基于改進熵值法對城市土地集約利用的評價

摘 要：以奎屯市為實證研究，將整個城市作為宏觀層面的評價對象，將土地利用集約度作為指標體系的總目標，構建了由目標層、準則層、要素層、指標因子層組成的多層次的綜合評價指標體系，運用多目標綜合評價法和改進熵值法從社會、經(jīng)濟、生態(tài)系統(tǒng)宏觀評價城市土地集約利用水平。

關鍵詞：城市土地；集約利用；評價；奎屯

中圖分類號：X3文獻標識碼：A文章編號：1672-3198（2008）07-0105-02

1 評價指標體系

城市土地利用是一個多層次、多目標的體系，城市土地是否集約利用體現(xiàn)的是經(jīng)濟系統(tǒng)、社會系統(tǒng)、環(huán)境系統(tǒng)等多方面效益的均衡，要表現(xiàn)這樣的多維矢量，必須運用一套指標體系。本文以整個城市作為宏觀層面的評價對象，將土地利用集約度作為指標體系的總目標，從經(jīng)濟、社會、生態(tài)環(huán)境方面考慮，構建了由目標層、準則層、要素層、指標因子層組成的多層次的綜合評價指標體系，詳見表1。

2 評價方法

2.1 多目標綜合評價法

多目標綜合評價是對復雜經(jīng)濟現(xiàn)象整體進行定量描述的一種方法，這種描述是建立在科學地概括統(tǒng)計總體、多方面特征的條件下，按照一定的目標和原則，以評價單元為樣本，選擇對評價單元發(fā)生作用的因素和因子作為評價指標，并通過適當?shù)哪Ｊ接枰粤炕⒂嬎愫蜌w并，本文采用多目標綜合評價法來計算土地集約利用綜合指數(shù)

式中：Fi是第i個評價單元土地集約利用綜合指數(shù)；Iij是第i個評價單元在第j項指標上的標準化值；ωj是第j項指標的權重；i為評價單元個數(shù)（i=1，2，3...m）；j為指標個數(shù)（j=1， 2， 3，...n) 。

2.2 改進熵值法

根據(jù)城市土地集約利用的內(nèi)涵，集約利用評價實質上就是解決城市土地在發(fā)展水平、速度和各方面協(xié)調性的描述問題。從熵值法的物理意義來看，信息熵描述了樣本數(shù)據(jù)變化速率，在綜合評價中由此得到的指標權重描述了指標數(shù)值變化的相對幅度。一般認為，熵值法能夠反映出指標信息熵值的效用價值，從計算過程中不難發(fā)現(xiàn)，相對于指標理想值而言，指標值變化越快，得到的指標信息熵就越小，其效用值越大，指標權重就越大；反之，指標權重就越小。因此，利用信息熵計算出各指標的權重，能反映各項指標值的差異程度，為綜合評價提供依據(jù)。用改進熵值法進行城市土地集約利用綜合評價的主要步驟是：

①由于不同的指標具有不同的量綱和單位，為了消除量綱和量綱單位的不同帶來的不可公度性，所以首先應將指標無量綱化處理，即指標的同度量化。其標準化公式如下：

2.3 城市發(fā)展協(xié)調系數(shù)

根據(jù)集約利用的內(nèi)涵，城市土地集約利用是社會、經(jīng)濟、環(huán)境3個系統(tǒng)動態(tài)協(xié)調發(fā)展的過程，任何一個系統(tǒng)的偏頗都會對城市土地利用的綜合效益產(chǎn)生影響，所以3個系統(tǒng)的關系應當是城市經(jīng)濟增長與環(huán)境保護相協(xié)調，同時促進城市社會進步，提高土地集約利用水平。這種協(xié)調關系在評價中表現(xiàn)為樣本的社會狀況指數(shù)、生態(tài)環(huán)境指數(shù)和經(jīng)濟狀況指數(shù)應相互均衡。為了定量描述城市發(fā)展的可持續(xù)性，本文利用協(xié)調系數(shù)評價3個子系統(tǒng)之間的發(fā)展關系。定義樣本i的協(xié)調系數(shù)為：Ci= 1- Si/ Fi。式中，Si為樣本i的社會狀況系數(shù)、生態(tài)環(huán)境系數(shù)和經(jīng)濟狀況系數(shù)的標準差，F(xiàn)i為樣本i的社會狀況系數(shù)、生態(tài)環(huán)境系數(shù)和經(jīng)濟狀況系數(shù)的平均值。計算出的協(xié)調指數(shù)數(shù)值將在0與1之間變化。樣本的社會狀況系數(shù)、生態(tài)環(huán)境系數(shù)和經(jīng)濟狀況系數(shù)數(shù)值越接近，說明樣本的3個子系統(tǒng)之間發(fā)展越協(xié)調，協(xié)調系數(shù)越接近1；反之亦然。



