基于灰度關(guān)聯(lián)法的武威市農(nóng)業(yè)信息化水平對(duì)農(nóng)業(yè)效益的影響分析

劉文森 韓俊英 劉成忠

（甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院 甘肅蘭州 730070）

信息技術(shù)作為近年來(lái)快速發(fā)展的科學(xué)技術(shù)，在不同領(lǐng)域發(fā)揮了至關(guān)重要的影響，傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)將在其影響下發(fā)生深刻變革。有效利用信息技術(shù)是提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力、加速農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、推動(dòng)鄉(xiāng)村振興、提升農(nóng)民收入和幸福感的重要手段，是推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的必要途徑，也是農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。然而，對(duì)于農(nóng)業(yè)信息化水平的測(cè)度一直是農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展的難題，加之我國(guó)區(qū)域發(fā)展不平衡的現(xiàn)實(shí)國(guó)情［1］，區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)信息化水平衡量的難度尤甚。因此，在現(xiàn)有農(nóng)業(yè)信息化水平評(píng)價(jià)體系的基礎(chǔ)上對(duì)區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)信息化水平進(jìn)行衡量，有助于探索區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展的規(guī)律，對(duì)進(jìn)一步科學(xué)推進(jìn)區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)信息化的發(fā)展具有現(xiàn)實(shí)意義。本文以甘肅省武威市農(nóng)業(yè)信息化水平為研究對(duì)象，采取灰度關(guān)聯(lián)分析法（GRA）探討農(nóng)業(yè)信息化水平與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的關(guān)系。GRA是根據(jù)兩個(gè)系統(tǒng)的因素之間發(fā)展趨勢(shì)的相似或相異程度作為衡量因素間關(guān)聯(lián)程度的一種方法［2］。本文通過(guò)計(jì)算各農(nóng)業(yè)信息化指標(biāo)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)值之間的關(guān)聯(lián)度，直觀有效的反映武威市各農(nóng)業(yè)信息化指標(biāo)的發(fā)展?fàn)顩r，旨在為進(jìn)一步發(fā)展農(nóng)業(yè)信息化提供科學(xué)的依據(jù)，為衡量區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)信息化水平提供新方法。

1 農(nóng)業(yè)信息化水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建

1.1 農(nóng)業(yè)信息化水平評(píng)價(jià)原則

人為評(píng)價(jià)是一個(gè)抽象的、不斷擬合現(xiàn)實(shí)狀況的復(fù)雜過(guò)程，需要通過(guò)確立評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、決定評(píng)價(jià)情景、設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)手段以及利用評(píng)價(jià)結(jié)果等步驟。農(nóng)業(yè)信息化水平評(píng)價(jià)的目的在于摸清農(nóng)業(yè)信息化底數(shù)，為使得評(píng)價(jià)結(jié)果更具科學(xué)性、準(zhǔn)確性，評(píng)價(jià)指標(biāo)的表達(dá)結(jié)果要能被量化處理、便于進(jìn)行比較。因此，農(nóng)業(yè)信息化水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的構(gòu)建需要滿足導(dǎo)向性、科學(xué)性、典型性、可操作性等原則。

