基于AHP-熵值法和云模型的移民信息化的标准度研究

孙少楠，邢义龙，崔 颢

(1.华北水利水电大学水利学院，河南 郑州 450045；2.中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江 杭州 311122)

0 引 言

在我国无论是水利水电工程还是城建工程中，移民征地搬迁是很重要的问题。它关乎自然、社会、政治、经济、环境的绝对稳定与安全，历来都是工程管理中的难题[1]。随着国家一直以来对于信息化的高度重视，相继出台了“十一五”、“十二五”、“十三五”的信息化建设内容。贯彻创新、协调、绿色、开放、共享的发展理念，既要满足社会公众需要，又要以政府改革治理为重点任务，建立全生命周期的平台、高效精确的大数据、稳定的大系统顶层框架，加强信息化建设，加强信息中的整合共享，以及推进其发展、提高服务水平，保证信息安全，建设满足国家治理体系和治理能力现代化要求的信息化体系[2]。这对于征地搬迁问题来说，也是一件翻天覆地的壮举。周竞亮等根据水电工程中的实物指标建立相应的移民实物指标管理系统，以便调查准确、快捷、科学[3]；嵇培欢等通过建设水电工程建设征地移民管理系统，在移民补偿投资方面得到有效的控制、提高移民工作的管理水平[4]；赵鸿鑫通过建立GIS的征迁安置补偿信息管理的平台，对提供征收补偿方案、征地搬迁工作的动态、房源动态的使用，均可提供科学依据[5]；雄安新区征地搬迁借助于信息化管理平台，目前开展了很多规划项目，根据这个全生命周期的数字化平台，可以有效控制征地搬迁动态、进度问题，全维度分析工作部署落实情况，数据成果的多维度应用以及征地搬迁安置资金数字化一键拨付[6]。目前都只是停留在信息化平台上的使用，对于应用信息化征地搬迁带来的效果，却很少有文献去评价应用信息化征地搬迁工作之后的效果。

但是在实际工作中，信息化到底能发挥多大的作用，一直是一个问题。现对信息化的标准效果从系统建设指南、建设技术导则、非空间与空间数据存储交换共享、业主流程设计、移民验收档案管理，生产生活水平评价、系统安全、系统运行维护这些指标开展[7]，借鉴水利信息化、水利移民征地搬迁管理的相关研究，郭建辉等通过层次分析和熵值法的组合赋权法确定权重，这样得到的组合权重因子弥补了单一方法确定权重的不足，有效体现了主观与客观性、结果的可靠性[8]。同时结合云模型可以解决定性指标与定量指标的难以转换的问题[9]，科学合理地实现对信息化征地搬迁效果的评价，这不仅能对雄安工作提供建议，也能对后期的工作提供经验。

1 信息化征地搬迁评价指标确立

信息化征地搬迁大家都只是停留在使用阶段，对它的使用效果程度，却无人问津。笔者参考《大中型水利水电工程移民数据库表结构及标识符》、《水利地理空间信息元数据标准》、《水利水电工程建设征地移民实物调查规范》相关资料，王国强指出了移民信息化标准体系和框架，整理了一套水利水电工程移民信息化标准[7]，这对于移民信息化来说是一个重大依据，却没有开展移民信息化效果的评价，如表1所示，本文以26个指标作为移民信息化效果的评价体系，26个指标对应的上级指标作为移民信息化效果指标体系的准则层。研究方法如下。

1.1 AHP-熵值法计算组合权重

1.1.1AHP的步骤

步骤1： 分析信息化征地搬迁存在的各个因素。

步骤2： 构造判断矩阵。专家以1～9的标度法进行评判。人为打分不免存在主观性和片面性，因此需要对构造的判断矩阵进行一致性检验。

步骤3：根据判断矩阵，求解权重向量w1。

步骤4：层次单排序及一致性检验。一致性指标CI计算公式为

CI=(λmax-n)/(n-1)

(1)

式中，λmax为矩阵的最大特征值；n为矩阵的阶数。一致性比例指标CR计算公式为

CR=CI/RI

(2)

式中，RI为同阶平均随机一致性指标。当CR<0.1时，判断矩阵通过一致性检验；当CR>0.1时，应调整判断矩阵。

1.1.2熵值法确定权重

步骤1：构建判断矩阵A包含m个评价指标n个评价对象，即

A=(rij)m×n
i=1，2，…，m；j=1，2，…，n

(3)

式中，rij为判断矩阵A中的每个元素。

步骤2：对判断矩阵进行规范性处理，得到归一化矩阵B，B的元素

bij=(rmax-rij)/(rmax-rmin)

(4)

式中，rmax、rmin分别为判断矩阵A的最大值、最小值。

步骤3：确定评价指标的熵值

(5)

步骤4：根据熵值法计算指标权重，在(m，n)第i个指标的熵值

(6)

1.1.3评价指标的组合权重计算

各影响因素评价指标的组合权重

(7)

式中，W1为AHP的权重；Wi为熵值法的权重0。

1.2 云模型基础理论

云模型是基于模糊数学和统计学演变而来的评价方法。它可以解决定性语言中的模糊性、随机性的问题，在很多领域取得了成功应用。例如：决策分析，智能控制、图像处理等领域[10]。云模型能高效解决针对评价指标中的模糊性、随机性，使用特定的语言来构造“隶属云”；由此形成了一种科学合理且强有力的计算工具，能获得一个带有较高可信度的评价结果[11]。

