基于组合赋权法的土地资源定级因素因子权值的确定

罗晓霞，王玉婷，郭 岚

(1.西安科技大学 计算机科学与技术学院，陕西 西安 710054；2.西安科技大学 测绘科学与技术学院，陕西 西安 710054)



基于组合赋权法的土地资源定级因素因子权值的确定

罗晓霞1，王玉婷1，郭 岚2

(1.西安科技大学 计算机科学与技术学院，陕西 西安 710054；2.西安科技大学 测绘科学与技术学院，陕西 西安 710054)

在土地资源定级过程中，因素因子权值的确定直接影响着定级结果的准确性。为避免单一赋权法带来的误差，在研究常用的2种确定因素因子权重方法——特尔斐法与熵权法的基础上，提出了一种基于组合赋权法的土地资源定级因素因子权值的确定方法。该方法将特尔斐法与熵权法结合，首先分别使用特尔斐法、熵权法求出对应权值；然后建立合适的数学模型，并利用该模型计算特尔斐法、熵权法的系数；最终根据组合赋权法公式得出权值结果。研究表明，组合赋权法既避免了特尔斐法人为主观性过强的缺陷，同时又避免了熵权法无法体现决策者对不同因素的重视程度的缺点。该方法不仅反映了专家的理论知识与经验，也充分利用了收集到的客观样本数据，使因素因子权值的确定更加切合实际，从而使后续的土地资源定级结果更加合理。最后将该方法应用于甘肃省会宁县的土地资源因素因子权值的计算中，结果表明该方法比单一的特尔斐法或熵权法准确性更高。

熵权法；特尔斐法；因素因子；权值；土地资源定级

0 引 言

我国幅员辽阔，土地资源丰富，但人口基数较大。并且随着社会主义市场经济的发展,我国多个城市存在土地开发失控,时而出现土地价格紊乱的现象，更有甚者利用土地资源投机造成地价泡沫。因此正确的对土地资源定级估价，使土地资源实现最优配置，对我国经济发展和社会稳定性起着重要作用[1]。土地资源的级别决定了土地资源的价值，而土地资源的各类因素因子影响着土地资源级别的确定，因素因子权值直接影响到最终定级结果的准确度[2]。而且因素因子权值的确定还对很多其他自然科学领域有着重要影响，如矿井指标权重计算，地质灾害危险性评价，瓦斯涌出量组合预测方法研究，地震滑坡灾害危险性分析等[3-6]。因此，因素因子权值越准确，最终确定的结果就越符合实际，人们对自然科学中各领域预测也就更加精准。常用的确定权值方法包括特尔斐法、层次分析法、因素成对比较法，这3种方法都是主观赋权值方法。主观赋权法主要建立在专家的专业知识与主观判断上，受专家知识面深、广度的影响，局限性较大，最终确定的权值结果带有很重的主观随意性。因此一些学者提出采用客观赋权法确定因素因子体系权值，客观赋权法包括最大离差法、CRTIC法、类间标准差法等[7-8]。以上方法使权值计算具有较强的数学理论依据，但其过于依赖收集到的客观数据，有时无法体现决策者对不同因素的重视程度，使最终的权重值可能偏离实际需要[9]。本文综合考虑主、客观赋权法的优势与缺点，提出一种基于组合赋权法的因素因子权值的计算方法，组合赋权法将特尔斐法与熵权法结合，避免了单一方法的片面性，并利用建立的数学模型确定特尔斐法与熵权法的系数，使最终确定的因素因子权值更加符合实际，从而使土地资源定级结果更加准确。

1 组合赋权法

组合赋权法是指将主观的特尔斐法与客观的熵权法相结合计算因素因子权值的方法。该方法使赋权结果更加准确。

1.1 特尔斐法

特尔斐法采用问卷的形式，设计符合实际的调查表，咨询专家的意见。根据第一次的征询结果计算出各专家对征询问题意见的均值、方差等统计变量，以衡量专家意见程度的分散性和相似性。然后将统计变量反馈回专家，并进行第二轮征询。几轮征询后，对所获取的结果进行分析，如果各个专家的意见基本趋于一致时则表明结果收敛程度很好，专家的意见能最终表达征询问题的结果。相关公式如下

