基于AHP-熵權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 國土資源工程學院，云南 昆明 650093)

基于AHP-熵權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 國土資源工程學院，云南 昆明 650093)

針對土地整理綜合效益評價研究，從經(jīng)濟、社會、生態(tài)3個方面入手，選取4個社會效益指標、4個經(jīng)濟效益指標、3個生態(tài)效益指標，構建土地整理綜合效益的評價指標體系，并結合AHP和熵權法計算指標權重，再采用物元分析理論，構建土地整理綜合效益評價模型。以某研究區(qū)為例，運用模型計算出研究區(qū)各個指標值在各個評價等級中的關聯(lián)度，得到土地整理的綜合效益評價。結果表明，所構建的評價方法可行。

土地整理綜合效益； AHP； 熵權法； 物元評判模型

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

近年來，國內專家學者從理論、技術、方法等方面對土地整理效益評價研究進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涵及評價內容；胡廷蘭等[4]以能值理論為基礎，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，構建了土地整理生態(tài)效益的評價公式；部分學者運用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行了評價研究[5-8]；吳冠岑等[9]運用熵權可拓物元模型對土地整理項目的社會效益進行評價研究；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，為科學準確地評價土地整理效益提供了理論基礎。

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

1 指標體系構建

1.1 土地整理綜合效益指標體系構建

土地整理綜合效益評價的關鍵是建立一套科學、全面、定量與定性相結合、具有可操作性的評價體系。雖然我國相關專家、學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性、系統(tǒng)性、可行性等各個方面都達到相關專家、學者及有關政府部門一致認可的土地整理綜合效益評價指標體系。

在前人研究成果的基礎上，結合我國土地整理的實際情況，從經(jīng)濟、社會、生態(tài)3個方面出發(fā)，采用特爾斐咨詢法構建了由目標層A、準則層B、指標層C組成的土地整理綜合效益評價指標體系(表1)。

1.2 AHP-熵權法確定指標權重

選用主觀賦權法(層次分析法)確定指標權重，再選用客觀賦權法(熵權法)修正層次分析法所取得的權重。

1.2.1 層次分析法確定指標權重

建立層次結構模型。先確定需要決策的目標，把對目標決策有影響的因素分類，構建一個多層次的結構模型。

構造成對比較矩陣(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的標度對相對重要性程度進行賦值，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層(A)下的指標體系

層次單排序和一致性檢驗。首先，計算權重，進行層次單排序。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即為所求指標權重。計算判斷矩陣的最大特征根：

判斷矩陣的一致性檢驗。一致性指標

查找平均隨機一致性指標RI，當除數(shù)n取值為1～11時，對應的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，則表明判斷結果具有滿意的一致性；當CR≥0.1時，認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 熵權法修正AHP確定指標權重

對判斷矩陣A=(aij)m×n進行無量綱化處理：

計算特征比重：

計算指標熵權值：

計算指標的差異系數(shù)：

dj=1-ej。

確定各指標的信息權重值：

信息權重值修正AHP確定指標權重：

Sj即為AHP和熵權法結合所求指標相對權重。

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

表2 土地整理綜合效益目標層(A)下的指標權重

1.3 土地整理綜合效益物元評判模型構建

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c，指標值ν，以有序三元組R=(N，c，ν)共同構成土地整理綜合效益物元。假設綜合效益N有多個指標，包括n個指標c1，c2，…，cn和相應的指標值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；νoji表示每項指標對應等級所規(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個評價標準(j=1,2，…，m)；ci表示第i個評價指標；νpi表示每項指標對應等級所規(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 確定關聯(lián)函數(shù)及關聯(lián)度

令有界區(qū)間X0=[a，b]的模定義為

某一點x到區(qū)間X0=[a，b]的距離為

則土地整理綜合效益指標關聯(lián)函數(shù)K(χi)的定義為：

K(χi)即為指標在各個評價等級中的屬于程度。

2 實例研究

2.1 項目整理情況

某土地整理項目總投資843.63萬元，項目所在鄉(xiāng)鎮(zhèn)總人口76 123人，鄉(xiāng)鎮(zhèn)總面積6 089 hm2，項目區(qū)總面積301.663 6 hm2，建設規(guī)模236.909 4 hm2，土地平整面積92.642 9 hm2。項目實施前每年糧食總產量152.67萬kg，糧食總產值483.3萬元，凈產值194.12萬元；項目實施后每年糧食總產量192.22萬kg，糧食總產值611.77萬元，凈產值244.71萬元。項目區(qū)通過土地平整、修建農田水利設施、道路設施后，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)評價指標和評價標準

借鑒已有研究成果，將各個指標構造為5個等級：優(yōu)秀、良好、一般、較差、很差，對每個級別標準結合指標分別賦予分級標準值。根據(jù)表1中各指標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值。研究區(qū)土地整理綜合效益指標值、評價標準結果見表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值與評價標準

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

計算研究區(qū)指標在各個評價等級中的屬于程度，指標的最終評價等級(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，該項目區(qū)通過土地整理后，耕地面積增加，糧食產量增加，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果

3 小結

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

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[10] 李正, 王軍, 白中科,等. 基于物元評判模型的土地整理綜合效益評價方法研究[J]. 水土保持通報, 2010, 30(6):190-194.

(責任編輯：高 峻)

2016-07-27

王俊林(1991—)，女，云南宣威人，碩士研究生，研究方向為土地規(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

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