基于熵權(quán)
—模糊綜合評(píng)價(jià)模型的城市土地集約利用評(píng)價(jià)——以廣東省惠州市為例

韓書成，李　丹，熊建華，易森鵬

(1.華南理工大學(xué) 公共管理學(xué)院，廣東 廣州 510640；2.廣州鴻土土地規(guī)劃咨詢有限公司，廣東 廣州 510075)

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基于熵權(quán)
—模糊綜合評(píng)價(jià)模型的城市土地集約利用評(píng)價(jià)——以廣東省惠州市為例

韓書成1，李丹1，熊建華1，易森鵬2

(1.華南理工大學(xué) 公共管理學(xué)院，廣東 廣州 510640；2.廣州鴻土土地規(guī)劃咨詢有限公司，廣東 廣州 510075)

摘要：進(jìn)行城市土地集約利用評(píng)價(jià)對(duì)加強(qiáng)城市土地集約利用與管理具有重要意義，結(jié)合廣東省惠州市城市發(fā)展現(xiàn)狀，從土地投入強(qiáng)度、土地使用強(qiáng)度、土地使用效益和土地生態(tài)環(huán)境4個(gè)方面選取12項(xiàng)指標(biāo)構(gòu)建惠州市城市土地集約利用綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，采用熵權(quán)—模糊綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)惠州市2009—2013年城市土地集約利用情況進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，研究結(jié)果表明：(1)2009—2013年惠州市城市土地集約利用水平呈現(xiàn)先下降再上升的波動(dòng)狀態(tài)，2012年的水平為近5年最低值；(2)2013年惠州市城市土地集約利用水平雖有所改善，但從整體看，研究時(shí)段內(nèi)集約利用水平都處在“較低～中等”等級(jí)。惠州市應(yīng)該努力轉(zhuǎn)變城市土地管理和利用方式，積極探索“低投入，高產(chǎn)出”的土地集約利用模式，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，逐步實(shí)現(xiàn)城市土地配置科學(xué)化、布局合理化、使用高效化，進(jìn)一步提高城市土地集約利用水平。

關(guān)鍵詞：城市土地；集約利用；熵權(quán)—模糊綜合評(píng)價(jià)模型；惠州市

城市土地集約利用是在土地利用總體規(guī)劃、城市總體規(guī)劃的指導(dǎo)下，通過(guò)增加投入、有序安排土地投放數(shù)量，調(diào)整城市土地利用結(jié)構(gòu)和布局，提高城市土地產(chǎn)出效益的土地利用方式[1-2]。集約利用城市土地對(duì)有效緩解當(dāng)前日益尖銳的土地供需矛盾，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)健康發(fā)展具有重要意義。因此，相關(guān)城市土地集約利用研究如：城市土地集約利用內(nèi)涵[3-4]、評(píng)價(jià)指標(biāo)體系[5-8]、評(píng)價(jià)方法[9-14]、影響機(jī)制[15-16]、時(shí)空變化[17-18]等方面已引起廣泛關(guān)注，國(guó)土資源部也于2015年6月開始啟動(dòng)全國(guó)城市節(jié)約集約用地評(píng)價(jià)工作。

在城市土地集約利用研究中，評(píng)價(jià)方法的選擇是一個(gè)重要環(huán)節(jié)，其中，模糊綜合評(píng)價(jià)法和熵權(quán)法是較常用的方法。模糊綜合評(píng)價(jià)法在權(quán)重的計(jì)算上通常采用具有較大主觀性的特爾斐法來(lái)確定，缺少客觀性。熵權(quán)法是根據(jù)各指標(biāo)的變異程度，利用信息熵計(jì)算出各指標(biāo)熵權(quán)的一種客觀方法，但在評(píng)價(jià)過(guò)程中靈活性不足。本研究以人地矛盾突出的珠三角地區(qū)核心城市之一惠州市為研究區(qū)域，綜合上述兩種方法，采用熵權(quán)—模糊綜合評(píng)價(jià)模型，對(duì)惠州市2009—2013年城市土地集約利用情況進(jìn)行研究，分析其城市土地集約利用水平，以期為加強(qiáng)惠州市城市土地集約利用與管理提供借鑒。

