附錄G農(nóng)用地分等定級因素因子選擇及權重確定方法

附錄G（標準的附錄）農(nóng)用地分等定級因素因子選擇及權重確定方法G1特爾斐測定法特爾斐（Delphi）測定法是一種常用的技術測定方法。它是一種客觀地綜合多數(shù)專家經(jīng)驗與主觀判斷的技巧，實踐證明它是一種有效的方法。一般來說，這種測定法可用于各種領域的決策和判斷過程。據(jù)統(tǒng)計．在所有的定性預測和定量預測中，采用特爾斐測定法的約占四分之一左右。G1.1特爾斐測定法的基本程序G1.1.1確定因素分等定級因素是指對土地優(yōu)劣有重大影響，并能體現(xiàn)地區(qū)區(qū)位差異的經(jīng)濟、社會、自然條件。G1.1.2選擇專家特爾斐法的主要工作是通過專家對分等定級因素權重作出概率估計，因此，專家選擇是測定成敗的關鍵。其主要要求有：a） 要求專家總體的權威程度較高；b） 專家的代表面應廣泛。通常應包括技術專家、管理專家、情報專家和高層決策人員；c） 嚴格專家的推薦和審定程序。審定的主要內(nèi)容是了解專家對測定因素的熟悉程度和是否有時間參加測定等；d） 專家人數(shù)要適當。人數(shù)過多，數(shù)據(jù)收集和處理工作量大，測定周期長，對結果的準確度提高并不多，一般以20-50人為宜。大型測定可達100人左右。G1.1.3設計評估意見征詢表特爾斐法的征詢表格沒有統(tǒng)一的規(guī)定。但要求符合如下原則：a）表格的每一欄目要緊扣測定因素。力求達到測定因素和專家所關心的問題的一致性；b） 表格簡明扼要。設計得很好的表格通常是專家思考決斷時間長、應答填表的時間短。填表時間一般以2—4小時為宜；c） 填表方式簡單。對于不同類型的因素進行測定時，盡可能用數(shù)字和英文字母表示專家的評估結果。G1.1.4專家征詢和輪間信息反饋經(jīng)典特爾斐法一般分3—4輪征詢。第一輪-因素征詢：發(fā)給專家的征詢表格只提出土地分等定級目標，由專家提出分等定級的因素，組織者經(jīng)篩選、分類、歸納和整理，用準確的技術語言制訂因素一覽表，作為第二輪征詢表發(fā)給專家。第二輪-因素評估：專家對第二輪表格中的每個因素作出評價。評價以等級（1，2，3等）號或分值（五分制或百分制均可）表示，不要求專家闡述評估理由，不要提供詳細論據(jù)。第

