农业信息化水平综合评价的非线性加权模型——以重庆市酉阳县

任香洁，马志霞

(西南民族大学计算机科学与技术学院，四川 成都 610041)

«国家乡村振兴战略规划(2018 －2022 年)»指出，我国人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾在乡村表现最为突出，农业信息化是乡村振兴的关键，明确农业信息化的发展现状对乡村振兴有着指导性作用[1].而我国乡村发展受地理环境、资源结构等因素的影响各具差异性，所以以区县为单位研究农业信息化使研究结果更具体，制定的对策也更具针对性. 于是，从提高当地农业信息化水平的角度可以有效地促进农业发展，实现乡村振兴.

目前，学者测度农业信息化水平大多以国家或省、市为单位，采用单一测算法进行测算.由于评价指标体系的建立存在着不可避免的局限性和重叠性，单一测算法的测度结果往往不够客观、准确，从而给出的发展对策也缺乏指导性.直到2015 年，袁晓庆创新提出了农业信息化水平的组合评价法[2]，该组合法将主成分分析法与综合指数法互补，一定程度上提高了评价结果的精确度，但组合时没有考虑各方法的权重分配，难以有效的实现取长补短的组合效果.此外，两种方法的评价指标体系相同，导致组合结果始终具有一致性.

基于此，本文拟以三种单一测算法为基础，建立两组评价指标体系，结合各方法的优越性，创建农业信息化水平的非线性加权综合评价模型.以酉阳县为例，综合评价其农业信息化水平，再对评价结果与农业总产值做相关性分析，最后给出发展建议.

1 单一测算法

2002 年，姜爱林总结了国内外比较具有代表性的八种信息化测算方法[3]，其中波拉特法与信息化综合指数法常被国内学者用于测算农业信息化水平.2007 年，于琳、陈振等提出了使用主成分分析法测算农业信息化水平[4－5]. 下面分别给出用主成分分析法、综合指数法和波拉特法测度酉阳县农业信息化水平的单一测算方法.

1.1 主成分分析法

主成分分析法可将众多指标综合为一组互不相关的指标，在最大程度上反应原指标所含信息的同时减少了信息的重叠.

首先，建立评价指标体系. 结合重庆市统计年鉴[6]，根据指标选取原则，本文选取了7 个指标作为主成分分析法与综合指数法测算酉阳县农业信息化水平的指标体系，各指标及其说明如表1 所示.

表1 指标及其说明Table 1 Indicators and their descriptions

然后，将酉阳县2006 年至2017 年指标的原始数据导入SPSS 软件，做标准化处理及可行性检验，检验结果KMO ＝0.673 > 0.6，Barrtlett ＝0 < 0.01 ，表明可以进行主成分分析.

分析结果显示，共提取出两个主成分，得到其方差贡献率、载荷矩阵及初始特征值，从而求得特征向量.根据特征向量及标准化指标值求得主成分，再以方差贡献率为权重系数，可求出酉阳县2006 年至2017 年农业信息化水平的主成分评价值.

1.2 综合指数法

综合指数法是我国学者钟义信在充分学习前人信息化水平测算方法的基础上于1988 年提出，该方法从全方面、整体性的角度科学的测算农业信息化水平[7].

首先，确定权重值.考虑到权重的客观性，本文采用熵值法确定指标的权重值. 根据熵值法，求得各指标权重值为

ω ＝(0.157，0.118，0.185，0.227，0.064，0.099，0.149).

然后，计算综合指数值，已知综合指数测算公式为

其中Xi为标准化处理后的指标值，ωi为对应权重值.

根据(1)式，可求出酉阳县2006 年至2017 年农业信息化水平的综合指数值，结果见图1.

1.3 波拉特法

波拉特法通过计算农业第一信息部门产值与第二信息部门产值占农业总产值的比重来测度农业信息化水平[8－9].

首先，确定农业第一信息部门和第二信息部门.结合实际和根据«国民经济行业分类»GB/T 4754 －2017 及全国第六次人口普查相关资料划分，从全国970 各行业中选择农林牧渔服务业，科学研究与技术服务业，教育，文化娱乐业，邮电通信业构成酉阳县农业第一信息部门[10]. 根据«职业分类与代码»GB/T 6565 －2015 及全国第六次人口普查相关资料，将制造业，建筑业，交通运输、仓储及邮政业，信息传输、软件和信息技术服务业，批发与零售业，租赁与商务服务业，卫生和社会工作，金融业归为酉阳县农业第二信息部门，以下简称八部门.

然后，分别计算第一信息部门产值和第二信息部门产值.对于第一信息部门产值，由于年鉴无法查得酉阳县科教文邮相关部门的具体数据，参考学者已有的处理方式，将第三产业产值的10%作为科教文邮等部门的总产值，再乘以相关系数归入农业第一信息部门，农林牧渔服务业产值全部归入农业第一部门.于是有

对于第二信息部门产值，由于酉阳县八部门的就业人数、平均工资及固定资产折旧值无法直接从年鉴查得，而重庆市整体的农业信息化水平由各区县共同反应.因此，本文按如下公式测算酉阳县农业第二信息部门产值.

其中

根据重庆统计年鉴和中国统计年鉴[11]，以及(2)至(4)式，可求出酉阳县2006 年至2017 年农业信息化水平的波拉特测度值，结果见图1.

2 非线性加权综合评价模型

主成分分析法、综合指数法及波拉特法在测算区县农业信息化水平时存在着很强的关联性[12]，非线性加权综合评价模型可减少单一测算法测度时所存在的主观性及局限性问题.

2.1 单一测算法的对比

将三种单一测算方法进行对比，如表2 所示.