1.2.1云的定义

设U是定量论域，C是上的定性U概念，若存在定量值x是C的一次随机实现，x对C的确定度μ(x)∈[0，1]是有稳定倾向的随机数。即μ：U→[0，1]，∀x∈U，x→μ(x)；则x在U上的分布称为云，每个x称为一个云滴，多个云滴反映定性概念的整体特征[12]。

1.2.2云数字特征

云模型中期望Em，熵Es和超熵Hn反映评判对象的随机性和关联性；Em表示论域的中心；Es表示云滴的离散程度；Hn为熵的熵，反映云层的厚度及离散程度[13]。

1.2.3隶属云发生器

云模型的基础是隶属云发生器，包含正向云和逆向云发生器[14]。

(1)正向云发生器可完成定性转换到定量。初次生成正态随机数En′～N(En，He2)，En表示期望、He表示方差；再次生成正态随机数x～N(Ex，En，2)，Ex表示期望，σ2En，2表示方差。隶属度

(8)

式中，μ(x)为具有确定度μ的x为一个云滴。

(2)逆向云发生器可完成定量转换到定性。样本均值计算为

(9)

样本方差计算如下

(10)

熵、超熵的计算如下

(11)

1.2.4评价云模型

基础评价云生成。通过建立基础评价云来评估等级云图，本文将移民信息化分为五个标准等级，评价等级区间为：[0，1]非常不标准，[1，2]不标准，[2，3]一般，[3，4]较标准，[4，5]非常标准。基础评价云算法如下

(12)

式中，βmax、βmin分别为区间的上下限;k为常数，本文取0.25。

综合评价云生成。已知评价指标权重为W=(w1，w2，…，wn)，综合评价云的数字特征为

(13)

2 移民信息化标准度评价

2.1 指标权重的建立

本文移民信息化标准度指标体系如表所示，层次分析法要素层权重为：W1=(0.049 4，0.080 4，0.132 0，0.072 8，0.105 3，0.114 8，0.184 3，0.260 8)。熵值法要素权重，根据式(1)～(6)得到权重：Wi=(0.101 3，0.128 2，0.131 9，0.101 3，0.101 3，0.152 0，0.115 4，0.168 5)。由式(7)可得综合权重为：W=(0.04，0.08，0.13，0.06，0.08，0.13，0.16，0.33)。同理得到指标层权重(见表1)。

2.2 基础评价云生成

根据基础评价云算法，加上公式(12)可得到基础评价云的数字特征，见表2，用MATLAB生成基础评价云图(I代表非常不标准，II代表不标准，III代表一般，IV代表较标准，V代表非常标准)，如图1所示。

表2 基础评价云数字特征

图1 基础评价云图

3 综合评价云生成

由于指标大多是定性的，特邀请10位从事移民信息化的资深专家针对26个指标分别进行评价打分，并结合AHP-熵值法计算分数均值；随后根据逆向云发生器得出要素层云数字特征(见表3)，由要素层云数字特征可得评价云图，见图2。

表3 要素层云数字特征

从图2中可以看出，8个要素层所呈现的云图在一般与较标准(IV)之间徘徊，并趋于标准的走势。这一现象说明，我国的移民信息化的建设越来越被国家所重视，移民信息化的制度、政策、信息化的运行模式及规则在一定程度上正朝标准化的模式开展。

图2 要素层评价云图

由表3中的要素层云数字特征，根据式(13)可计算出综合评价云数字特征值：Ex=3.874，En=0.072，He=0.194,进而可得移民信息化标准综合评价云图(见图3)。

从图3可看出，云图在较标准与非常标准之间，并与较标准存在重合。综合看属于较标准的水平。

图3 综合评价云图

4 结语与建议

本文针对移民信息化的相关标准做了一系列的工作，涉及到的相关标准主要以定性指标居多，针对这一问题，笔者采用层次分析和熵值法对定性指标完成定量的互相转换，得到了具有科学性的指标权重，解决了由主观经验确定因子权重的弊端。云模型理论对定性语言和定量数值相互转换的特点和优势运用到评价模型中来，在一定程度上改善了移民信息化发展程度评价的诸多问题，有助于更好地把握移民信息化发展状况，发现缺点，并对其加强改善。它在一定程度上为移民信息化提供了一套科

学的评价标准，这对于下一步移民信息化的工作起到了指导作用。

针对以上内容提供以下建议：①加强对移民信息化综合建设，引导信息化的发展，提高信息化的标准度，使信息化全面发展、信息化发展环境逼近优化，为国家治理能力现代化提供坚实支撑。②加强非空间与空间数据存储交换共享的力度，数据是最基础也是最关键的一环。数据是决定信息化建设的重要组成部分，只要保证了数据的交互、数据库的稳定才能在移民信息化中发挥巨大的作用。③加强系统运行维护的力度，制定完善的管理制度，对系统维护的重点养护，制订预演方案，预防系统出现故障，造成的数据丢失现象。系统运维稳定才能保证工作效率，进而保证移民信息化工作顺利开展。