1研究區(qū)域概況

惠州市位于廣東省的中南部，珠三角的東北部，北邊是河源市，南部與南海大亞灣相臨，毗鄰深圳、香港，東邊是汕尾市，西臨東莞市和廣州市。惠州市陸地面積1.13×104km2，共有2區(qū)3縣，分別是惠城區(qū)、惠陽(yáng)區(qū)、惠東縣、博羅縣、龍門縣。惠州歷史文化悠久，是廣東省客家文化代表地區(qū)之一，素有“嶺南名郡”之譽(yù)。2009—2013年間，惠州市城市人口平均每年增加了11萬(wàn)人，至2013年末建成區(qū)人口密度達(dá)到1.3萬(wàn)人/km2。在當(dāng)前城市存量土地有限的情況下，日益龐大的城市人口數(shù)量加劇了人地矛盾，也對(duì)惠州市城市土地集約利用提出了迫切要求。

2數(shù)據(jù)來(lái)源和評(píng)價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

2.1數(shù)據(jù)來(lái)源

數(shù)據(jù)主要來(lái)源于2010—2014年廣東統(tǒng)計(jì)年鑒、2010—2014年中國(guó)城市統(tǒng)計(jì)年鑒、2009—2013年惠州國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)，部分?jǐn)?shù)據(jù)由政府官方網(wǎng)站整理得到。

2.2評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

根據(jù)惠州市城市土地集約利用評(píng)價(jià)目標(biāo)，建立了目標(biāo)層、準(zhǔn)則層和指標(biāo)層三級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。其中，目標(biāo)層是惠州市城市土地集約利用綜合評(píng)價(jià)；準(zhǔn)則層包括土地投入強(qiáng)度、土地使用強(qiáng)度、土地使用效益和土地生態(tài)環(huán)境4個(gè)方面；根據(jù)指標(biāo)選取的綜合性、系統(tǒng)性、時(shí)效性和可操作性原則，以及結(jié)合惠州市城市發(fā)展實(shí)際和參考相關(guān)文獻(xiàn)[19-22]，指標(biāo)層確定了包括地均固定資產(chǎn)投資額、城市人均道路面積、人口密度等12項(xiàng)具體指標(biāo)(表1)。

3評(píng)價(jià)模型構(gòu)建

3.1模型基本原理

熵權(quán)法是根據(jù)被評(píng)價(jià)對(duì)象的指標(biāo)信息離散性來(lái)確定指標(biāo)權(quán)重的一種方法[23]。熵是不確定性的度量，熵值越小，蘊(yùn)含的信息量越大，所占的權(quán)重就越大；反之，指標(biāo)權(quán)重就越小。

表1　惠州市城市土地集約利用評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

模糊綜合評(píng)價(jià)法是根據(jù)隸屬函數(shù)，求出隸屬值矩陣，再?gòu)?fù)合隸屬矩陣和權(quán)重矩陣運(yùn)算得到綜合評(píng)價(jià)矩陣的評(píng)價(jià)方法[23]。隸屬函數(shù)是評(píng)語(yǔ)等級(jí)集的特征函數(shù)，刻畫了因素集與評(píng)語(yǔ)集的隸屬關(guān)系，是計(jì)算隸屬度的依據(jù)。由于選取的評(píng)價(jià)指標(biāo)具有差異性，因此隸屬函數(shù)的確定也不是唯一的，目前隸屬函數(shù)主要綜合借鑒相關(guān)研究成果[24-26]來(lái)確定。

