基于數(shù)據(jù)信息特征的土地資源論文范文

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1客觀賦權(quán)方法比較分析和優(yōu)化

對表3中的數(shù)據(jù)，用5種方法分別賦權(quán)，必然會出現(xiàn)不同的賦權(quán)結(jié)果（見圖1）。復(fù)相關(guān)系數(shù)法利用重復(fù)信息確權(quán)，賦權(quán)結(jié)果必然和其他方法不同。由表4可知，利用差異信息的熵權(quán)法、變異系數(shù)法、均方方差法、離差最大化法的賦權(quán)結(jié)果相關(guān)性明顯，賦權(quán)結(jié)果存在一定趨同；但賦權(quán)結(jié)果也存在區(qū)別（見圖1），這歸因于度量差異信息離散程度的確權(quán)系數(shù)精度不同。極端地說，如果確權(quán)系數(shù)相同，那么表5中變異系數(shù)、1-熵值、方差、離差對應(yīng)的數(shù)值是成比例關(guān)系，進(jìn)而指標(biāo)排序完全一致。現(xiàn)實(shí)中，數(shù)據(jù)的離散程度是不可設(shè)計的，但是數(shù)據(jù)離散程度的趨勢可以設(shè)計，為了判定熵權(quán)法等5種方法確權(quán)系數(shù)的精度，在原始指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上（見表3），通過減少指標(biāo)，構(gòu)建離散程度逐漸上升和逐漸下降的指標(biāo)體系即差異組。離散程度不同指的是，指標(biāo)體系中所有指標(biāo)離散度的均值。建立差異組時，選擇變異系數(shù)衡量指標(biāo)體系數(shù)據(jù)的離散程度。選擇變異系數(shù)的原因：一是變異系數(shù)的計算較熵值的計算簡便；二是變異系數(shù)可以擺脫數(shù)據(jù)極大值、極小值、均值的影響，衡量數(shù)據(jù)的離散程度的準(zhǔn)確度高于標(biāo)準(zhǔn)差、離差[11]。本研究建立差異組，試圖通過大量的試驗(yàn)，增強(qiáng)結(jié)論的說服性。

1.1探討確權(quán)系數(shù)精度由表5可知，變異系數(shù)法和熵權(quán)法有6個指標(biāo)的排序相同，對最重要指標(biāo)的判定相同。圖2中，不同指標(biāo)體系下，變異系數(shù)法同熵權(quán)法的賦權(quán)結(jié)果的走勢一致，同升同降。表5和圖2反映變異系數(shù)法和熵權(quán)法的賦權(quán)結(jié)果極大趨同性。同時，在差異組指標(biāo)體系下，對熵權(quán)法和變異系數(shù)法的賦權(quán)結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn)，相關(guān)系數(shù)均在0.9以上，且雙精度檢驗(yàn)值絕大部分小于0.05。這說明熵權(quán)法、變異系數(shù)法獨(dú)立數(shù)據(jù)差異信息離散程度的確權(quán)系數(shù)是相近的。確權(quán)系數(shù)的精度決定賦權(quán)結(jié)果的合理性，合理性由排序的準(zhǔn)確性和權(quán)重數(shù)值的區(qū)分性體現(xiàn)。由于變異系數(shù)法同熵權(quán)法在排序上基本一致，從權(quán)重的區(qū)分性來判斷方法的優(yōu)劣。在差異組的各指標(biāo)體系下，對變異系數(shù)法、熵權(quán)法的賦權(quán)結(jié)果，分別求標(biāo)準(zhǔn)差，熵權(quán)法對應(yīng)的賦權(quán)結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差總是大于變異系數(shù)法的，熵權(quán)法的區(qū)分度好。在假設(shè)變異系數(shù)法、熵權(quán)法的指標(biāo)排序都合理的情況下，熵權(quán)法的賦權(quán)結(jié)果在區(qū)分度上由于變異系數(shù)法。均方差法利用標(biāo)準(zhǔn)差度量差異信息的離散程度，但是當(dāng)進(jìn)行2個或多個樣本離散程度的比較時，當(dāng)且僅當(dāng)度量單位與平均數(shù)相同，可直接利用標(biāo)準(zhǔn)差來比較。如果單位和平均數(shù)不同時，比較其離散程度就不能采用標(biāo)準(zhǔn)差，而需采用標(biāo)準(zhǔn)差與平均數(shù)的比值來比較，而變異系數(shù)為標(biāo)準(zhǔn)差與平均數(shù)的比值，可以消除單位或均值的影響，更能合理反映數(shù)據(jù)的離散程度。故變異系數(shù)法較于均方差法。圖2中，多數(shù)指標(biāo)體系下，變異系數(shù)法同均方差法的賦權(quán)結(jié)果走勢圖有很大出入，這歸因于均方差法不能消除指標(biāo)均值的影響，難以合理比較不同指標(biāo)的離散程度，賦權(quán)結(jié)果不合理。表5中，原始指標(biāo)體系下，均方差法同離差最大化法有3個指標(biāo)排序相同。圖2中，隨著指標(biāo)體系的變化，較于其他2種方法，均方差法和離差最大化法的賦權(quán)結(jié)果走勢相對一致。在差異組指標(biāo)體系下，對均方差法和離差最大化法的賦權(quán)結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn)，相關(guān)系數(shù)在0.8左右，且雙精度檢驗(yàn)值絕大部分小于0.1，說明均方差法同離差最大化法的賦權(quán)結(jié)果的趨同性強(qiáng)。但是，原始指標(biāo)體系下，均方差法對最重要指標(biāo)的判定同熵權(quán)法、變異系數(shù)法一致，而離差最大化法的判定則是將熵權(quán)法中第4重要的指標(biāo)判定為第1重要指標(biāo)，這種決策失誤來源于離差最大化法公式中指標(biāo)極大值、極小值的選取錯誤，從準(zhǔn)確性考慮均方差法優(yōu)于離差最大化法。對于1個指標(biāo)體系賦權(quán)，保證合理反映指標(biāo)的相對重要程度是前提，因此均方差法優(yōu)于離差最大化法。前面推論，熵權(quán)法優(yōu)于變異系數(shù)法，變異系數(shù)法在合理性、區(qū)分度上都優(yōu)于均方差法，均方差法優(yōu)于離差最大化法。因此，利用差異信息賦權(quán)的方法中，熵權(quán)法最優(yōu)。

