農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害綜合評(píng)價(jià)中權(quán)重確定方法的研究與應(yīng)用

黃肖寒 毛宜川 莫惠晴

摘 要 采用層次分析法、灰色關(guān)聯(lián)法和組合賦權(quán)法，分別對(duì)影響廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的主要?dú)庀鬄?zāi)害進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到各災(zāi)種對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響權(quán)重：澇災(zāi)>旱災(zāi)>風(fēng)雹災(zāi)>低溫冷害災(zāi)。運(yùn)用建立的農(nóng)業(yè)災(zāi)情評(píng)價(jià)模型對(duì)近12年的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害進(jìn)行定量的綜合評(píng)估，得知2004年是重災(zāi)年。通過(guò)Kendalls協(xié)調(diào)系數(shù)W檢驗(yàn)，結(jié)果表明：三種方法均通過(guò)一致性檢驗(yàn)，且組合賦權(quán)法計(jì)算的各災(zāi)害指標(biāo)權(quán)重更合理和可靠。

關(guān)鍵詞 農(nóng)業(yè)氣象；層次分析法；灰色關(guān)聯(lián)法；組合賦權(quán)法；權(quán)重

引言

廣西地處低緯度，境內(nèi)地形復(fù)雜，氣象災(zāi)害頻發(fā)，氣象災(zāi)害事件在一定程度上影響了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展和社會(huì)安定。國(guó)內(nèi)學(xué)者關(guān)于旱澇災(zāi)害的研究較多，且在方法上側(cè)重于定量描述與分災(zāi)種的分析，缺乏各種災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響程度的對(duì)比研究。目前，按照確定指標(biāo)權(quán)重的方式，賦權(quán)方法分為主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法兩類。本文嘗試分別運(yùn)用層次分析法、灰色關(guān)聯(lián)法和組合法三種方法對(duì)各氣象災(zāi)種對(duì)農(nóng)業(yè)的影響程度進(jìn)行分析，并通過(guò)建立的農(nóng)業(yè)災(zāi)情評(píng)價(jià)模型對(duì)近12年的農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害進(jìn)行定量的評(píng)估，以期為當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害防治工作提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 資料與方法

1.1 資料來(lái)源

廣西農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害主要有洪澇、冰雹、大風(fēng)、干旱、低溫冷害。本文選取廣西2000-2011年的旱災(zāi)、水災(zāi)、風(fēng)雹災(zāi)（風(fēng)災(zāi)和雹災(zāi)合并）、低溫冷害的受災(zāi)面積和農(nóng)業(yè)產(chǎn)值的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，資料來(lái)源于廣西壯族自治區(qū)農(nóng)村統(tǒng)計(jì)年鑒和國(guó)家統(tǒng)計(jì)局官方網(wǎng)站上公開發(fā)布的數(shù)據(jù)。

1.2 分析方法

層次分析法基本原理是將要評(píng)價(jià)的系統(tǒng)方案分解為若干個(gè)層次，同一層次的各個(gè)要素按照上一要素為準(zhǔn)則進(jìn)行兩兩判斷比較，并計(jì)算各要素的權(quán)重，通過(guò)層次的單排序和層次總排序，根據(jù)最大綜合權(quán)重確定最優(yōu)方案[1]。它屬于主觀賦權(quán)法，簡(jiǎn)單易行，但賦權(quán)結(jié)果客觀性差，賦權(quán)結(jié)果易受群體成員知識(shí)、能力、經(jīng)驗(yàn)等多方面的影響。

灰色關(guān)聯(lián)分析法是用來(lái)分析系統(tǒng)中母因素與子因素的關(guān)系密切程度，從而判斷引起該系統(tǒng)發(fā)展的主要和次要因素。它主要根據(jù)原始數(shù)據(jù)之間的關(guān)系來(lái)確定權(quán)重，屬于客觀賦權(quán)法，不依賴于人的主觀判斷，容易受指標(biāo)樣本隨機(jī)誤差的影響[2]。針對(duì)上述問(wèn)題，本文在對(duì)各種賦權(quán)方法研究分析的基礎(chǔ)上，提出利用綜合主客觀賦權(quán)結(jié)果的組合賦權(quán)法為農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害指標(biāo)賦權(quán)。通過(guò)組合，既能充分利用客觀信息，又盡可能地滿足評(píng)價(jià)者的主觀愿望。

