熵值法__

土地可持续利用评价方法——熵值法内容提要：一、熵值法的基本原理二、熵值法的计算方法及步骤三、在土地可持续利用评价中的实际运用四、对熵值法的评价一、熵值法的基本原理①熵的概述熵，英文为entropy，是德国物理学家克劳修斯在1850年创造的一个术语，它用来表示一种能量在空间中分布的均匀程度。熵是热力学的一个物理概念，是体系混乱度(或无序度)的量度，用S表示。应用在系统论中，熵越大说明系统越混乱，携带的信息越少，熵越小说明系统越有序，携带的信息越多。简单列表（在系统论中）熵大越无序信息少效用值小权重小熵小越有序信息多效用值大权重大②熵值法主要原理熵值法是一种客观赋权方法，它通过计算指标的信息熵，根据指标的相对变化程度对系统整体的影响来决定指标的权重，相对变化程度大的指标具有较大的权重，此方法现广泛应用在统计学等各个领域，具有较强的研究价值。主要精髓：熵值效用价值权重（与指标的相对变化程度正相关）二、熵值法的计算方法及步骤（一）原始数据的收集与整理假定需要评价某城市m年的发展状况，评价指标体系包括n个指标。这是个由m个样本组成，用n个指标做综合评价的问题，便可以形成评价系统的初始数据矩阵：其中ｘij表示第i个样本第j项评价指标的数值。1111nmmnxxXxx（二）数据处理—标准化处理①由于各指标的量纲、数量级均有差异，所以为消除因量纲不同对评价结果的影响，需要对各指标进行标准化处理。方法一：其中xj为第j项指标值,xmax为第j项指标的最大值,xmin为第j项指标的最小值,x’ij为标准化值。若所用指标的值越大越好，则选用前一个公式若所用指标的值越小越好，则选用后一个公式minmaxmaxminmaxmin';'jjijijxxxxxxxxxx数据标准化方法二：其中：为第j项指标的平均值；Sj为第j项指标的标准差jx2j1111,()1nnjijijiixxSxxnn'ijjijjxxxS②计算第j项指标下第i年份指标值的比重yij由此，可以建立数据的比重矩阵Y={yij}m*n1'(01)'ijijijmijixyyx（三）计算指标信息熵值e和信息效用值d①计算第j项指标的信息熵值的公式为：(式中,K为常数,)②某项指标的信息效用价值取决于该指标的信息熵ej与1之间的差值，它的值直接影响权重的大小，信息效用值越大，对评价的重要性就越大，权重也就越大。1lnmjijijieKyy1lnKm1jjde（四）计算评价指标权重利用熵值法估算各指标的权重，其本质是利用该指标信息的价值系数来计算，其价值系数越高，对评价的重要性就越大(或称权重越大，对评价结果的贡献大)。第j项指标的权重为：1jjmjidwd（四）计算样本的评价值采用加权求和公式计算样本的评价值式中U为综合评价值，n为指标个数，wj为第j个指标的权重。显然,U越大，样本效果越好。最终比较所有的U值，即得出评价结论。nijj1U=yw*100i三、江苏省扬州市土地可持续利用评价1、根据指标体系建立原则，结合扬州市土地资源利用特点，建立了扬州市土地可持续利用状态综合评价的指标体系。主要包括“资源、环境、经济、社会”四大一级指标，如下表所示：总目标一级指标二级指标特征土地可持续利用综合评价指标体系资源指标U1建设用地年增长率X1耕地年减少率X2人均建设用地X3人均耕地X4粮食单产X5反映土地资源的利用状况及发展潜力环境指标U2建成区绿化覆盖率X6环境噪声达标面积比重X7工业废水排放达标率X8万元工业产值废水值放量X9万元工业产值废气排放量X10反映与土地利用密切相关的生态、环境状况经济指标U3GDP年增长率X11非农产值比重X12地均GDPX13投入产出比X14人均GDPX15反映不同利用方式下土地源的生产能力及生产效率社会指标U4农民人均纯收入X16城镇居民人均可支配收X17非农人口比重X18人口自然增长率X19人口密度X20城镇居民人均住房X21每千人拥有医生数X22反映土地利用方式对人们生活的影响及人民对它的反应2、根据熵值法的计算原理，分别求出各指标的权重值3、根据上述构建的熵值法评价模型，利用其原理和4步骤对指标数据进行处理，选取扬州市1996～2004年土地资源利用的相关数据，对这一时期扬州市的土地资源可持续利用状态进行计算，评价结果见表6，其中包括综合评价得分值和各分类指标得分值。4、参照不同学者对土地资源可持续利用评价标准的划分，此处将土地资源利用的可持续性划分为四个等级。见表5：通过对比分析得出结论：由上述分析可以得出，扬州市土地资源可持续利用的状态总体上是趋于发展的，在经历了之前的发展阶段和基本可持续利用阶段之后，已经开始进入可持续利用阶段。但其中的资源和环境两方面的指标总体上仍呈现下降的趋势，尤其是环境指标，在研究期间的大多数年份处于可持续利用起步阶段，在以后的土地利用中生态环境因素很有可能会成为最大的制约因素。扬州市土地利用的经济指标也是在2004年才开始进入可持续利用阶段，在以后的土地利用中仍有较大的发展潜力。因而，扬州市在以后的发展中，要实现土地的可持续利用可以从以下几方面着手：A、切实采取措施加强耕地保护，实现耕地总量动态平衡。B、加强建设用地指标的规划控制，合理确定建设用地规模，提高土地利用率。C、积极推进市场置地，调整和优化用地结构与布局，提高土地集约利用水平。D、加强生态环境建设，注重土地开发与利用的生态效益。四、对熵值法的评价优点：①熵值法能够深刻反映出指标信息熵值的效用价值，从而确定权重，这种思想与土地可持续利用机理非常相似，影响土地可持续作用的主要因素也是其中变化程度大的因素。②它是一种客观赋权法，因而由它得出的指标权重值比主观赋权法具有较高的可信度和精确度。缺点：一是缺乏各指标之间的横向比较;二是各指标的权数随样本的变化而变化，权数依赖于样本，在应用上受限制。