1.2賦權(quán)原理不同的方法比較熵權(quán)法利用差異信息賦權(quán)；復(fù)相關(guān)系數(shù)法利用重復(fù)信息賦權(quán)。但是，對于任意指標(biāo)體系都包含差異信息和重復(fù)信息。為探討2種方法的適用條件、賦權(quán)結(jié)果有無一致性，建立同差異組對立的相關(guān)組，研究熵權(quán)法在相關(guān)組的賦權(quán)結(jié)果、研究復(fù)相關(guān)系數(shù)法在差異組的賦權(quán)結(jié)果，進(jìn)而比較分析。相關(guān)組，利用修正的復(fù)相關(guān)系數(shù)，對每1個指標(biāo)存在1個容許度，定義容許度為TOL，TOL=1-R2，TOL越小，指標(biāo)的相關(guān)性就越強(qiáng)[12]。利用容許度，定義方差膨脹因VIF=1/TOL，單個方差膨脹因子大于10或者平均方差膨脹因子大于1，說明指標(biāo)之間的相關(guān)性強(qiáng)，獨(dú)立性越弱[12]。利用方差膨脹因子均值，分別構(gòu)建相關(guān)性遞增指標(biāo)體系和相關(guān)性遞減指標(biāo)體系。由圖3可知，在相關(guān)性遞增指標(biāo)體系下，復(fù)相關(guān)系數(shù)法的賦權(quán)結(jié)果中指標(biāo)權(quán)重的區(qū)分度不是很明顯。在相關(guān)相關(guān)性遞減指標(biāo)體系下，復(fù)相關(guān)系數(shù)法的賦權(quán)結(jié)果中指標(biāo)權(quán)重的區(qū)分度相對明顯。現(xiàn)實(shí)條件中，指標(biāo)體系的建立，盡力選擇相互獨(dú)立的指標(biāo)，某一指標(biāo)為其他指標(biāo)所能解釋的程度越弱，指標(biāo)體系所包含的信息量就越大。圖3說明，復(fù)相關(guān)系數(shù)法的適用條件并不要求指標(biāo)間的相關(guān)性很強(qiáng)，相反的指標(biāo)的獨(dú)立性越強(qiáng)，復(fù)相關(guān)系數(shù)法的賦權(quán)結(jié)果越能合理。由圖4可知，差異組離散性遞減的指標(biāo)體系下，復(fù)相關(guān)系數(shù)法賦權(quán)結(jié)果中指標(biāo)權(quán)重均衡化明顯，難以有效的區(qū)分指標(biāo)的相對重要性。差異組離散性遞增的指標(biāo)體系下，復(fù)相關(guān)系數(shù)法賦權(quán)結(jié)果中指標(biāo)權(quán)重的區(qū)分度相對明顯。圖4說明，復(fù)相關(guān)系數(shù)法在數(shù)據(jù)離散程度較高的指標(biāo)體系中賦權(quán)結(jié)果更為合理。由圖3~4可知，熵權(quán)法在差異組、相關(guān)組中的賦權(quán)結(jié)果指標(biāo)權(quán)重的區(qū)分度都很好，復(fù)相關(guān)系數(shù)法對指標(biāo)獨(dú)立性強(qiáng)、數(shù)據(jù)離散程度高的指標(biāo)體系的賦權(quán)結(jié)果更為合理。綜合評價過程中，指標(biāo)體系的建立，選擇獨(dú)立性強(qiáng)的指標(biāo)保證極大程度地反映評價對象信息，樣本中同一指標(biāo)對應(yīng)的數(shù)據(jù)避免重復(fù)，保證數(shù)據(jù)的有效性。故熵權(quán)法、復(fù)相關(guān)系數(shù)法適用于任意科學(xué)建立的綜合評價指標(biāo)體系。由圖3~4可知，復(fù)相關(guān)系數(shù)法、熵權(quán)法的賦權(quán)結(jié)果不存在趨同，權(quán)重數(shù)值存在很大的差異。表5中，熵權(quán)法判定指標(biāo)的重要程度排第1、2、3、4，在復(fù)相關(guān)系數(shù)法中分別排第2、3、1、8。8個指標(biāo)的重要程度排序，無任何一致性。對各指標(biāo)體系下，復(fù)相關(guān)系數(shù)法和熵權(quán)法得到的賦權(quán)結(jié)果進(jìn)行相關(guān)性檢驗(yàn)，相關(guān)性系數(shù)往往為負(fù)值。存在這種差異，是由于熵權(quán)法基于指標(biāo)數(shù)值的離散程度，復(fù)相關(guān)系數(shù)法要是基于指標(biāo)的相關(guān)性性賦權(quán)，這2類賦權(quán)方法分別利用了指標(biāo)體系的不同信息，賦權(quán)結(jié)果一致性極低，相互補(bǔ)償?shù)淖饔煤苄　?/p>

