5-8]；吴冠岑等[9]运用熵权可拓物元模型对土地整理项目的社会效益进行评价研究；李正等[10]利用物元分析理论，建立物元评价模型，对土地整理综合效益进行评价研究。这些研究丰富了土地整理综合效益的评价方法，为科学准确地评价土地整理效益提供了理论基础。

本研究借鉴已有成果，采用特尔斐咨询法建立评价指标体系，运用AHP确定权重，运用熵权法修正层次分析法确定的权重，并建立土地整理综合效益的物元评价模型。

1 指标体系构建

1.1 土地整理综合效益指标体系构建

土地整理综合效益评价的关键是建立一套科学、全面、定量与定性相结合、具有可操作性的评价体系。虽然我国相关专家、学者对土地整理效益的研究已取得一定的成绩，但到目前为止，在我国，依然没有形成一整套在科学性、系统性、可行性等各个方面都达到相关专家、学者及有关政府部门一致认可的土地整理综合效益评价指标体系。

在前人研究成果的基础上，结合我国土地整理的实际情况，从经济、社会、生态3个方面出发，采用特尔斐咨询法构建了由目标层A、准则层B、指标层C组成的土地整理综合效益评价指标体系(表1)。

1.2 AHP-熵权法确定指标权重

选用主观赋权法(层次分析法)确定指标权重，再选用客观赋权法(熵权法)修正层次分析法所取得的权重。

1.2.1 层次分析法确定指标权重

建立层次结构模型。先确定需要决策的目标，把对目标决策有影响的因素分类，构建一个多层次的结构模型。

构造成对比较矩阵(判断矩阵)。判断矩阵表示针对上一层次某元素，本层次与它有关元素之间相对重要性的比较。判断矩阵A=(aij)m×n中，元素i与元素j相比较的重要程度用aij表示。通常，aij按照1～9的标度对相对重要性程度进行赋值，其中：1表示2个元素相比，具有同样的重要性；3表示2个元素相比，前者比后者稍重要；5表示2个元素相比，前者比后者明显重要；7表示2个元素相比，前者比后者强烈重要；9表示2个元素相比，前者比后者极端重要；2、4、6、8表示上述相邻判断的中间值。

表1 土地整理综合效益目标层(A)下的指标体系

层次单排序和一致性检验。首先，计算权重，进行层次单排序。将判断矩阵每一列归一化：

然后，将归一化后的判断矩阵按行相加：

w=(w1，w2，…，wn)T即为所求指标权重。计算判断矩阵的最大特征根：

判断矩阵的一致性检验。一致性指标

查找平均随机一致性指标RI，当除数n取值为1～11时，对应的RI值分别为0、0、0.58、0.90、1.12、1.24、1.41、1.45、1.49、1.51。计算一致性比率：

如果CR<0.1，则表明判断结果具有满意的一致性；当CR≥0.1时，认为所给出的判断矩阵是不满足一致性的，需要返回修正判断矩阵的元素赋值。

1.2.2 熵权法修正AHP确定指标权重

对判断矩阵A=(aij)m×n进行无量纲化处理：

计算特征比重：

计算指标熵权值：

计算指标的差异系数：

dj=1-ej。

确定各指标的信息权重值：

信息权重值修正AHP确定指标权重：

Sj即为AHP和熵权法结合所求指标相对权重。

综上，本研究利用专家评价构造判断矩阵，然后采用层次分析法，求解最大特征根，通过一致性检验后，得到评价指标权重；再利用判断矩阵，采用熵值法，求解出指标信息权重值；最后利用层次分析法所求指标权重和熵值法所求指标信息权重值求得指标相对权重结果(表2，计算过程略)。

