基于數(shù)據(jù)庫(kù)和熵權(quán)法的海南沿海防護(hù)林部分指標(biāo)的評(píng)價(jià)與分析

周玉萍 陳林川 陳凱

摘要：利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)理論中的二維關(guān)系模型，對(duì)海南部分市縣沿海防護(hù)林相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行管理，運(yùn)用熵權(quán)法基本理論，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析得出權(quán)重。對(duì)海南6個(gè)市縣包括?？凇⑽牟?、瓊海、萬(wàn)寧、陵水和三亞的沿海防護(hù)林防護(hù)效能進(jìn)行了初步評(píng)價(jià)，同時(shí)還給出關(guān)于林帶結(jié)構(gòu)、群落層次結(jié)構(gòu)和林齡結(jié)構(gòu)等的數(shù)據(jù)分析情況。

關(guān)鍵詞：數(shù)據(jù)庫(kù)；熵權(quán)法；沿海防護(hù)林；評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2019）04-0001-03

Abstract： By using the two-dimensional relational model in the relational database theory， the related indexes of coastal shelter forests in some cities and counties in Hainan are managed， and the basic theory of entropy weight method is used to analyze the data and obtain the weights. This paper makes a preliminary evaluation of the protection efficiency of coastal protective forests in six cities and counties of Hainan province， including Haikou， Wenchang， Qionghai， Wanning， Lingshui and Sanya， and gives the data analysis of belt structure， community hierarchy structure and forest age structure of these six cities and counties.

Key words： database； entropy method； coastal shelterbelt； evaluation

1引言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，林業(yè)因子精準(zhǔn)估計(jì)越來(lái)越受到林業(yè)重視[1]，信息技術(shù)已滲透到其他非信息技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。海南省是我國(guó)僅次于臺(tái)灣的第二大島，其土地總面積為33920平方公里，它位于中國(guó)的南端，是一個(gè)四周環(huán)海的綠色之島，它的森林覆蓋率約為全島面積的一半。海南島同時(shí)還有一個(gè)“臺(tái)風(fēng)走廊”的別稱。所以，沿海防護(hù)林顯得尤為重要。海南省有12個(gè)沿海市縣，有些市縣由于熱帶氣旋頻繁登陸，其海防林被破壞得較嚴(yán)重；有些市縣（如西部沿海地區(qū)）由于干旱，沙化嚴(yán)重，這部分市縣造林相對(duì)困難，但其受熱帶氣旋影響較小[2]。

利用信息技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)理論，再結(jié)合熵權(quán)法，對(duì)海南的部分沿海防護(hù)林的防護(hù)指標(biāo)屬性進(jìn)行評(píng)價(jià)，對(duì)進(jìn)一步了解海南的海防林狀況及存在的問(wèn)題具有重要意義。

2使用原理和方法

數(shù)據(jù)庫(kù)理論在研究大量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析中有著獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)，利用數(shù)據(jù)庫(kù)理論對(duì)調(diào)查與采集來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行組織、建立數(shù)據(jù)模型、之后加以統(tǒng)計(jì)處理，針對(duì)數(shù)據(jù)屬性給出數(shù)據(jù)模型，建立二維關(guān)系表，對(duì)表中數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析。

熵權(quán)法既可用于評(píng)價(jià)問(wèn)題中的確定指標(biāo)權(quán)重，又可用于除去指標(biāo)體系中對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果無(wú)作用的指標(biāo)。在此利用其這一特點(diǎn)，給出指標(biāo)權(quán)重，并對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

2.1數(shù)據(jù)庫(kù)理論

在數(shù)據(jù)庫(kù)理論中，常見(jiàn)的數(shù)據(jù)模型有層次模型、關(guān)系模型、網(wǎng)狀模型和面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型。其中關(guān)系模型是人們使用的最多的一種數(shù)據(jù)模型。由于關(guān)系模型以一張二維關(guān)系表的形式構(gòu)建數(shù)據(jù)，既通俗易懂，又具科學(xué)性，是一種比較“接地氣”的數(shù)據(jù)模型。