3.2模型評(píng)價(jià)步驟

3.2.1原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化

對(duì)于n個(gè)年份m個(gè)指標(biāo)可以構(gòu)成原始數(shù)據(jù)矩陣X：

其中，(j=1，2，…，m；i=1，2，…，n)，xji表示第i年第j個(gè)指標(biāo)的數(shù)值。

為了使各項(xiàng)指標(biāo)具有可比性，本文采用極值法(公式1～2)對(duì)原始數(shù)值進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，使原始數(shù)值處于[0，1]之間(表2)。

(1)

(2)

式中：Yji為原始數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化值；Xji為第i年第j個(gè)指標(biāo)；minxj為原始數(shù)據(jù)第j項(xiàng)指標(biāo)的最小值；maxxj為原始數(shù)據(jù)第j項(xiàng)指標(biāo)的最大值。

表2　評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值

3.2.2計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)信息熵

根據(jù)公式3，計(jì)算出標(biāo)準(zhǔn)化后各項(xiàng)指標(biāo)的信息熵。

(3)

表3　評(píng)價(jià)指標(biāo)的熵權(quán)

3.2.3求各項(xiàng)指標(biāo)熵權(quán)

根據(jù)上述求出的各指標(biāo)信息熵，可以運(yùn)用公式4求出各項(xiàng)指標(biāo)的熵權(quán)(表3)。

(4)

3.2.4確定隸屬函數(shù)并求各指標(biāo)的隸屬度

本文借鑒已有研究成果[12，26-27]和國(guó)家制定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合惠州市城市發(fā)展實(shí)際情況，將選取的12項(xiàng)指標(biāo)分為3類：區(qū)間型指標(biāo)、遞增型指標(biāo)和端點(diǎn)型指標(biāo)(表3)。

區(qū)間型指標(biāo)是指該指標(biāo)有一個(gè)合理的范圍值[b-b1，b+b1]，在合理范圍值內(nèi)，指標(biāo)隸屬度為最大值1，指標(biāo)小于b-b1或者大于時(shí)，隸屬度不斷減小。隸屬函數(shù)用函數(shù)1表示，隸屬函數(shù)曲線見圖1。根據(jù)指標(biāo)合理范圍b+b1值，可以求出b和b1；指標(biāo)小于b-b2或大于b+b2，其隸屬度等于0，因此可以求出b2的數(shù)值。本文指標(biāo)中，城市人均道路面積、城市人均建設(shè)用地面積和建成區(qū)綠化覆蓋率為區(qū)間型指標(biāo)，其指標(biāo)合理范圍值是參考國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和綜合惠州市城市土地發(fā)展情況來(lái)確定(表4)。

圖1區(qū)間型指標(biāo)的隸屬函數(shù)曲線

表4　區(qū)間型指標(biāo)的合理值范圍

遞增型指標(biāo)的指標(biāo)值越大，表示城市土地集約利用水平越高。遞增型隸屬函數(shù)可以用函數(shù)2表示，隸屬函數(shù)曲線見圖2。本文假設(shè)遞增型指標(biāo)隸屬度最大值為1，最小值為0，因此可以求出未知數(shù)k和b。本研究中屬于遞增型的指標(biāo)有單位城市用地固定資產(chǎn)投資額、人口密度、單位建設(shè)用地二、三產(chǎn)業(yè)增加值、單位土地規(guī)模以上工業(yè)產(chǎn)值、城市地均GDP、單位面積社會(huì)消費(fèi)品零售額、單位面積職工人數(shù)和城鎮(zhèn)污水處理率。

