基于模糊数学的农用地质量综合评价模型

Abstract：For the characteristics of agricultural land resources, from natural factors, socio -economic factors, location factors, three pronged approach, set up a comprehensive evaluation index system, using fuzzy comprehensive evaluation method to analyze the status of each Shen Ping factors, the level of interaction of various factors, a comprehensive synergistic effect, the establishment of a more comprehensive quality of agricultural land resources, a model of fuzzy comprehensive evaluation method. To Wuwei City Liangzhou quality evaluation of agricultural land resources, for example, to validate the model, and achieved good results, confirming the model's practicality.
Key words：agricultural land evaluation； evaluation index； fuzzy mathematics
农用地既是一种资源、又是一种资产。 作为一种 资源, 具有经济、社会、生态属性和功能; 作为一种 资产, 具有经济、社会和生态价值 ，土地是农业的 主要生产资料， 其质量的优劣直接决定着农作物的 产量和经济收益。 随着城市化进程的不断推进，我国 农用地资源正发生着重大变化： 农用地转向非农业 用途的现象非常突出；农用地中粮田盲目向果园、鱼 池转移； 土地资源的过度开发和不合理利用引起耕 地资源环境质量下降。 为了人类的生存和发展，协调 好人地关系，客观而准确地评价农用地，对进一步提 高农用地的生产力水平具有重要的现实意义。 至此 农用地评价工作也随着资源调查与土地合理利用规 划的不断进行而发展起来。 学者们对农用地评价进 行了大量研究， 尤其是在因素指标体系建立方面积 累了不少经验 ， 但大多数因素指标体系具有针对
根据评判对象农用地的各种实际调查访问材料、
各种试验与研究数据， 采用模糊数学和精确数学方法
对各个评价指标进行定量估算， 然后由评判专家小组
的每一个成员根据已确定的评价等级标准依次对各个
指标进行评价。 假定评判专家小组有 20 名成员，其中
有 7 名对社会经济因素的评价指标之一“(u22)”同意“较 好(v2)”的评价 等级，即持同 意意 见 的 专 家 占 专 家 小 组 总人数的 7/20，因此该指标的评价值就是 0.35。 依次类
V=｛v1，v2，v3，v4，v5｝=｛好 ，较 好 ，一 般 ，较 差 ，差 ｝
自然因素指标 U1
农用地评价 社会因素指标 U2 区位因素指标 U3
U1 U1 U1 U1 U1 U1
1
2
3
4
5
6
气土土水 自环
候地壤文 然境
条条类状 灾质
件件型况 害量
U21 U22 U23 U24
农农 社 土
田作 会 地
基物 经 利
本资 济 用
设源 发 状
施评 展 况
Hale Waihona Puke Baidu
状价 条
况
件
U31 U32 交区 通位 条条 件件
图 1 农用地质量评价指标体系
2.2.2 评价要素权重子集的确定 在上述农用地质量综 合评价指标体系中，由于下层各指标对上层某一指标的 相对重要程度并非一样，即一些指标的影响程度要大于 或超过另一些指标。 因此，为了衡量下层各指标对上层 指标的相对重要性，需要确定评价指标的权重系数。 常 见的确定权重系数的方法有：(1)主观经验判断法；(2)专家 调查法或专家征询法；(3)评判专家小组集体讨论投票表 决法；(4)层次分析法(即 AHP 方法)。为了保证确定的权重
框架， 只是尽量为农用地评价提供较完整的路线和思 路。不同的研究区域在具体运用时，应当根据自身的实 际情况，对有关指标框架行取舍，建立起适合本区域农 用地研究的指标体系。
根据城市土地储备制度评价的目的， 结合自身特 点，构建出一套多层次土地储备制度评价指标体系，该 指标体系具体分 3 层共 15 个指标，见图 1。 2.2 模型的建立及评价步骤
文 献 标 识 码 ：A
文 章 编 号 ：1004-874X（2010）02-0207-03
Based on fuzzy mathematics of agricultural land quality, comprehensive evaluation model
ZHANG Lu1， LIU Shu-Ying1， WANG Ping1,2 (1.College of Resources and Environmental Sciences,Gansu Agricultural University,Lanzhou 730070， China ; 2.Key Laboratory of Arid and Agro-ecology， Ministry of Education,Lanzhou University,Lanzhou 730070, China )
模糊综合评判法以分析各参评因素的状态水平及各因素相互作用产生的综合协同效应, 建立了一个较为完整的农用土地
资源质量的模糊综合评价方法的模型。 以武威市凉州区农用地资源质量评价为例, 对模型进行了验证,取得了较好的效果,
证实了模型的实用性。
关键词：农用地评价； 评价指标； 模糊数学
中 图 分 类 号 ：F323.2
收 稿 日 期 ：2009-10-10 作 者 简 介 ：张 璐 （1982-），女 ，在 读 硕 士 生 ，E-mail：zhanglu13 919496640@163.com 通 讯 作 者 ：刘淑英（1965-），女，副教授，E-mail：lshy826@126. com
性，较少从因素角度考虑指标的广泛适用性，至今尚 未建立统一的因素指标体系， 农用地评价中重复进 行指标体系的建立工作。 本研究主要从自然、社会经 济和区位三方面， 探讨农用地评价中各因素指标的 确定和因素指标体系， 以期为建立统一规范的农用 地基础信息数据库提供参考。