2 應(yīng)用與分析

2.1 層次分析法的應(yīng)用

欲對(duì)氣象災(zāi)害進(jìn)行評(píng)價(jià)，將危險(xiǎn)性、承災(zāi)體易損度、承災(zāi)體脆弱性、防災(zāi)抗災(zāi)能力四個(gè)方面作為衡量災(zāi)害對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響程度的準(zhǔn)則，即作為層次結(jié)構(gòu)模型的準(zhǔn)則層，以干旱、洪澇、風(fēng)雹、低溫冷害四種主要?dú)庀鬄?zāi)害為方案層，構(gòu)造遞階層次結(jié)構(gòu)模型。運(yùn)用層次分析法確定權(quán)重的步驟如下：①建立權(quán)重判斷矩陣。本文采用專家打分法的原則構(gòu)造權(quán)重判斷矩陣。②計(jì)算最大特征值和特征向量。本文通過(guò)方根法對(duì)判斷矩陣進(jìn)行計(jì)算。③一致性檢驗(yàn)。④計(jì)算綜合權(quán)重。

根據(jù)以上的步驟，在matlab中計(jì)算得到的權(quán)重如下表1。結(jié)果表明：澇災(zāi)（0.46）>旱災(zāi)（0.24）>風(fēng)雹災(zāi)（0.19）>低溫冷害（0.11）。

2.2 灰色關(guān)聯(lián)分析法的應(yīng)用

灰色關(guān)聯(lián)分析的一般步驟如下：①將參考序列和比較序列分別進(jìn)行初始化處理，本文采用初值化進(jìn)行數(shù)據(jù)的無(wú)量綱化、歸一化處理。②求絕對(duì)差。③各比較序列與參考序列在各時(shí)刻的關(guān)聯(lián)系數(shù)。④計(jì)算關(guān)聯(lián)度。⑤排序，根據(jù)關(guān)聯(lián)度大小順序確定比較序列對(duì)參考序列的相關(guān)程度大小。本文選取2000-2011年廣西農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值指標(biāo)作為參考序列，旱災(zāi)、澇災(zāi)、風(fēng)雹災(zāi)、低溫冷害受災(zāi)面積作為比較序列。依據(jù)灰色關(guān)聯(lián)分析的原理方法進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，建立灰色關(guān)聯(lián)模型，得到各主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害與農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的關(guān)聯(lián)系數(shù)，再根據(jù)關(guān)聯(lián)系數(shù)將各主要農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害與農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的關(guān)聯(lián)度并進(jìn)行排序，計(jì)算結(jié)果為：澇災(zāi)的關(guān)聯(lián)度（0.6726）>旱災(zāi)（0.6262）>風(fēng)雹災(zāi)（0.6287）>低溫冷害受災(zāi)（0.6141）。

2.3 組合賦權(quán)法的應(yīng)用

在進(jìn)行組合賦權(quán)法時(shí)，選用具有代表性的加法集成法[3-4]，，其中：為第個(gè)屬性的客觀權(quán)重，為第個(gè)屬性的主觀權(quán)重，為第個(gè)屬性的最終組合權(quán)重，待定系數(shù)

為層次分析法中權(quán)重各分量從小到大的重新排序。

經(jīng)過(guò)計(jì)算，得到a=0.3507。最后通過(guò)組合賦權(quán)計(jì)算，得到權(quán)重：旱災(zāi)權(quán)重=0.231、澇災(zāi)權(quán)重=0.392、風(fēng)雹災(zāi)權(quán)重=0.215、低溫冷害權(quán)重=0.161。

3 效果檢驗(yàn)

根據(jù)學(xué)者在農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害災(zāi)情等級(jí)劃分與年景估計(jì)研究發(fā)現(xiàn)[5]，表征農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害影響程度的災(zāi)情指數(shù)等于不同災(zāi)害的權(quán)重與其對(duì)應(yīng)的受災(zāi)率的乘積的累加。根據(jù)災(zāi)情指數(shù)大小對(duì)年份進(jìn)行排序（見(jiàn)表2），1表示災(zāi)情種種的年份，11表示災(zāi)情最輕的年份，由重至輕，以此類推。利用Kendalls協(xié)調(diào)系數(shù)W檢驗(yàn)對(duì)層次分析法、灰色關(guān)聯(lián)法和組合法進(jìn)行一致性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。從檢驗(yàn)結(jié)果看，卡方值大于界值，則P<0.05，表明在a=0.05水準(zhǔn)上，可以認(rèn)為三種方法平均排序結(jié)果都具有良好的一致性。

4 結(jié)束語(yǔ)

在農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害，應(yīng)用層次分析法、灰色關(guān)聯(lián)法和組合法進(jìn)行農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害權(quán)重的確定，每種方法都有一定的適用性。采用組合賦權(quán)法，既可以體現(xiàn)主觀經(jīng)驗(yàn)又包含了客觀信息，得到的指標(biāo)權(quán)重值比較符合實(shí)際情況。

參考文獻(xiàn)

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