端點(diǎn)型指標(biāo)是指當(dāng)指標(biāo)數(shù)值大于等于標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值b時(shí)，隸屬度均為最大值1，當(dāng)指標(biāo)值小于b時(shí)，隸屬度呈上升趨勢(shì)。端點(diǎn)型隸屬函數(shù)可以用函數(shù)3表示，隸屬函數(shù)曲線見圖3，本文中人均公共綠地面積屬于端點(diǎn)型指標(biāo)。根據(jù)《城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ137-90)的規(guī)定：城市人均綠地面積的合理值是≥9.0 m2/人，但是考慮到歷年來(lái)惠州市城市人均用地面積遠(yuǎn)大于《城市用地分類與規(guī)劃建設(shè)用地標(biāo)準(zhǔn)》的合理值，故本文根據(jù)惠州市實(shí)際情況將指標(biāo)合理值調(diào)整為≥14 m2/人。

在確定好各指標(biāo)類型后，把查找到的各指標(biāo)的原始數(shù)值或指標(biāo)合理值代入相應(yīng)的隸屬函數(shù)中，從而求得各指標(biāo)的隸屬度。

3.2.5計(jì)算綜合值并構(gòu)建評(píng)價(jià)等級(jí)集合

根據(jù)公式5，把上文求得的指標(biāo)權(quán)重和隸屬度代入公式中，分別求得惠州市2009—2013年的城市土地集約利用綜合值(表5)。

圖2　遞增型指標(biāo)的隸屬函數(shù)曲線

圖3　端點(diǎn)型指標(biāo)的隸屬函數(shù)曲線

(5)

式中：U為惠州市城市土地集約利用評(píng)價(jià)綜合值；Wi為第i個(gè)準(zhǔn)則層的熵權(quán)；Uij為第i個(gè)準(zhǔn)則層的第j個(gè)指標(biāo)的隸屬度；Wij為第i個(gè)準(zhǔn)則層的第j個(gè)指標(biāo)的熵權(quán)；n為各準(zhǔn)則層下的指標(biāo)總數(shù)。

本文將構(gòu)建5個(gè)等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，分別是“高”、“較高”、“中等”、“較低”和“低”，并參考相關(guān)文獻(xiàn)，把每個(gè)等級(jí)賦予相應(yīng)的分值，以便進(jìn)行比較。評(píng)價(jià)等級(jí)集合為：V={V1，V2，V3，V4，V5}={低，較低，中等，較高，高}={0.10，0.20，0.50，0.70，0.90}

表5　惠州市2009—2013年城市土地集約利用綜合值

4結(jié)果與分析

從圖4可知，研究時(shí)段內(nèi)惠州市城市土地集約利用水平呈現(xiàn)先下降再上升的波動(dòng)狀態(tài)，2012年為近5年的最低值。聯(lián)系實(shí)際，2011年底，惠州市印發(fā)了歷年來(lái)最嚴(yán)格的《惠州市城市土地節(jié)約集約利用考核辦法》，對(duì)城市土地集約利用考核內(nèi)容和方式進(jìn)行了改革。從政策實(shí)施的效果看，2012年作為實(shí)施新考核辦法的初始年，土地集約利用在一定程度上受到政策的影響。此外，2012年惠州市人均建設(shè)用地面積增幅大，達(dá)到184.65 m2/人，比2009年人均增加了61.41 m2，但建成區(qū)綠化覆蓋率卻從2009年的47.12%下降到31.69%，成為研究時(shí)段內(nèi)的最低值。人均建設(shè)用地面積的大幅增加和建成區(qū)綠化覆蓋率的急劇下降，說(shuō)明2012年惠州市在追求經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)，城市土地利用結(jié)構(gòu)不合理，造成建設(shè)用地?zé)o序擴(kuò)張和忽略城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)，從而影響惠州市2012年的城市土地集約利用水平。