1.2 農(nóng)業(yè)信息化水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

在國(guó)內(nèi)現(xiàn)有的農(nóng)業(yè)信息化水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的研究中，諸多學(xué)者對(duì)于不同區(qū)域農(nóng)業(yè)信息化水平的測(cè)度提出了不同的辦法，如盧麗娜［3］在2007年構(gòu)建了包括農(nóng)業(yè)信息資源開(kāi)發(fā)利用、農(nóng)業(yè)信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、農(nóng)業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用、農(nóng)業(yè)信息產(chǎn)業(yè)、農(nóng)業(yè)信息化人才等六大類(lèi)21 個(gè)指標(biāo)的農(nóng)業(yè)信息化測(cè)度指標(biāo)體系；劉世洪［4］等在2008 年針對(duì)我國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)發(fā)展的特點(diǎn)，建立了包括農(nóng)村信息資源的開(kāi)發(fā)利用、農(nóng)村信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、農(nóng)業(yè)信息技術(shù)應(yīng)用、農(nóng)業(yè)信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展、農(nóng)村信息人才、農(nóng)村信息化外部環(huán)境等6 個(gè)大類(lèi)要素25 個(gè)子類(lèi)的指標(biāo)體系；張霞［5］等在《河北省農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展水平的評(píng)價(jià)研究》中構(gòu)建了該地區(qū)包含農(nóng)業(yè)信息化基礎(chǔ)設(shè)施指數(shù)、農(nóng)業(yè)信息普及和應(yīng)用指數(shù)、農(nóng)業(yè)信息化人力資源指數(shù)、農(nóng)業(yè)信息化主體環(huán)境指數(shù)4個(gè)一級(jí)指標(biāo)，以及農(nóng)村每百戶擁有國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)、農(nóng)村人均郵政業(yè)務(wù)量等8個(gè)二級(jí)指標(biāo)的農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展水平評(píng)價(jià)指標(biāo)；劉利永等［6］在2013 年構(gòu)建了包含農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施、資源建設(shè)、人才和技術(shù)應(yīng)用等5 個(gè)方面涉及18 個(gè)具體指標(biāo)的農(nóng)業(yè)信息化水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；劉瑋等［7］構(gòu)建了包括農(nóng)業(yè)信息化服務(wù)資源、服務(wù)隊(duì)伍、服務(wù)現(xiàn)狀、基礎(chǔ)設(shè)施以及信息化發(fā)展社會(huì)環(huán)境5個(gè)方面16 個(gè)具體指標(biāo)的農(nóng)業(yè)信息化水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。上述研究的指標(biāo)設(shè)立整體上符合農(nóng)業(yè)信息化六要素的要求以及農(nóng)業(yè)信息化水平評(píng)價(jià)的原則，只是在形式上因?yàn)檠芯繉?duì)象的區(qū)別體現(xiàn)出一定的差異性，某些指標(biāo)的數(shù)據(jù)收集存在困難。本文參考袁曉慶［8］提出的指標(biāo)篩選模型，該指標(biāo)體系在只包含10 個(gè)指標(biāo)的情況下，表達(dá)了85.3 %的信息，保證了指標(biāo)的完備性和簡(jiǎn)潔性。結(jié)合武威市農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展現(xiàn)實(shí)情況，選取可測(cè)得且具有代表性的指標(biāo)構(gòu)建武威市農(nóng)業(yè)信息化水平評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，如下圖1所示。

圖1 農(nóng)業(yè)信息化水平評(píng)價(jià)指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)圖

2 基于灰色關(guān)聯(lián)分析法的農(nóng)業(yè)信息化評(píng)價(jià)分析

2.1 灰色關(guān)聯(lián)分析法

灰色關(guān)聯(lián)分析是一種對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)發(fā)展態(tài)勢(shì)的量化比較分析方法［9］。主要用來(lái)分析系統(tǒng)中母因素與子因素關(guān)系的密切程度，從而判斷引起該系統(tǒng)發(fā)展變化的主要因素和次要因素?；疑P(guān)聯(lián)分析的核心是計(jì)算關(guān)聯(lián)度，通過(guò)對(duì)于原始數(shù)據(jù)的處理，計(jì)算出關(guān)聯(lián)系數(shù)，從而得到關(guān)聯(lián)度。

2.1.1 數(shù)據(jù)預(yù)處理

由于不同指標(biāo)數(shù)據(jù)之間各有不同的計(jì)量單位，存在量綱不同導(dǎo)致的不可比性，所以首先需要將指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱化處理（初值化、均值化等），消除量綱影響后再進(jìn)行接下來(lái)的分析。

2.1.2 計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)

設(shè)經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理后的參考數(shù)列為：

與參考數(shù)列作關(guān)聯(lián)程度的p個(gè)數(shù)列（比較數(shù)列）為：

其中n為數(shù)列的長(zhǎng)度，即數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)。

實(shí)質(zhì)上關(guān)聯(lián)度的幾何意義是母序列（參考序列）與子序列（比較序列）曲線形狀的相似程度，相似程度越高即曲線之間的差值越小，則二者的關(guān)聯(lián)度越高；相反，曲線的相似程度越低則二者的關(guān)聯(lián)度越小。