二輪征詢表收回后，立即進行統(tǒng)計處理，求出專家總體意見的概率分布，并制訂第三輪征詢表。第三輪-輪間信息反饋與再征詢：將前一輪的評估結果進行統(tǒng)計處理，得出專家總體的評估結果的分布，求出其均值與方差，將這些信息反饋給專家，并對專家進行再征詢。專家在重新評估時，可以根據(jù)總體意見的傾向（以均值表示）和分散程度（以方差表示）來修改自己前一次的評估意見。采用類似的辦法對第三輪結果進行處理和開始第四輪征詢，最后就能得到協(xié)調(diào)程度較高的結果，并寫出測定結果報告。至此，測定工作即告一段落。在實際測定中，也有采用派生特爾斐法的。派生方法主要有如下幾種：a） 取消第一輪征詢，由組織者根據(jù)已掌握的資料直接擬訂出因素一覽表，以減輕專家負擔和縮短測定周期；b） 提供背景材料和數(shù)據(jù)，以縮短專家在查找資料或計算數(shù)據(jù)的時間，使專家能在較短的時間內(nèi)作出正確決策；c） 部分取消匿名和部分取消反饋。匿名和反饋是特爾斐的重要特點，但在某些情況下，部分取消匿名和部分取消反饋，有利于加快測定進程。G1.2權重測定結果的數(shù)據(jù)處理特爾斐的一項主要工作是在每輪征詢之后的數(shù)據(jù)分析和處理。在數(shù)據(jù)處理之前，要將定性評估結果進行量化。最常用的量化方法是將各種評估意見分成程度不同的等級，或者將不同的方案用不同的數(shù)字表示。然后求出各種評估意見的概率分布。概率最大的事件表取有可能發(fā)生的事件。在概率分布中，由均值或數(shù)學期望來代表最有可能發(fā)生的事件的概率，用方差表示不同意見的分散程度，以便作出下一輪評估。因素的處理方法和表達方法如下：因素評估結果的處理可分為等級評估和分值評估兩種情況的處理。分值評估可采用五分制或百分制。等級評估可用等級序號作為量化值。在分值評估中，計算均值和方差的公式為(G—1)(G—2)式中：m——專家總人數(shù)；ai 第i位專家的評分值；在等級評估中，計算均值和方差的公式為:(G—3)TOC\o"1-5"\h\zM iN一工3逍）（工酗-1） （G-4）i=L / 3=1式中：N——評估等級數(shù)目；ai 等級序號（1、2、 , n）；ni 評為第i等級的專家人數(shù)。專家們根據(jù)前一輪所得出的均值和方差來修改自己的意見，從而使E值逐次接近最后的評估結果。而曠將越來越小，意見的離散程度越來越小。G1.3幾點注意事項G1.3.1如果專家人數(shù)較少，結果處理的工作量不大，可用一般的科學計算器完成運算。在專家人數(shù)多，測定的因素也多時，靠計算器是很難保證計算質(zhì)量的，而且費時較長，應采用微型機或小型計算機等進行數(shù)據(jù)處理。G1.3.2由于特爾斐法不是所有專家都熟悉，所以測定組織者要在制訂征詢表的同時，對特爾斐法作說明，重點是講清特爾斐法的特點、實質(zhì)、輪間反饋的作用、方差、均值和其他統(tǒng)計量的意義。G1.3.3專家評估的最后結果是建立在統(tǒng)計分布的基礎上的，它具有一定的穩(wěn)定性。不同的專家總體，其直觀評估意見和協(xié)調(diào)情況不可能完全一樣。這是特爾斐法的主要不足之處。但是由于特爾斐法簡單易行，對許多非技術性的因素反映敏感，能對多個相關因素的影響作出判斷，因而是一種值得推廣的權重值測定方法。G2因素成對比較法因素成對比較法主要通過因素間成對比較，對比較結果進行賦值、排序。該方法是系統(tǒng)工程中常用的一種確定權重的方法。該方法應用有兩個重要的前提：a） 因素間的可成對比較性。即因素集合中任意兩個目標均可通過主觀性的判斷確定彼此的重要性差異；b） 因素比較的可轉(zhuǎn)移性。設有A、B、C三個因素，若A比B重要，B比C重要，則必有A比C重要。G2.1方法簡介成對比較是將因素集合中的因素兩兩之間都進行比較，而比較結果只有三種。設有A、B兩因素，即只有A比B重要（給A因素賦值1,給B因素賦值0）。A與B同等重要（給A、B兩種因素各賦值0.5）,A不如B重要（給A因素賦值因素賦值1）。最后將所有結果匯總，得到各因素的權重值。該方法在數(shù)學上的描述如下：設有一因素集合｛V], ，vi，，Vj,，vn｝，且設Vij表示Vi因素與Vj因素重要性的比較結果，如前所述:為防止某一因素權重為零，通常在因素集合中設置一虛擬目標Vn+i，所有原有因素都比該因素重要，這樣得到新的因素集合。{V1，，v{V1，，vi，，Vn，VnJ所有因素與虛擬因素進行比較:vi'n+1=1vi'n+1=1(i=1,2, ,n)所有因素比較值之和:各因素權重值為:(G—6)'^1viji=1j=1,j￡n(n+1)__2__(G—5)n各因素權重值為:(G—6)'^1viji=1j=1,j￡n(n+1)__2__(G—5)n^i i\o"CurrentDocument"a=v vi ij ijj=l,j￡ j=l,jHl(i=1， 2，,n+1)由前設，?n+1=0，即虛擬因素權重值為零。最大可能權重值（即比所有其它因素都重要的因素的權重值）為:旳 2n+(G—7)3兩_旳住+[加—旳+]最小可能權重值（即除了比虛擬因素重要外，而不如所有其它重要的因素權重值）為:12%山=就吃+1）/2=吃伍+1）則因素權重最大可能相差倍數(shù)為：(G—8)(G—9)表G1中所示是一個六因素通過“因素成對比較”進行權重調(diào)查的例子。當因素數(shù)較少時，可采用表中的格式來進行因素比較和確定權重，當因素較多時，可編制計算程序，米取人機對話的方式來進行（表中V7為虛擬因素）。因素V1VV3VVV6V7比較值總計權重V10110013.00.14表G1因素成對比較法示意圖V2110.50.5115.00.24V3000.500.512.00.09V400.50.50.5012.50.12V10.510.5115.00.24V6100.51013.50.17V700000000G2.2幾點說明G2.2.1因素成對比較法，一般采用0,0.5,1三種值，賦值方法雖簡練，但顯得比較粗糙,特別在A因素比B因素重要性高很多時，如高3倍、5倍時.就不易反映。因此實際工作中，對不同情況，還有采用多種賦值的，即A因素與B因素比較，按相對重要性程度在1內(nèi)進行分割的比例賦值。如A因素比B因素重要4倍，則A因素值為0.8,B因素值為0.2，若重要2/3倍.則A為0.6，B為0.4等等（注意：兩因素值之和為1）。這樣可以使工作更精細一些。但操作起來復雜得多，工作量也大，同時還要注意：a） 所有因素之間的兩兩比較都要如此進行；b） 比較的重要性傳遞關系仍要符合成對比較法的前提（A〉B,B〉C，則A〉C）。G2.2.2為了使成對比較法的結果更為精確，避免個人主觀影響過大，可結合采用特爾斐測定，讓專家們對因素重要性做出判斷后，再將結果整理，用于因素成對比較中。G3層次分析法G3.1引言層次分析方法，簡稱AHP方法，亦稱多層次權重分析決策方法。這種方法的優(yōu)點是定性與定量相結合，具有高度的邏輯性、系統(tǒng)性、簡潔性和實用性，是針對大系統(tǒng)中多層次多目標規(guī)劃決策問題的有效決策方法。G3.2基本原理、數(shù)學模型和步驟G3.2.1基本原理AHP法的基本原理就是把所要研究的復雜問題看作一個大系統(tǒng)，通過對系統(tǒng)的多個因