在利用關(guān)系模型建立數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)表時(shí)，要遵循一定的原則。在建立表時(shí)，要先建立數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)，再輸入數(shù)據(jù)記錄。表結(jié)構(gòu)的建立，主要是針對(duì)字段屬性的設(shè)置，如：字段名稱、字段寬度、字段類型、小數(shù)位數(shù)（如果是數(shù)值型字段的話）。字段屬性的設(shè)置要科學(xué)、合理。

在關(guān)系模型中，Q1×Q2×…×Qn的子集叫作在域Q1，Q2，…Qn上的關(guān)系，表示為：R（Q1，Q2，…Qn），其中R表示關(guān)系名，n是關(guān)系的度。

對(duì)于數(shù)據(jù)表中，則是：

數(shù)據(jù)表名（字段1，字段2，字段3……字段n）。

基于以上理論建立數(shù)據(jù)表，當(dāng)需要多表操作時(shí)，需建立數(shù)據(jù)庫(kù)，并將數(shù)據(jù)表放于數(shù)據(jù)庫(kù)中；若多表間存在關(guān)聯(lián)，則需對(duì)各表建立索引，并按牽引關(guān)鍵字建立表間聯(lián)系，該聯(lián)系方式可以是一對(duì)一、一對(duì)多和多對(duì)多。

2.2熵權(quán)法

熵權(quán)法是一種客觀賦權(quán)方法。在其使用中，可根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)的變異程度，利用信息熵計(jì)算出指標(biāo)的熵權(quán)，通過(guò)熵權(quán)對(duì)各指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行修正，從而得為較為客觀的指標(biāo)權(quán)重。

從上面信息熵的公式可以看出：如若某個(gè)指標(biāo)的熵值越小，則其指標(biāo)值的變異程度越大，提供的信息量越多，在綜合評(píng)價(jià)中該指標(biāo)所起的作用就越大，其權(quán)重應(yīng)該越大。反之，其熵值越大，則指標(biāo)的變異程度越小，提供的信息最越小，在綜合評(píng)價(jià)中起的作用越小，其權(quán)重也應(yīng)越小。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，根據(jù)各指標(biāo)值的變異程度，利用熵來(lái)計(jì)算各指標(biāo)的熵權(quán)，再利用各指標(biāo)的商權(quán)對(duì)指標(biāo)進(jìn)行加權(quán)，則會(huì)得到相對(duì)來(lái)說(shuō)比較客觀的評(píng)價(jià)結(jié)果。

3數(shù)據(jù)表

3.1數(shù)據(jù)源

林業(yè)資源對(duì)于生態(tài)環(huán)境的影響非常重要，必須要加強(qiáng)對(duì)于森林保護(hù)的預(yù)防措施和手段管理[3]。目前海南部分地區(qū)沿海防護(hù)林仍存在斷帶、寬度不夠、防護(hù)質(zhì)量不理想的現(xiàn)象[4]，需要對(duì)沿海防護(hù)林進(jìn)行調(diào)查和實(shí)地采集數(shù)據(jù)。研究中使用的原始數(shù)據(jù)取自海南省林業(yè)局海防林調(diào)查資料，同時(shí)結(jié)合了實(shí)地考察及采集的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)是取自部分地區(qū)的抽樣數(shù)據(jù)。

3.2建立數(shù)據(jù)表

對(duì)林業(yè)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行生態(tài)系統(tǒng)管理的過(guò)程中，主要指的是將社會(huì)經(jīng)濟(jì)、林業(yè)區(qū)域的生態(tài)因素以及其他的影響因素時(shí)行合理的分析以及決策，有效保證林業(yè)數(shù)據(jù)資源得到有效地管理[5]。項(xiàng)目研究過(guò)程中，將搜集的數(shù)據(jù)按所需數(shù)據(jù)屬性建立了關(guān)于沿海防護(hù)林防護(hù)效能的多張二維關(guān)系數(shù)據(jù)表，它們是：因素層指標(biāo)權(quán)重表（如表1所示）、齡級(jí)結(jié)構(gòu)比例權(quán)重表（如表2所示）、林分長(zhǎng)勢(shì)比例權(quán)重表（如表3所示）、群落層次結(jié)構(gòu)比例權(quán)重表（如表4所示）、林種配置比例權(quán)重表（如表5所示）、林帶結(jié)構(gòu)比例權(quán)重表（如表6所示），還有代表著林結(jié)構(gòu)的一些屬性指標(biāo)，如：林分密度、平均樹(shù)高、平均胸徑、樹(shù)冠長(zhǎng)度、冠幅寬度、郁閉度、枯枝落葉厚度、枯枝落葉蓋度等。對(duì)以上數(shù)據(jù)中的指標(biāo)屬性建立一個(gè)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)含義表，如表7所示。

