熵值法教學(xué)課件

土地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)方法

——熵值法熵值法內(nèi)容提要：一、熵值法的基本原理二、熵值法的計(jì)算方法及步驟三、在土地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)中的實(shí)際運(yùn)用

四、對(duì)熵值法的評(píng)價(jià)熵值法一、熵值法的基本原理①熵的概述

熵，英文為entropy，是德國(guó)物理學(xué)家克勞修斯在1850年創(chuàng)造的一個(gè)術(shù)語，它用來表示一種能量在空間中分布的均勻程度。熵是熱力學(xué)的一個(gè)物理概念，是體系混亂度(或無序度)的量度，用S表示。

應(yīng)用在系統(tǒng)論中，熵越大說明系統(tǒng)越混亂，攜帶的信息越少，熵越小說明系統(tǒng)越有序，攜帶的信息越多。熵值法簡(jiǎn)單列表（在系統(tǒng)論中）

熵大

越無序

信息少效用值小

權(quán)重小

熵小

越有序

信息多效用值大

權(quán)重大熵值法②熵值法主要原理

熵值法是一種客觀賦權(quán)方法，它通過計(jì)算指標(biāo)的信息熵，根據(jù)指標(biāo)的相對(duì)變化程度對(duì)系統(tǒng)整體的影響來決定指標(biāo)的權(quán)重，相對(duì)變化程度大的指標(biāo)具有較大的權(quán)重，此方法現(xiàn)廣泛應(yīng)用在統(tǒng)計(jì)學(xué)等各個(gè)領(lǐng)域，具有較強(qiáng)的研究?jī)r(jià)值。主要精髓：熵值效用價(jià)值權(quán)重（與指標(biāo)的相對(duì)變化程度正相關(guān)）熵值法二、熵值法的計(jì)算方法及步驟（一）原始數(shù)據(jù)的收集與整理

假定需要評(píng)價(jià)某城市m年的發(fā)展?fàn)顩r，評(píng)價(jià)指標(biāo)體系包括n個(gè)指標(biāo)。這是個(gè)由m個(gè)樣本組成，用n個(gè)指標(biāo)做綜合評(píng)價(jià)的問題，便可以形成評(píng)價(jià)系統(tǒng)的初始數(shù)據(jù)矩陣：

其中ｘij

表示第i個(gè)樣本第j項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)的數(shù)值。熵值法（二）數(shù)據(jù)處理—標(biāo)準(zhǔn)化處理①由于各指標(biāo)的量綱、數(shù)量級(jí)均有差異，所以為消除因量綱不同對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響，需要對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。方法一：

其中xj為第j項(xiàng)指標(biāo)值,xmax為第j項(xiàng)指標(biāo)的最大值,xmin為第j項(xiàng)指標(biāo)的最小值,x’ij為標(biāo)準(zhǔn)化值。若所用指標(biāo)的值越大越好，則選用前一個(gè)公式若所用指標(biāo)的值越小越好，則選用后一個(gè)公式

熵值法數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化方法二：其中：為第j項(xiàng)指標(biāo)的平均值；Sj為第j項(xiàng)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差

熵值法②計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)下第i年份指標(biāo)值的比重yij

由此，可以建立數(shù)據(jù)的比重矩陣Y={yij}m*n熵值法

（三）計(jì)算指標(biāo)信息熵值e和信息效用值d①計(jì)算第j項(xiàng)指標(biāo)的信息熵值的公式為：

(式中,K為常數(shù),)②某項(xiàng)指標(biāo)的信息效用價(jià)值取決于該指標(biāo)的信息熵ej與1之間的差值，它的值直接影響權(quán)重的大小，信息效用值越大，對(duì)評(píng)價(jià)的重要性就越大，權(quán)重也就越大。

熵值法（四）計(jì)算評(píng)價(jià)指標(biāo)權(quán)重

利用熵值法估算各指標(biāo)的權(quán)重，其本質(zhì)是利用該指標(biāo)信息的價(jià)值系數(shù)來計(jì)算，其價(jià)值系數(shù)越高，對(duì)評(píng)價(jià)的重要性就越大(或稱權(quán)重越大，對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的貢獻(xiàn)大)。第j項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重為：

熵值法（四）計(jì)算樣本的評(píng)價(jià)值

采用加權(quán)求和公式計(jì)算樣本的評(píng)價(jià)值

式中U為綜合評(píng)價(jià)值，n為指標(biāo)個(gè)數(shù)，wj為第j個(gè)指標(biāo)的權(quán)重。顯然,U越大，樣本效果越好。最終比較所有的U值，即得出評(píng)價(jià)結(jié)論。熵值法三、江蘇省揚(yáng)州市土地可持續(xù)利用評(píng)價(jià)1、根據(jù)指標(biāo)體系建立原則，結(jié)合揚(yáng)州市土地資源利用特點(diǎn)，建立了揚(yáng)州市土地可持續(xù)利用狀態(tài)綜合評(píng)價(jià)的指標(biāo)體系。