(1)

(2)

式中 m为专家人数；Xi为第i位专家的评分值；E为某因素均值；δ为某因素标准差。均值反映各专家对因素因子选取的整体意见倾向；标准差反映专家意见的一致程度。标准差越小，表明专家们意见离散度越小，一致性越高。

特尔斐法以具有广泛代表性的许多专家的丰富知识和实践经验为基础，使预测结果具有一定的可靠性。但是使用特尔斐法难免受到专家个人知识的深度与广度的影响，以及专家主观想法的限制，所以特尔斐法具有一定的主观片面性[10]。

1.2 熵权法

熵原本是热力学概念，现已广泛应用于工程技术中。按照信息论基本原理的解释，信息是系统有序程度的一个度量，熵是系统无序程度的一个度量；如果指标的信息熵越小，则该指标提供的信息量越大，在综合评价中所起作用理当越大，权重就应该越高。

熵权法是一种客观赋权法，它根据各指标的变异程度，利用信息熵计算出各指标的熵权，再通过熵权对各指标的权重进行修正，从而得到较为客观的指标权重结果。计算过程如下。

设有m个待评项目，n个评价指标，形成原始指标数据矩阵R=(rijm×n)，对于某个指标而言，rij有信息熵。

(i=1,2,…,m;j=1,2,…,n),

(3)

(4)

由以上公式可知，某个指标的信息熵越小，其指标值的变异程度越大，提供的信息量越大，在综合评价中所起的作用就越大，则该指标的权重也相应越大，反之，其在评价中所起的作用越小，其权重也应越小。根据上面(2)式，可得第j个指标的权重为[11]。

(i=1,2,…,m;j=1,2,…,n).

(5)

熵权法是客观赋权法，它具有较高的精准度，且能更好的解释所得到的结果，而且该方法可以用于任何需要确定权重的过程中，具有较好的适应性。但是熵权法过于依赖客观数据，无法根据实际情况体现决策者的侧重点。

1.3 组合赋权法

特尔斐法可以体现专家的知识和经验以及决策者的意见，熵权法充分挖掘了原始数据本身蕴涵的信息，文中采用的组合赋权法是将主观权重与客观权重相结合，互相弥补缺陷，充分发挥两者的优势，提高权重确定的准确性和评价结果的可信性。基本步骤如下。

1.3.1 利用特尔斐法与熵权法分别求出所选因素因子的权重值

根据1.1，1.2节中公式求出对应权值。设特尔斐法求出的权重向量为 w′=(w1′,w2′,…,wn′)T，且满足0≤wj′≤1,∑wj′=1；熵权法求出的权重向量为 w″=(w1″,w2″,…,wn″)T，满足0≤wj″≤1,∑wj″=1.

1.3.2 建立数学模型，并解该模型求得组合赋权法系数值

建立模型如下

(6)

α+β=1,

(7)

α，β分别表示主观权重和客观权重对最终取值的影响系数，表明决策者对主观权重与客观权重的偏好程度[11]。求解α，β公式如下

(8)

(9)

1.3.3 利用公式求得组合赋权法权值结果

w=αw′+βw″

其中α,β≥0,且α+β=1.

(10)

将步骤1.3.1中求得的特尔斐法与熵权法权值结果，公式(8)(9)求得的α，β值代入公式(10)最终求得组合赋权法结果。

组合赋权法充分考虑了求取因素因子权值过程中主观方法与客观方法的缺点，并将两者的优势结合。而且决策者可以根据实际情况，通过改变系数大小调节主、客观权重的比例。使最终权值结果更加准确、科学。

2 方法应用

2.1 区域概况

会宁县位于甘肃省中部，白银市南端，地处北纬 35°24′～36°26′，东经104°29′～105°31′之间，东与静宁、西吉、海原3县接壤，南与通渭县毗邻，西连定西、榆中两县，北靠靖远县、平川区。南北长约140 km，北部东西宽约90 km，南部宽约50 km，总土地面积6 439 km2,总人口58.28万。