3 奎屯市土地集約利用評價

3.1 奎屯市土地利用概況

2006年奎屯市建設用地面積為7061.87公頃，其中城鄉(xiāng)居民點及工礦用地4944.43公頃，占建設用地的70.02%。從布局上看城市建設用地集中于市區(qū)及市郊，城市建設用地規(guī)劃合理，基礎設施完備，建設起點較高，城市整體功能較為完善。未利用土地23642.47公頃，占土地總面積的21.3%。未利用土地中可開墾利用的后備土地資源較多，且地勢較為平坦，集中連片，土壤鹽堿化程度輕，電力、水利基礎設施條件較好，開發(fā)比較容易。未利用土地中，荒草地、鹽堿地、沼澤地面積共有20407.44公頃，這部分土地通過整理、開發(fā)是農(nóng)用地開發(fā)利用較好的后備資源。因此，奎屯市未利用土地開發(fā)潛力較大。

3.2 奎屯市城市土地集約利用評價

3.2.1 選擇評價區(qū)域

本文主要從宏觀角度對新疆省奎屯市的建成區(qū)的土地集約利用狀況進行定性結合定量分析與評價。

3.2.2 土地集約利用指標標準的確定

本文評價是以多目標效益最大化為評價目標，因而在評價指標標準化過程中，本人采用了極差標準化法，以每一項指標中的最值為標準值進行標準化，消除量綱和量綱單位的不同帶來的不可公度性。運用DPS v8.5版軟件，得到標準化后的數(shù)據(jù)。

3.2.3 評價指標權重的確定

根據(jù)已構建的指標體系和前述方法，對奎屯市2002～2006年城市發(fā)展情況的相關數(shù)據(jù)進行收集和整理，根據(jù)第四章的權重計算方法，計算出奎屯市土地集約利用宏觀評價指標體系的權重。

3.2.4 評價結果與分析

（1）土地集約利用度分析。

通過計算得到奎屯各年城市土地集約利用指數(shù)值以及經(jīng)濟、社會、生態(tài)環(huán)境指數(shù)，詳見表1。從評價結果可見，2002～2006年奎屯市經(jīng)濟、社會、生態(tài)環(huán)境指數(shù)逐年增加，城市土地集約利用指數(shù)逐年增加，奎屯市土地集約利用水平逐漸提高，且土地集約利用水平提高的幅度越來越大，2004年土地集約利用增長幅度為0.0088，2006年則達到0.0559，其年平均增長率為3.0%，說明奎屯市土地集約利用狀況正在逐步改善。

（2）城市土地集約利用協(xié)調系數(shù)分析。

城市土地集約利用是社會系統(tǒng)、經(jīng)濟系統(tǒng)和生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)之間相互作用動態(tài)發(fā)展的過程。對三個系統(tǒng)間協(xié)調系數(shù)的分析，能及時發(fā)現(xiàn)城市土地利用中存在的問題，對此提出相應的調控對策，從而逐步達到土地集約利用的目的。根據(jù)表2，本人計算了近五年奎屯市土地集約利用協(xié)調度系數(shù)值。

根據(jù)協(xié)調度理論，奎屯市土地利用集約度2005年前小于0.2，土地利用系統(tǒng)處于極不集約狀態(tài)，2005年與2006年分別為0.2254，0.2835，處于不集約狀態(tài)，3個子系統(tǒng)的協(xié)調度有待進一步提高，城市土地集約利用空間巨大。

（3）奎屯市城市土地集約潛力巨大。

評價結果顯示，奎屯市城市土地集約利用處于不集約利用狀態(tài)，距離集約利用狀態(tài)有很大差距，還有很大的潛力可挖。通過對連續(xù)五年的原始數(shù)據(jù)進行無量綱處理發(fā)現(xiàn)，城市化水平要素度層的分值還很低，還有很大的挖掘潛力。在潛力挖掘過程中，應著重從降低商品房空置率、增加人均建設用地面積、提高人均住房使用面積、增加人口等幾個方面入手。土地經(jīng)濟投入水平、土地經(jīng)濟產(chǎn)出和土地集約化發(fā)展趨勢三個要素層中的個別指標的發(fā)展?jié)摿σ埠艽蟆＊?/p>

參考文獻

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［2］邱菀華.管理決策與應用熵學［Ｍ］.北京：機械工業(yè)出版社，2002.

［3］郭顯光.改進的熵值法及其在經(jīng)濟效益評價中的應用［Ｊ］.系統(tǒng)工程理論與實踐，1998，(12).