表2 各单一测算方法的对比Table 2 Comparison of each single calculation approach

结合表2，考虑测算农业信息化水平的客观性和准确度，三种方法的优越性从高到低排序为:波拉特法，综合指数法，主成分分析法.

2.2 组合权重的确定

无论是主观赋权法还是客观赋权法，都存在一定的片面性，而组合赋权在兼顾属性偏好的同时又能减少主观随意性，使得赋权达到主客观的统一，以更准确有效的解决问题[13]. 本文采用层次分析法与熵值法进行组合赋权，分别记层次分析法，熵值法及组合法所确定的权重系数为ωahp，ωtem，ω组.

2.2.1 层次分析法

层次分析法是一种常用的半定量赋权法，由专家根据一定的标准进行两两对比打分，最后确定出权重系数.

结合表2，专家对各单一测算方法进行两两比较打分，得到判断矩阵

对上式各列做归一化处理，再进行层次单排序，求得所确定的单一测算法的权重系数为

根据判断矩阵的最大特征根求得C.I. ＝0.002 ，说明判断矩阵接近于完全一致；C.R. ＝0.003 < 0.1，说明通过一致性检验.

2.2.2 熵值法

根据熵值法，求得所确定的单一测算法的权重系数为

2.2.3 组合权重

设组合权重为

这里取a ＝b ＝0.5[14]，求得组合权重为

2.3 非线性加权综合评价模型建立与求解

将各单一测算法所求酉阳县农业信息化水平值做标准化处理，使得所有数值大于等于1，并将第j 种单一测算法的农业信息化水平值标准化处理值记为xj，则农业信息化水平综合评价的非线性加权模型为

其中ωj表示第j 种测算法的权重，根据(5)式，可求出酉阳县2006 年至2017 年农业信息化水平的综合评价值，利用Matlab 软件作图，结果见图1.

2.4 测算结果分析

已知图1 为三种单一测算法及非线性加权综合评价法对酉阳县农业信息化水平测算的结果.这四种测算结果存在着明显的关联性和差异性，分析图1 有以下几点结论.

1)主成分分析法与综合指数法的测算结果十分接近，整体上都呈现为递增的趋势，走向大体相同且波动相对平稳，体现了其评价指标体系的一致性；主成分分析法在测算时减少了指标信息的重叠，从而两种方法也存在着差异性.

2)由于指标体系不同，波拉特法的测算结果与主成分分析法及综合指数法差异极大，波拉特法显得波动较大且无规律，2007 年，由于酉阳县“农林牧渔服务业产值”指标的异常剧增，导致该年测算值远高于邻近几年，而2011 －2014 年，由于“农业信息化总产值”的增长比较缓慢，导致酉阳县这几年的农业信息化水平低于相邻年份.

3)综合评价法测算结果的波动幅度较波拉特法收敛了许多，但两者波动走向几乎相同，说明综合评价法继承了波拉特法高度贴近于实际情况的优点；相比主成分分析法和综合指数法，综合评价法的波动幅度略又为明显，说明主成分分析法和综合指数法一定程度的约束了数据异常而造成的测算结果异常.

4)三种单一测算法所建立的农业信息化水平非线性加权综合评价模型，通过互补保证了评价结果的客观性和准确度，综合评价结果表明2006 年至2017年酉阳县的农业信息化发展整体呈增长趋势.

图1 单一测算法与综合评价法评价结果Fig. 1 Evaluation results of single calculation approach and comprehensive evaluation approach

3 结论与建议

利用SPSS 软件对酉阳县2006 年至2017 年农业信息化水平及其农业总产值做Pearson 相关性分析，其显著性值＝0 <0.1，说明酉阳县农业信息化水平与农业总产值显著相关，即酉阳县农业总产值的增长与农业信息化水平的提高有着明显的关系，所以提高农业信息化水平是促进区县农业发展的关键.

酉阳县作为重庆市的区县之一，近年其农业信息化水平大幅提升，但在农业发展上仍存在诸多问题[15－16].结合以上研究，基于酉阳县农业发展的实际，从提高农业信息化水平的角度给出以下发展建议.

1)农业信息化完备性建设

加强农业信息化建设是提高区县农业信息化水平的关键，农业信息化建设应全面化、整体性、规范性、高效能.酉阳县在建设农业信息化基础设施的同时，还应加快加强其农业发展所需求的设施建设，如智能农产品质检设备，农产品安全监管数据库，多功能农产品电销平台，以及农业信息化服务体系等，既丰富了农业信息化技术市场也促进了农业发展.

2)注重农业信息化人才储备

农业信息化人才的培养及引进对区县农业的发展至关重要.区县农业信息化人才储备措施:集中培养本土农业信息化人才，合理引入高效型农业信息化人才，长期更新并流动农业信息化技术类书籍，定期组织农业相关工作人员到示范乡镇调研学习等.探索酉阳县农业发展模式，鼓励农村中青年信息化创业，减少劳动力外流，结合旅游及电商以交流学习的方式引导特色农业品牌化发展，提高酉阳县农业品牌化程度.

3)政府多方面引导农业发展

政府制定农业发展的长期战略，进行政策指导.简政放权的同时引导区县农业的全面发展；加强教育领域长期的合理投入，形成全面多元的信息化教育；解决农业相关资金需求，促进农业健康快速发展. 农业龙头企业能有效带动乡村农业发展，酉阳县政府可通过鼓励机制及农业信息化技术帮扶政策来促进农业龙头企业的发展壮大；农业科研创新可提高农业信息化技术的发展，政府在鼓励的同时应强调其实用性，提倡将科研成果应用于农业发展实际.