素的分析，劃分出各因素間相互聯(lián)系的有序?qū)哟?；再請專家對每一層次的各因素進行較客觀

的判斷后，相應給出相對重要性的定量表示；進而建立數(shù)學模型，計算出每一層次全部因素

的相對重要性的權數(shù)，并加以排序；最后根據(jù)排序結果進行規(guī)劃決策和選擇解決問題的措施。G3.2.2數(shù)學模型假設對某一規(guī)劃決策目標u,其影響因素有Pi（i=1，2， ,n）共n個，且Pi的重要性權數(shù)分別為si（i=1,2,……,n）,其中：

(G—10)si〉O工①丨=1,(G—10)3 =1即u=31P1+32P2+……+3nPn=工①iR (GT1)i=1由于因素Pi對目標u的影響程度即重要性權數(shù)3i不一樣，因此，將Pi兩兩比較,可得到n個因素對目標u重要性權數(shù)比(也就是相對重要性)構成的矩陣A,即0000200(L)(aij)nXn(G—12)0000200(L)(aij)nXn(G—12)我們把A稱判斷矩陣。A滿足性質(zhì)：TOC\o"1-5"\h\zaii=1(i=1,2, ,n)；afj=1/ajf(i,j=1,2, , n)；afj=aik/ajk(i,j,k=1,2, , n)；C01二nQJ嘰=n?(G—13)其中③稱為=n?(G—13)00i/oo1 0)AW=00血1①/⑴AW=①扣1①詁⑴2式中n為A的一個特征根，①二(①,①, ,①)TA對應于n的特征向量\o"CurrentDocument"1 2 n可知，目標u的Pi個因素的重要性權數(shù)，可通過解特征值問題求得，即由As=入max?s求出正規(guī)化向量而得到。G3.2.3方法步驟G3.2.3.1明確問題并構制層次分析圖應用層次分析法首先要從復雜眾多的因素中篩取最重要的關鍵性評判指標，并根據(jù)它們之間的制約關系構成多層次指標體系，按層次劃分作出層次分析圖。對決策問題，通常可劃分為下面幾類層次：最咼層：表示解決問題的目標；中間層：表示采用某種措施和政策實現(xiàn)預定目標所涉及的中間環(huán)節(jié)，一般又分為策略層、約束層、準則層等；最低層：表示解決問題的措施和政策。