1.3一種組合優(yōu)化方法土地系統(tǒng)的整體性、動態(tài)性、開放性、階段性說明土地系統(tǒng)是一個復(fù)雜巨系統(tǒng)，土地體統(tǒng)的復(fù)雜性要求在進(jìn)行土地評價的過程中必須辯證的考慮問題[12]。指標(biāo)賦權(quán)是土地評價的重要過程，要求系統(tǒng)的、辯證的衡量各指標(biāo)的重要性。定量評估指標(biāo)重要性，有2種原理：（1）利用指標(biāo)數(shù)值的差異信息賦權(quán)；（2）利用指標(biāo)數(shù)值的重復(fù)信息賦權(quán)。原始數(shù)據(jù)信息由差異信息和重復(fù)信息組成。為了充分利用原始數(shù)據(jù)信息，保證賦權(quán)結(jié)果的合理性，對1組指標(biāo)體系數(shù)據(jù)分別用熵權(quán)法、復(fù)相關(guān)系數(shù)法進(jìn)行賦權(quán)，利用乘法組合賦權(quán)將熵權(quán)法、復(fù)相關(guān)系數(shù)法的賦權(quán)結(jié)果進(jìn)行歸一[10,13-16]。其公式見(1)。式中：wj(1)為熵權(quán)法賦權(quán)結(jié)果，wj(2)為復(fù)相關(guān)系數(shù)法賦權(quán)結(jié)果。由圖5可知，組合賦權(quán)法，對2種賦權(quán)方法的結(jié)果都有兼顧，借鑒了熵權(quán)法和復(fù)相關(guān)系數(shù)法對各指標(biāo)的權(quán)重，尤其是最重要指標(biāo)和最不重要指標(biāo)的判定，充分利用原始數(shù)據(jù)信息。

2結(jié)論與討論

（1）在指標(biāo)逐漸減少的情況下，熵權(quán)法和變異系數(shù)法的趨同性、均方差決策法和離差最大化法的趨同性較為顯著。（2）在賦權(quán)過程中，熵權(quán)法顯示了對指標(biāo)權(quán)數(shù)分配的敏感性，指標(biāo)賦權(quán)結(jié)果區(qū)分度好。這主要是因?yàn)殪貦?quán)法的賦權(quán)公式極大程度地保留了指標(biāo)的差異信息，進(jìn)而著區(qū)分指標(biāo)的重要性。（3）均方差決策法和離差最大化法，一方面難以準(zhǔn)確比較不同指標(biāo)離散程度，另一方面對指標(biāo)賦權(quán)結(jié)果的區(qū)分度不好。方法自身的缺陷、對指標(biāo)差異的敏感性弱，使得均方差決策法和離差最大化方法不適宜進(jìn)行土地資源評價的賦權(quán)。（4）利用重復(fù)信息的復(fù)相關(guān)系數(shù)法和利用差異信息賦權(quán)的熵權(quán)法的賦權(quán)結(jié)果必然難以趨同。考察角度的不同，難以判斷2種方法的優(yōu)劣，而現(xiàn)實(shí)中收集的數(shù)據(jù)信息必然包含重復(fù)信息和差異信息。熵權(quán)法和復(fù)相關(guān)系數(shù)法的組合賦權(quán)法，兼有2種賦權(quán)方法的優(yōu)點(diǎn)，較全面地反映了原始數(shù)據(jù)提供的2種信息。本研究為了加強(qiáng)結(jié)論的可靠性，在原始指標(biāo)體系的基礎(chǔ)上通過減少指標(biāo)，設(shè)計了大量的指標(biāo)體系，但客觀事物的復(fù)雜性是難以模擬的，進(jìn)一步的研究結(jié)果需要對更復(fù)雜的情況進(jìn)行研究得出。

作者：倪廣亞劉學(xué)錄李沁汶郝佳單位：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院