在此， 提出的预选指标体系是一个具有指导性的
一级因素 自然因素
社会经济因素 区位因素
二级因素
气候条件 土地条件 土壤类型 水文状况 自然灾害
环境质量 农田基本设施状况 农作物资源评价
社会经济发展条件
土地利用状况 交通条件 区位条件响度
表 1 预选因素指标体系
指标
日 照 条 件 ，≥10℃有 效 积 温 ，无 霜 期 ，降 雨 量 ，降 雨 均 衡 度 ，湿 度 地形坡度，坡向，海拔高度，盐渍化程度 有机质含量，酸碱度，障碍层深度，表层土壤质地 地表水状况，地下水埋深 洪灾发生频率，旱灾放生频率，滑坡泥石流破坏程度，土壤沙漠化面积，林火发生 频率，水土流失程度，作物病虫害程度,牲畜传染病暴发率，草地坑蚀性，平均每年 台风次数，平均每年寒流次数，地震烈度和损失，灾害性天气频率，草地鼠害程度 大气环境质量分指数，水环境质量分指数，土壤环境质量分指数 灌溉条件，防洪排涝条件，田块平整度，田块形状，田块大小，供电条件 作物品种，作物品种数，作物品种构成，单位面积作物产量，人均作物产量，作物总 产量 人均收入水平，人均耕地，单位土地投入劳动量，农产品市场供求，农机应用方便 度，单位土地投入资本量 经营规模，利用方式 交通通达度，路网密度，对外交通便利度 中心城市影响度，农贸市场影响度
# #
R = =(r ) 1
" #
& #
#
r r r r r #
141
142
143
144
145
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1ij 5×6
#
#
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#
# 151 152 153 154 155 #
#
#
r r r r r #
#
#
推，可分别得出各子集 Ui(i=1，2，3)中 单要素的评 价决
策矩阵 Ri(i=1，2，3)为：
r r r r r !
%
# #
111
112
113
114
115
# #
#
#
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# 121 122 123 124 125 #
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#
#
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#
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131
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U=｛u1，u2，u3｝ 式 中 ， 各 单 要 素 子 集 分 别 为 ：U1=｛u11，u12，u13，u14，u15， u16｝，U2=｛u21，u22，u23，u24｝，U3=｛u31，u32｝。 2.2.1 评语集合的确定 根据评价决策的实际需要， 将评判等级标准划分为 “好”、“较好”、“一般”、“较差” 和“差”五个等级。 即评语集合为：
2 农用地多层次模糊综合评价模型的建立及 其评价步骤
对农用地进行综合评价，必须将多个因素联系起来
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进行综合评定，方可得出科学合理的评价结果。 本模型 利用模糊学的观点，基于农地质量的复杂性和动态变化 性以及由此导致的模糊性，利用与评价对象有关的单因 素评价结果，构成相应的评价矩阵，再利用决定各因素重 要程度的权重因子模糊变换，将定性问题转化为单一指 标的定量问题，最终得到评价对象的评价结果。 农用地 质量评价仅从自然因素，社会经济因素，区位因素方面来 评价是片面的，选择适宜的评价模型和方法进行全面的 评价。 而模糊综合评判模型为我们提供了一种有效的方
广东农业科学 2010 年第 2 期
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基于模糊数学的农用地质量综合评价模型
张 璐1， 刘淑英1， 王 平1，2 （1.甘肃农业大学资源与环境学院，甘肃 兰州 730070；2.兰州大学干旱农业生态教育部重点实验室，甘肃 兰州 730070）
摘 要：针对农用地资源的特点，从自然因素、社会经济因素、区位因素 3 个方面出发设置全面的评价指标体系，运用
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系数的客观性、公正性和科学性，常常可将上述几种方法
结合起来使用。 以下采用主观经验判断法和专家征询法
相结合来确定各级评价要素指标的权重系数子集。
各子集权重(一级权重)=[a1，a2，a3] 各子集 Ui(i=1，2，3)中诸要素的权重(二级权重)分别为： A1=[a11，a12，a13，a14，a15，a16] A2=[a21，a22，a23，a24] A3=[a31，a32] 2.3 评判的实施
1 研究区概况
甘肃省武威市凉州区位于东经 102°59′～103°23′， 北纬 37°23′～38°12′之间，东西长约 122 km、南北宽约 90 km。 地处武威市中部，北靠民勤、永昌县，南连天祝 和古浪县，东界内蒙古自治区，西邻张掖地区。 境内地 形主要有西南部山地、 中部走廊平地和东北部沙漠等 类型。 祁连山地分布于西南部。 总土地面积 5 081 km2， 总耕地面积 9.73 万 hm2，平均海拔 1 522 m。 年平均降 雨量 210 mm，年平均气温 8℃，全年无霜期 143 d。
农用地质量评价系统，是一种综合性功能，它主要 由自然因素、 社会经济因素、 区位因素 3 个方面来反 映。 所以，对其功能的考察及评价，必须立足于这 3 个 基本方面，而这 3 个方面又是由不同的要素来体现的， 每一种要素都有表征其属性特征的指标。 这些要素指 标的组合就构成了农用地质量综合评价的指标体系：
法 。 这里采用二级模糊评价模型, 具体步骤如下: 2.1 评价要素指标体系的设置
为了能在农用地评价中充分体现出自然因素、社会 经济因素以及区位因素的影响，从可持续的角度描述农 用地和利用的变化情况，综合传统的农用地评价 (如适 宜性评价和潜力评价等)、 农 用地可持续 土地利用评 价、 耕地质量变化的临界警戒和评价中的指标体系，结 合我国国情，初步确定预选因素指标体系，见表 1。