2013年惠州市城市土地集約利用值最大，集約情況有所改善。主要是近3年來(lái)，惠州市政府大力推進(jìn)城市土地集約利用，先后出臺(tái)了《惠州市城市土地節(jié)約集約利用考核辦法》《關(guān)于進(jìn)一步促進(jìn)節(jié)約集約用地的實(shí)施意見》和《關(guān)于印發(fā)惠州市推進(jìn)節(jié)約集約用地試點(diǎn)示范工作實(shí)施方案的通知》等文件，有效推動(dòng)了城市土地朝著節(jié)約集約利用方向發(fā)展。但從整體看，研究時(shí)段內(nèi)惠州市城市土地集約利用水平都處于“較低～中等”等級(jí)，集約水平整體偏低。今后惠州市政府應(yīng)該努力轉(zhuǎn)變城市土地管理方式和利用方式，鼓勵(lì)城市土地使用者進(jìn)行生產(chǎn)創(chuàng)新，大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，提高單位用地產(chǎn)出水平，不斷實(shí)現(xiàn)土地資源配置科學(xué)化、布局合理化、生產(chǎn)高效化。

圖4　惠州市2009—2013年城市土地集約利用綜合值曲線

5結(jié)論與討論

運(yùn)用熵權(quán)—模糊綜合評(píng)價(jià)模型對(duì)惠州市2009—2013年的城市土地集約利用水平進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示研究時(shí)段內(nèi)惠州市城市土地集約利用水平呈現(xiàn)先下降再上升的波動(dòng)狀態(tài)，但從整體看，集約利用水平都處在“較低～中等”等級(jí)，集約利用水平不高。

由于城市土地集約利用是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，對(duì)指標(biāo)權(quán)重的確定和評(píng)價(jià)方法的選擇都存在一定的困難。本文運(yùn)用熵權(quán)—模糊綜合評(píng)價(jià)模型可以解決單獨(dú)使用其中一種方法的不足，使結(jié)果更加科學(xué)合理。但目前指標(biāo)隸屬函數(shù)和指標(biāo)合理區(qū)間還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，因此在確定過(guò)程中存在較大的主觀性，這還需要在今后的研究中不斷完善。

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Evaluation of Urban Land Intensive Use Based on Entropy Weight-Fuzzy Comprehensive Evaluation Model：A Case Study of Huizhou City， Guangdong Province

HAN Shu-cheng1, LI Dan1, XIONG Jian-hua1, YI Sen-peng2

(1.School of Public Administration,South China University of Technology,Guangzhou 510640,China; 2.Guangzhou Hongtu land planning consulting co.,Ltd,Guangzhou 510075,China)

Abstract:Urban land intensive use evaluation has a great significance for strengthening urban land intensive use and management.According to the development condition of Huizhou city,12 evaluation indexes are selected from four aspects,including land input intensity,land use intensity,land use benefits and land ecological environment,to build the comprehensive evaluation index system of urban land intensive use of Huizhou.And Entropy Weight-Fuzzy comprehensive evaluation model is used to evaluate the urban land intensive use of Huizhou from 2009 to 2013,synthetically.the result shows that：(1) in the time of 2009—2013,the urban land intensive use level first rose then fell,and it reached the lowest point of recent five years in 2012;(2) in 2013,the urban land intensive use level of Huizhou improved,but from overall,they were all in the “l(fā)ow to medium” level in study period.Therefore,some measures should be taken to improve it,such as changing the way of urban land use and management,exploring the pattern of "low input,high output" of intensive use actively,sparing no effort to develop circular economy,then gradually realize the urban land scientific allocation,rational layout,efficient use,and further raise the level of urban land intensive use in Huizhou.

Key words:urban land;intensive use;entropy weight-fuzzy comprehensive evaluation model;Huizhou city

doi:10.3969/j.issn.1009-4210.2016.03.012

收稿日期：2016-03-22

基金項(xiàng)目：中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(2014ZM0081)；國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(x2tjB5151010)

作者簡(jiǎn)介：韓書成(1979—)，男，副教授，博士，從事土地資源調(diào)查與評(píng)價(jià)、土地利用規(guī)劃與管理研究。E-mail：schan@scut.edu.cn

中圖分類號(hào)：F224；F301.2(265)

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1009-4210-(2016)03-086-07