將第i個(gè)比較數(shù)列（i=1，2，…，p）各期的數(shù)值與參考數(shù)列對(duì)應(yīng)期的差值的絕對(duì)值記為：

將n個(gè)Δ0i(t)中的最小數(shù)和最大數(shù)分別記為Δ0i(min)和Δ0i(max)。因?yàn)橛衟個(gè)比較數(shù)列，再將p個(gè)Δ0i(min) 中 的 最 小 值 記 為Δ(min)， 將p個(gè)Δ0i(max)中的最大值記為Δ(max)。故可以計(jì)算出第i個(gè)比較數(shù)列與參考數(shù)列在t時(shí)期的關(guān)聯(lián)程度（即關(guān)聯(lián)系數(shù)），如下式所示：

其中ρ為分辨系數(shù)，0＜ρ＜1。該系數(shù)由人為引入用以削弱Δ(max)過(guò)大而使關(guān)聯(lián)系數(shù)失真的影響，從而提高關(guān)聯(lián)系數(shù)之間的差異顯著性。

2.1.3 求關(guān)聯(lián)度

通過(guò)n個(gè)關(guān)聯(lián)系數(shù)反映了每個(gè)數(shù)列的關(guān)聯(lián)程度，因此，關(guān)聯(lián)信息分散，不便于從整體上比較。所以，通常通過(guò)求平均值的方式對(duì)關(guān)聯(lián)信息作集中處理。即通過(guò)母序列與子序列各時(shí)期關(guān)聯(lián)系數(shù)的平均值來(lái)表示兩者之間的關(guān)聯(lián)程度，計(jì)算公式如下：

r0i即為第i個(gè)子序列與母序列的關(guān)聯(lián)度，其中可以看出，關(guān)聯(lián)度受參考數(shù)列和比較數(shù)列長(zhǎng)度的影響。另外，原始數(shù)據(jù)無(wú)量綱化處理方法以及分辨系數(shù)選取對(duì)關(guān)聯(lián)度也有影響，不過(guò)在同一個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中用同樣的無(wú)量綱化方法和分辨系數(shù)作用于系統(tǒng)中的所有對(duì)象，則該影響即可消除。

2.1.4 排關(guān)聯(lián)度

通過(guò)上述計(jì)算得出各比較數(shù)列與參考數(shù)列的關(guān)聯(lián)度，按其大小進(jìn)行排列即可得到關(guān)聯(lián)序。其反映了比較數(shù)列對(duì)于同一個(gè)參考數(shù)列的層次關(guān)系，即比較數(shù)列所代表的系統(tǒng)子因素對(duì)于參考數(shù)列所代表的系統(tǒng)中的母因素的影響程度，可以通過(guò)其影響程度的“強(qiáng)烈”或“微弱”判斷出該因素在引起系統(tǒng)的變化發(fā)展中占“主要”或“次要”地位。

2.2 武威農(nóng)業(yè)信息化水平與農(nóng)業(yè)增加值的灰色關(guān)聯(lián)分析

根據(jù)信息生產(chǎn)力理論［10］，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的增加與農(nóng)業(yè)信息化水平的發(fā)展有必然的關(guān)系。其次，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的因素是多維的，而且本文的研究對(duì)象農(nóng)業(yè)信息化指標(biāo)具備代表性。因此，該系統(tǒng)滿足灰色系統(tǒng)部分性和非唯一性的特征，故灰色關(guān)聯(lián)分析法是符合本文研究的可靠且理想的分析方法。

根據(jù)圖1 中農(nóng)業(yè)信息化水平評(píng)價(jià)體系中的10個(gè)基礎(chǔ)指標(biāo)，收集武威市2016～2020年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，見(jiàn)表1。

表1 2016～2020年武威市農(nóng)業(yè)信息化原始數(shù)據(jù)

以武威市2016～2020 年農(nóng)業(yè)增加值作為參考序列、10 個(gè)農(nóng)業(yè)信息化水平評(píng)價(jià)具體指標(biāo)作為比較數(shù)列（其中所有計(jì)算數(shù)值均精確至小數(shù)點(diǎn)后4 位）。

第一步，對(duì)武威市農(nóng)業(yè)信息化原始數(shù)據(jù)作無(wú)量綱化處理，見(jiàn)表2。

表2 無(wú)量綱化處理數(shù)據(jù)