G3.2.3.2構造判斷矩陣構造判斷矩陣是層次分析法的關鍵一步。假定A層中元素Ak與下層次P中元素G3.2.3.2構造判斷矩陣構造判斷矩陣是層次分析法的關鍵一步。假定A層中元素Ak與下層次P中元素P],P2，……，Pn，有聯(lián)系，則將P中元素兩兩比較，可構成如下判斷矩陣：P2PlrRP3PlP2PnP12…P13JP ???P22??????P23???P ???Pn2Pn3廠PllP21Pn1=（Pij）nXn其中：Pij=3i/3j表示對Ak而言，第i個元素（因素）與第j個元素（因素）重要度之比。通常Pij的取值是：當?shù)趇個元素與第j個元素一樣重要時Pij=1，稍為重要填3,明顯重要填5,重要的多填7,極為重要填9。反之，Pij=1/Pji，分別填寫1/3,1/5,1/7,1/9。G3.2.3.3請專家填判斷矩陣須請多個專家來填寫判斷矩陣。一般填寫要求：a） 專家各自填表，不許面對面討論。這主要是為避免以下兩種現(xiàn)象：一是專家級別一樣，相持不下；二是專家中有權威，其他專家得服從。b） 專家只填寫矩陣對角線的上半部分或下半部分即可，因判斷矩陣滿足 Pij=1,Pij=1/Pji,是正的反商矩陣。c） 專家在填表前應對影響目標u的各因素的重要性簡單排序，再進行評判。否則將出現(xiàn)以下錯誤，以致一致性檢驗時誤差太大而通不過。1）錯誤a：判斷矛盾若在填寫矩陣時認為A因素比B因素重要，B因素比C因素重要，而因素C又比因素A重要，則是矛盾的。如下列矩陣就是矛盾的。矩陣的第一行表示因素2與因素1一樣重要而比因素3重要，第二行的填寫卻認為因素3比因素2重要，這顯然是矛盾的。12 3 41115921 1/33311/3412）錯誤b：重要性權數(shù)比填寫上出入過大在上面同一矩陣中，第一行表示因素1較之因素4極端重要，而在第二行中雖然還認為因素4重要，但重要性權數(shù)比大大降低，這種判斷也是不合適的。G3.2.3.4層次單排序?qū)哟螁闻判驅(qū)嶋H是求單目標判斷矩陣的權數(shù)，即根據(jù)專家填寫的判斷矩陣計算對于上一層某元素而言，本層次與其有關的元素的重要性次序的權數(shù)。G3.2.3.5幾種計算特征值與特征向量方法的簡要介紹G3.2.3.5.1近似計算方法1一幾何平均法基本思路：對于P矩陣，把第i行元素連乘起來，再開n次方得到CDn i IDD?…D 層次單排序?qū)嶋H是求單目標判斷矩陣的權數(shù)，即根據(jù)專家填寫的判斷矩陣計算對于上一層某元素而言，本層次與其有關的元素的重要性次序的權數(shù)。G3.2.3.5幾種計算特征值與特征向量方法的簡要介紹G3.2.3.5.1近似計算方法1一幾何平均法基本思路：對于P矩陣，把第i行元素連乘起來，再開n次方得到CDn i IDD?…D .1 2 n=D (DD…⑷)1ni1 2 nG-14)i=(1,2…,n)然后正規(guī)化，即可得到DD…①。12n計算步驟：a）計算R=rfPi=1,2…,ni ijj=1G-15)b)令c)加總B,K=2Biii=1G-16)d)計算權數(shù)D=b.K,i=1,2,…,ni iG-17)e)計算九max工P?D九=1工丄_maxnDG-18)G3.2.3.5.2近似計算法II—算術平均法算術平均法的計算步驟如下：a）將P矩陣的每一列正規(guī)化ijP，i,j=1,2,…口G-19)G-20)b)按行加總B=2P,i=1,2…，ni iji=1加總后的B再正規(guī)化，得特征向量3,iii=1,2,i=1,2,…，nG-21)計算P的九max九maxijj九maxijj二Q—為n-wiG-22)G-23)G-24)G-23)G-24)G-25)九>nmaxi=1G3.2.3.5.3計算方法IH—逐次逼近法逐次逼近法的計算步驟如下：任取與判斷矩陣P同階正規(guī)化的正值初始向量?⑼,設①⑼=(3(0),①(0),…①(0)),其中，1 2 n3(0)>0,i=1,2,…,n,G)(o)=1i=1計算e(k+1)=Pw(k),k=0丄2,…計算 w(kx1)=e(k+1)fYe(k+1),k=0丄2,…'i=1對預知給定的￡>0，則當e(k+1)-w(0)<￡對一切i=1,2…，n成立時，取特征向量w=w(k+1)e)計算九max九1￡?e(k+1)