主要包括“資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)”四大一級(jí)指標(biāo)，如下表所示：熵值法

總目標(biāo)

一級(jí)指標(biāo)

二級(jí)指標(biāo)

特征土地可持續(xù)利用綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)體系

資源指標(biāo)U1

建設(shè)用地年增長(zhǎng)率X1耕地年減少率X2人均建設(shè)用地X3人均耕地X4糧食單產(chǎn)X5反映土地資源的利用狀況及發(fā)展?jié)摿?/p>

環(huán)境指標(biāo)U2

建成區(qū)綠化覆蓋率X6環(huán)境噪聲達(dá)標(biāo)面積比重X7工業(yè)廢水排放達(dá)標(biāo)率X8萬元工業(yè)產(chǎn)值廢水值放量X9萬元工業(yè)產(chǎn)值廢氣排放量X10

反映與土地利用密切相關(guān)的生態(tài)、環(huán)境狀況

經(jīng)濟(jì)指標(biāo)U3

GDP年增長(zhǎng)率X11非農(nóng)產(chǎn)值比重X12地均GDPX13投入產(chǎn)出比X14人均GDPX15

反映不同利用方式下土地源的生產(chǎn)能力及生產(chǎn)效率

社會(huì)指標(biāo)U4

農(nóng)民人均純收入X16城鎮(zhèn)居民人均可支配收X17非農(nóng)人口比重X18人口自然增長(zhǎng)率X19人口密度X20城鎮(zhèn)居民人均住房X21每千人擁有醫(yī)生數(shù)X22

反映土地利用方式對(duì)人們生活的影響及人民對(duì)它的反應(yīng)

熵值法2、根據(jù)熵值法的計(jì)算原理，分別求出各指標(biāo)的權(quán)重值熵值法3、根據(jù)上述構(gòu)建的熵值法評(píng)價(jià)模型，利用其原理和4步驟對(duì)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，選取揚(yáng)州市1996～2004年土地資源利用的相關(guān)數(shù)據(jù)，對(duì)這一時(shí)期揚(yáng)州市的土地資源可持續(xù)利用狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算，評(píng)價(jià)結(jié)果見表6，其中包括綜合評(píng)價(jià)得分值和各分類指標(biāo)得分值。4、參照不同學(xué)者對(duì)土地資源可持續(xù)利用評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的劃分，此處將土地資源利用的可持續(xù)性劃分為四個(gè)等級(jí)。見表5：熵值法熵值法通過對(duì)比分析得出結(jié)論：由上述分析可以得出，揚(yáng)州市土地資源可持續(xù)利用的狀態(tài)總體上是趨于發(fā)展的，在經(jīng)歷了之前的發(fā)展階段和基本可持續(xù)利用階段之后，已經(jīng)開始進(jìn)入可持續(xù)利用階段。但其中的資源和環(huán)境兩方面的指標(biāo)總體上仍呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，尤其是環(huán)境指標(biāo)，在研究期間的大多數(shù)年份處于可持續(xù)利用起步階段，在以后的土地利用中生態(tài)環(huán)境因素很有可能會(huì)成為最大的制約因素。揚(yáng)州市土地利用的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)也是在2004年才開始進(jìn)入可持續(xù)利用階段，在以后的土地利用中仍有較大的發(fā)展?jié)摿ΑＲ蚨?，揚(yáng)州市在以后的發(fā)展中，要實(shí)現(xiàn)土地的可持續(xù)利用可以從以下幾方面著手：熵值法A、切實(shí)采取措施加強(qiáng)耕地保護(hù)，實(shí)現(xiàn)耕地總量動(dòng)態(tài)平衡。B、加強(qiáng)建設(shè)用地指標(biāo)的規(guī)劃控制，合理確定建設(shè)用地規(guī)模，提高土地利用率。C、積極推進(jìn)市場(chǎng)置地，調(diào)整和優(yōu)化用地結(jié)構(gòu)與布局，提高土地集約利用水平。D、加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境建設(shè)，注重土地開發(fā)與利用的生態(tài)效益。熵值法四、對(duì)熵值法的評(píng)價(jià)優(yōu)點(diǎn)：

①熵值法能夠深刻反映出指標(biāo)信息熵值的效用價(jià)值，從而確定權(quán)重，這種思想與土地可持續(xù)利用機(jī)理非常相似，影響土地可持續(xù)作用的主要因素也是其中變化程度大的因素。