表2 土地整理综合效益目标层(A)下的指标权重

1.3 土地整理综合效益物元评判模型构建

1.3.1 确定土地整理综合效益物元

土地整理综合效益N，综合效益指标c，指标值ν，以有序三元组R=(N，c，ν)共同构成土地整理综合效益物元。假设综合效益N有多个指标，包括n个指标c1，c2，…，cn和相应的指标值ν1，ν2，…，νn，称R为综合效益N的n维物元，表示为：

1.3.2 确定土地整理综合效益的经典域及节域物元

以Roj表示土地整理综合效益的经典域物元；Noj表示所划分土地整理综合效益的第j个评价等级(j=1,2，…，m)；ci表示第i个评价指标；νoji表示每项指标对应等级所规定的量值范围(经典域)；aoji、boji分别表示量值的下限和上限，j=1,2，…，m，i=1,2，…，n。土地整理综合效益的经典域物元可表示为：

以Rp表示土地整理综合效益的节域物元；Np表示所划分土地整理综合效益的第p个评价标准(j=1,2，…，m)；ci表示第i个评价指标；νpi表示每项指标对应等级所规定的量值范围(节域)；api、bpi分别表示量值的下限和上限，j=1,2，…，m，i=1，2，…，n。土地整理综合效益的节域物元可表示为：

1.3.3 确定关联函数及关联度

令有界区间X0=[a，b]的模定义为

某一点x到区间X0=[a，b]的距离为

则土地整理综合效益指标关联函数K(χi)的定义为：

K(χi)即为指标在各个评价等级中的属于程度。

2 实例研究

2.1 项目整理情况

某土地整理项目总投资843.63万元，项目所在乡镇总人口76 123人，乡镇总面积6 089 hm2，项目区总面积301.663 6 hm2，建设规模236.909 4 hm2，土地平整面积92.642 9 hm2。项目实施前每年粮食总产量152.67万kg，粮食总产值483.3万元，净产值194.12万元；项目实施后每年粮食总产量192.22万kg，粮食总产值611.77万元，净产值244.71万元。项目区通过土地平整、修建农田水利设施、道路设施后，研究区土地利用地类发生变化，具体情况见表3。

2.2 研究区评价指标和评价标准

借鉴已有研究成果，将各个指标构造为5个等级：优秀、良好、一般、较差、很差，对每个级别标准结合指标分别赋予分级标准值。根据表1中各指标的计算公式及研究区的土地整理情况，计算出研究区土地整理综合效益的指标值。研究区土地整理综合效益指标值、评价标准结果见表4。

表3 研究区土地整理前后各地类面积的变化 hm2

表4 研究区土地整理综合效益指标值与评价标准

2.3 研究区土地整理综合效益评价各界别等级的关联度及判定等级

计算研究区指标在各个评价等级中的属于程度，指标的最终评价等级(表5)由属于程度的最大值确定。判定社会效益和经济效益均为“良好”等级，生态效益为“一般”等级,判定综合效益为“良好”等级。总体来看，该项目区通过土地整理后，耕地面积增加，粮食产量增加，生态环境也得到改善。

表5 研究区属于程度计算及评判等级结果

3 小结

结合研究区土地整理的实际，构建了由4个社会效益指标、4个经济效益指标、3个生态效益指标组成的土地整理效益综合评价指标体系，指标多采用项目实施前后对比的变化情况，可以更好地反映其实际综合效益的动态变化。本研究在确定各级指标权重时，采用了AHP和熵值法相结合的综合赋权法，综合了2种方法各自的长处，使权重更加科学和准确。本研究构建了土地整理综合效益的物元评价模型，将评价等级、评价指标及其指标值作为物元，确定了模型的经典域、节域，计算其关联度，从而得到研究区土地整理的综合效益评价结果。该方法能够有效地解决不同种类评价指标的不相容性，能够更真实地反映各指标的关于评价等级的归属情况，使结论更加科学。

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[7] 覃事娅, 尹惠斌. 基于AHP的土地整理综合效益评价实证研究[J]. 河北农业科学, 2007, 11(2):93-96.

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(责任编辑：高峻)

2016-07-27