2.2 因素因子确定

土地资源定级因素因子的选取是土地资源定级的一项基础工作。因素因子权重的确定更是对土地资源定级的精确度起着至关重要的作用[12]。土地资源定级过程中可选择的因素因子有很多，而且需要考虑多个因素因子的交叉影响。所以经过慎重对比，应该选择能对土地级别产生重大影响，并能体现土地的社会、经济、文化、自然条件等具有区位差异的因素因子。依照《城镇土地分等级规程》选择合适的因素因子[13-15]。本文中确定的会宁县因素因子体系见表1.

2.3 因素因子权值确定

在2.2中选定的因素因子体系中挑选如表2中10个指标组成会宁县商业用地因素因子体系，与对应评价单元的属性数据构成评价指标值矩阵R=(rij)m×n.采用组合赋权法计算权值，并根据公式(9)(10)计算出：α=0.476 2，β=0.523 8.最终计算出会宁县商业用地定级因素权重见表2.

表1 会宁县定级因素因子体系Tab.1 Grading factor system in Huining county

从表2结果对比可知，采用组合赋权法计算出的权重效果较好。如表2中公交便捷度这一因素，特尔斐法求得权值为0.765，熵权法求得权值0.798，两者相差较大，若只考虑单一赋权方法，可能会使最终的土地资源定级结果有所偏差，故选择组合赋权法，利用数学模型综合主、客观权值结果。充分考虑特尔斐法与熵权法的优势，使最终权值结果更加符合实际，土地资源定级结果更加准确。

表2 会宁县城商业用地3种方法因素权重值Tab.2 Result of three factor weights methods for commercial use in Huining county

3 结 论

本文在研究特尔斐法与熵权法的基础上，提出了一种综合主、客观信息的组合赋权法。首先利用特尔斐法与熵权法分别求出所选因素因子的权重值，然后通过建立数学模型求得组合赋权法系数值，最后得到组合赋权法权值结果。该方法不仅充分发挥了特尔斐法中专家丰富的专业知识和经验以及熵权法中注重客观数据的优势，而且克服了单一赋权法的片面性。经过实际应用，结果表明该方法比单一的特尔斐法或熵权法准确性更高，能够保证因素因子权值更加科学合理。

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A method of measuring the factors’ weight of land resources gradation based on a combination weighting approach

LUO Xiao-xia1，WANG Yu-ting1，GUO Lan2

(1.CollegeofComputerScienceandEngineering,Xi’anUniversityofScienceandTechnology,Xi’an710054,China;2.CollegeofGeomatics,Xi’anUniversityofScienceandTechnology,Xi’an710054,China)

The factors’ weight affects the accuracy of the classification results of land resources gradation.After studying on two common factors determining factor weighting method-Delphi method and Entropy method，and avoiding errors caused by single-weighting method，presents a method of measuring the factors’ weight of land resources gradation based on a combination weighting approach.This approach combines the Delphi method and entropy method，first calculate the corresponding weight using Delphi method and Entropy weight method，then use the mathematical models we have established to calculate the coefficient of the Delphi method and entropy method，finally we get the combination weighing results.Studies showing that the combination weighting approach avoids the shortcomings about the subjectivity of Delphi and the entropy weight method cannot reflect the degree of attention of the decision maker to different factors.The combination weighting approach not only reflects the theoretical knowledge and experience of experts，but also makes full use of the objective data，so the factors is more realistic,then the subsequent land resources grading results will be more reasonable.In the end，we applied the combination weighting approach in the calculation of land resources factor weights of a county of Gansu province.The results show that this approach is more accurate than the single method of Delphi method or Entropy method.

entropy method；delphi method；factors；weight；land resources gradation

10.13800/j.cnki.xakjdxxb.2015.0120

1672-9315(2015)01-0115-05

2014-09-10责任编辑:高 佳

陕西省教育厅科研计划项目(2013JK0850)

罗晓霞(1964-)，女，陕西扶风人，副教授，E-mail:1536531696@qq.com

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