maxn w(k)i=1式中n為矩陣階數(shù)；w(k)為向量w(k)的第i個向量。iG3.2.3.6一致性檢驗從理論上講，判斷矩陣滿足完全一致性條件P=P-P，此時九=n。實際上,ikijjk max由于人們認識上的多樣性，一般說專家填寫的判斷矩陣不可能滿足完全一致性條件，此時九一n為了檢驗一致性如何，需要計算判斷矩陣的一致性指標CI。定義CI=max-n-1顯然當判斷矩陣滿足完全一致性時，CI=0。九愈大，則九-n愈大，從而CI就愈大,max max矩陣的一致性愈差。將CI與平均隨機一致性指標RI進行比較。其比值稱為判斷矩陣的一致性比例，記作：CR=CI/RI。當CR〈0.10時，則認為判斷矩陣具有滿意的一致性，否則需要把判斷矩陣表反饋到專家手里重新調(diào)整。1-10階矩陣的RI值見表G2。表G2矩陣RI值表矩陣階數(shù)（n）12345678910RI0.000.000.580.901.121.241.321.411.451.49G3.2.3.7層次總排序所謂層次總排序就是利用層次單排序結果計算各層次的組合權值。對于最高層下面的第二層，其層次單排序即為總排序。假定已知層次A所有因素A】,A?,……，Am的組合權值（總排序結果）分別為ai，a2,……，am，與Ai對應的下層次B中的因素B],B2，，Bn單排序的結果為b1j，b2j，，bnj，j=1，2，……m，這里若Bj與入無關，則bij=0,我們可按下表計算層次B中各因素針對層次A而言的組合權值。層次AA1A?……AmB組次組合層次Ba1a2am權重（總排序）B1b11b12……b1m區(qū)a-bjiji=1B2b21b22b2m區(qū)a-bj 2ji=1???Bnbn1bn2bnm區(qū)a-bjnji=1顯然埜"a-b二1，即層次總排序仍然是歸一化正規(guī)向量。jijj=1i=1層次總排序是從上至下逐層進行的。其結果仍需進行總的一致性檢驗。當區(qū)a-CIG-26)CR=C=4=^——"—<0.10

RI區(qū)a-RIG-26)jjj=1

時，則認為層次總排序的計算結果可接受。式中CIj,RIj分別為與aj對應的B層中判斷矩陣的一致性指標和隨機一致性指標。G5主成分分析法G5.1主成分分析是考察多個定量(數(shù)值)變量間相關性的一種多元統(tǒng)計方法。它是研究如何通過少數(shù)幾個主成分(及原始變量的線形組合)來解釋多變量的方差-協(xié)方差結構。具體地說，是導出少數(shù)幾個主成分，它們盡可能多的保留了原始變量的信息。且彼此間又不相關。G5.2主成分分析的工作步驟G5.2