?？凇⑽牟?、瓊海、萬(wàn)寧、陵水、三亞六個(gè)市縣的沿海防護(hù)林評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)如表8所示。該評(píng)價(jià)指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)（表8）是根據(jù)海南省林業(yè)局相關(guān)海防林調(diào)查資料進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)得出的。

根據(jù)以上表中數(shù)據(jù)，?？?、文昌、瓊海、萬(wàn)寧、陵水、三亞六個(gè)市縣的沿海防護(hù)林評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)中關(guān)于林帶結(jié)構(gòu)分析統(tǒng)計(jì)圖如圖1所示；群落層次結(jié)構(gòu)分析統(tǒng)計(jì)圖如圖2所示；林齡結(jié)構(gòu)分析統(tǒng)計(jì)圖如圖3所示。

4數(shù)據(jù)指標(biāo)分析與評(píng)價(jià)

當(dāng)各備選項(xiàng)目或因素在指標(biāo)j上的值完全相同時(shí)，該指標(biāo)的熵達(dá)到最大值1，其熵權(quán)為0，說(shuō)明該指標(biāo)未能向決策者提供有用的信息，即在該指標(biāo)下，所有的備選項(xiàng)目或因素對(duì)決策者來(lái)說(shuō)是無(wú)差異的，可考慮去掉該指標(biāo)。因此，熵權(quán)本身并不是表示指標(biāo)的重要性系統(tǒng)，而是表示在該指標(biāo)下對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象的區(qū)分度。依據(jù)熵權(quán)法對(duì)?？?、文昌、瓊海、萬(wàn)寧、陵水、三亞六個(gè)市縣進(jìn)行評(píng)價(jià)打分，其結(jié)果如表9所示。

5結(jié)語(yǔ)

利用熵權(quán)法對(duì)海南部分市縣沿海防護(hù)林指標(biāo)體系進(jìn)行權(quán)重的確定，得到相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)，依據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)建設(shè)二維關(guān)系數(shù)據(jù)表，再對(duì)表中數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。熵權(quán)法可以用于很多需要確定權(quán)重的過(guò)程，在此應(yīng)用于沿海防護(hù)林相關(guān)指標(biāo)權(quán)重中，結(jié)合二維關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)分析方法共同使用。得出海南省沿海防護(hù)林的防護(hù)效能有些市縣做得較好，如：萬(wàn)寧、文昌等，而陵水、?？谙鄬?duì)較差。

參考文獻(xiàn)：

[1] 沈劍波，雷淵才，王功明，等.面向縣級(jí)林業(yè)的數(shù)據(jù)集成技術(shù)研究[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件，2018，35（6）：64-69.

[2] 郝清玉，劉強(qiáng)，鐘瓊芯，等.沿海防護(hù)林防護(hù)效能綜合評(píng)價(jià)方法的比較與選擇[J].林業(yè)資源管理，2010（2）：82-88+112.

[3] 王俊玲.GIS在林業(yè)資源數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)中的應(yīng)用分析[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2018，38（12）：177.

[4] 胡小嬋，溫春生.海南省海防林研究[J].防護(hù)林科技，2009（2）：63-64.

[5] 孫曉林.ARCGIS在林業(yè)數(shù)據(jù)管理中的應(yīng)用分析[J].農(nóng)民致富之友，2018（19）：174.

【通聯(lián)編輯：唐一東】