第二步，計(jì)算各比較數(shù)列同參考數(shù)列在同期的絕對(duì)差。當(dāng)t=2016時(shí)，

再分別計(jì)算其余4年的各絕對(duì)差。全部結(jié)果如表3所示，其中最大值與最小值為：

表3 絕對(duì)差計(jì)算表

第三步，計(jì)算關(guān)聯(lián)系數(shù)，取分辨系數(shù)ρ=0.5，則計(jì)算公式為：

同理，依次計(jì)算2017～2020年各關(guān)聯(lián)系數(shù)，得到關(guān)聯(lián)系數(shù)表，如表4所示。

表4 關(guān)聯(lián)系數(shù)計(jì)算表

通過(guò)關(guān)聯(lián)系數(shù)圖可以更加直觀看出各指標(biāo)在不同年份的影響趨勢(shì)變化情況，見(jiàn)圖2。

圖2 關(guān)聯(lián)系數(shù)圖

第四步，計(jì)算關(guān)聯(lián)度。利用表4中的數(shù)據(jù)，分別計(jì)算每個(gè)比較數(shù)列對(duì)參考數(shù)列關(guān)聯(lián)系數(shù)的平均值，即可得到該子序列對(duì)母序列的關(guān)聯(lián)度。

第五步，排關(guān)聯(lián)序，得到關(guān)聯(lián)度結(jié)果，見(jiàn)表5。

表5 關(guān)聯(lián)度結(jié)果表

由上表不難看出，各指標(biāo)對(duì)于母序列的影響程度呈P1＞P6＞P9＞P10＞P8＞P3＞P7＞P4＞P5＞P2。說(shuō)明就農(nóng)業(yè)信息化水平對(duì)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的影響而言，武威市農(nóng)業(yè)信息化水平的各指標(biāo)中互聯(lián)網(wǎng)覆蓋率對(duì)于農(nóng)業(yè)增長(zhǎng)值的貢獻(xiàn)最大，高于其他指標(biāo)因素，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)在西部偏遠(yuǎn)地區(qū)仍然是發(fā)展農(nóng)業(yè)信息化的關(guān)鍵因素。其次，農(nóng)業(yè)電子商務(wù)水平的增加，也是助長(zhǎng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的重要原因，這也從側(cè)面反映出近年來(lái)武威市大力發(fā)展農(nóng)業(yè)電子商務(wù)取得的成果。電信和其他信息服務(wù)業(yè)就業(yè)人員貢獻(xiàn)度位于第三，該比例近年的提升也是信息化人才培養(yǎng)體系不斷完善的結(jié)果。在效益指數(shù)層面，農(nóng)村居民家庭平均每人純收入的不斷增高，對(duì)于農(nóng)民家庭消費(fèi)信息產(chǎn)品，滿足信息需求提供了必要條件，同樣也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益增高倒逼農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展的良好趨勢(shì)。剩余指標(biāo)的關(guān)聯(lián)度均低于0.65，反映出武威發(fā)展農(nóng)業(yè)信息化的進(jìn)程中存在不均衡的問(wèn)題，下一步需要著力補(bǔ)齊發(fā)展中存在的短板。

另外，根據(jù)第七次全國(guó)人口普查公布的數(shù)據(jù)，武威市農(nóng)村常住人口在2016～2020 年，由95.78萬(wàn)人銳減至77.34萬(wàn)人。在農(nóng)村勞動(dòng)人口普遍減少的境況之下，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益不減反增，也進(jìn)一步說(shuō)明了發(fā)展農(nóng)業(yè)信息化打破了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的局限性，武威市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛在產(chǎn)能正隨著農(nóng)業(yè)信息化進(jìn)程被不斷發(fā)掘。

3 結(jié)論

本文引用國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)信息化水平評(píng)價(jià)研究的成果，結(jié)合客觀現(xiàn)實(shí)，采用灰色關(guān)聯(lián)分析法，揭示了武威市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益與農(nóng)業(yè)信息化水平之間的潛在關(guān)系，通過(guò)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益的視角衡量武威市農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展水平，為進(jìn)一步發(fā)展該區(qū)域農(nóng)業(yè)信息化的對(duì)策提供了數(shù)據(jù)支撐，同時(shí)也為衡量區(qū)域內(nèi)農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展水平提供了新思路、新方法。