農(nóng)業(yè)信息化水平綜合評(píng)價(jià)的非線性加權(quán)模型
——以重慶市酉陽(yáng)縣

任香潔，馬志霞

(西南民族大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川 成都 610041)

?國(guó)家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃(2018 －2022 年)?指出，我國(guó)人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾在鄉(xiāng)村表現(xiàn)最為突出，農(nóng)業(yè)信息化是鄉(xiāng)村振興的關(guān)鍵，明確農(nóng)業(yè)信息化的發(fā)展現(xiàn)狀對(duì)鄉(xiāng)村振興有著指導(dǎo)性作用[1].而我國(guó)鄉(xiāng)村發(fā)展受地理環(huán)境、資源結(jié)構(gòu)等因素的影響各具差異性，所以以區(qū)縣為單位研究農(nóng)業(yè)信息化使研究結(jié)果更具體，制定的對(duì)策也更具針對(duì)性. 于是，從提高當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)信息化水平的角度可以有效地促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興.

目前，學(xué)者測(cè)度農(nóng)業(yè)信息化水平大多以國(guó)家或省、市為單位，采用單一測(cè)算法進(jìn)行測(cè)算.由于評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立存在著不可避免的局限性和重疊性，單一測(cè)算法的測(cè)度結(jié)果往往不夠客觀、準(zhǔn)確，從而給出的發(fā)展對(duì)策也缺乏指導(dǎo)性.直到2015 年，袁曉慶創(chuàng)新提出了農(nóng)業(yè)信息化水平的組合評(píng)價(jià)法[2]，該組合法將主成分分析法與綜合指數(shù)法互補(bǔ)，一定程度上提高了評(píng)價(jià)結(jié)果的精確度，但組合時(shí)沒(méi)有考慮各方法的權(quán)重分配，難以有效的實(shí)現(xiàn)取長(zhǎng)補(bǔ)短的組合效果.此外，兩種方法的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系相同，導(dǎo)致組合結(jié)果始終具有一致性.

基于此，本文擬以三種單一測(cè)算法為基礎(chǔ)，建立兩組評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，結(jié)合各方法的優(yōu)越性，創(chuàng)建農(nóng)業(yè)信息化水平的非線性加權(quán)綜合評(píng)價(jià)模型.以酉陽(yáng)縣為例，綜合評(píng)價(jià)其農(nóng)業(yè)信息化水平，再對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果與農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值做相關(guān)性分析，最后給出發(fā)展建議.

1 單一測(cè)算法

2002 年，姜愛(ài)林總結(jié)了國(guó)內(nèi)外比較具有代表性的八種信息化測(cè)算方法[3]，其中波拉特法與信息化綜合指數(shù)法常被國(guó)內(nèi)學(xué)者用于測(cè)算農(nóng)業(yè)信息化水平.2007 年，于琳、陳振等提出了使用主成分分析法測(cè)算農(nóng)業(yè)信息化水平[4－5]. 下面分別給出用主成分分析法、綜合指數(shù)法和波拉特法測(cè)度酉陽(yáng)縣農(nóng)業(yè)信息化水平的單一測(cè)算方法.

1.1 主成分分析法

主成分分析法可將眾多指標(biāo)綜合為一組互不相關(guān)的指標(biāo)，在最大程度上反應(yīng)原指標(biāo)所含信息的同時(shí)減少了信息的重疊.

首先，建立評(píng)價(jià)指標(biāo)體系. 結(jié)合重慶市統(tǒng)計(jì)年鑒[6]，根據(jù)指標(biāo)選取原則，本文選取了7 個(gè)指標(biāo)作為主成分分析法與綜合指數(shù)法測(cè)算酉陽(yáng)縣農(nóng)業(yè)信息化水平的指標(biāo)體系，各指標(biāo)及其說(shuō)明如表1 所示.

表1 指標(biāo)及其說(shuō)明Table 1 Indicators and their descriptions

然后，將酉陽(yáng)縣2006 年至2017 年指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)導(dǎo)入SPSS 軟件，做標(biāo)準(zhǔn)化處理及可行性檢驗(yàn)，檢驗(yàn)結(jié)果KMO ＝0.673 > 0.6，Barrtlett ＝0 < 0.01 ，表明可以進(jìn)行主成分分析.

分析結(jié)果顯示，共提取出兩個(gè)主成分，得到其方差貢獻(xiàn)率、載荷矩陣及初始特征值，從而求得特征向量.根據(jù)特征向量及標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)值求得主成分，再以方差貢獻(xiàn)率為權(quán)重系數(shù)，可求出酉陽(yáng)縣2006 年至2017 年農(nóng)業(yè)信息化水平的主成分評(píng)價(jià)值.

1.2 綜合指數(shù)法

綜合指數(shù)法是我國(guó)學(xué)者鐘義信在充分學(xué)習(xí)前人信息化水平測(cè)算方法的基礎(chǔ)上于1988 年提出，該方法從全方面、整體性的角度科學(xué)的測(cè)算農(nóng)業(yè)信息化水平[7].

首先，確定權(quán)重值.考慮到權(quán)重的客觀性，本文采用熵值法確定指標(biāo)的權(quán)重值. 根據(jù)熵值法，求得各指標(biāo)權(quán)重值為

ω ＝(0.157，0.118，0.185，0.227，0.064，0.099，0.149).

然后，計(jì)算綜合指數(shù)值，已知綜合指數(shù)測(cè)算公式為

其中Xi為標(biāo)準(zhǔn)化處理后的指標(biāo)值，ωi為對(duì)應(yīng)權(quán)重值.

根據(jù)(1)式，可求出酉陽(yáng)縣2006 年至2017 年農(nóng)業(yè)信息化水平的綜合指數(shù)值，結(jié)果見(jiàn)圖1.

1.3 波拉特法

波拉特法通過(guò)計(jì)算農(nóng)業(yè)第一信息部門產(chǎn)值與第二信息部門產(chǎn)值占農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的比重來(lái)測(cè)度農(nóng)業(yè)信息化水平[8－9].

首先，確定農(nóng)業(yè)第一信息部門和第二信息部門.結(jié)合實(shí)際和根據(jù)?國(guó)民經(jīng)濟(jì)行業(yè)分類?GB/T 4754 －2017 及全國(guó)第六次人口普查相關(guān)資料劃分，從全國(guó)970 各行業(yè)中選擇農(nóng)林牧漁服務(wù)業(yè)，科學(xué)研究與技術(shù)服務(wù)業(yè)，教育，文化娛樂(lè)業(yè)，郵電通信業(yè)構(gòu)成酉陽(yáng)縣農(nóng)業(yè)第一信息部門[10]. 根據(jù)?職業(yè)分類與代碼?GB/T 6565 －2015 及全國(guó)第六次人口普查相關(guān)資料，將制造業(yè)，建筑業(yè)，交通運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)及郵政業(yè)，信息傳輸、軟件和信息技術(shù)服務(wù)業(yè)，批發(fā)與零售業(yè)，租賃與商務(wù)服務(wù)業(yè)，衛(wèi)生和社會(huì)工作，金融業(yè)歸為酉陽(yáng)縣農(nóng)業(yè)第二信息部門，以下簡(jiǎn)稱八部門.

然后，分別計(jì)算第一信息部門產(chǎn)值和第二信息部門產(chǎn)值.對(duì)于第一信息部門產(chǎn)值，由于年鑒無(wú)法查得酉陽(yáng)縣科教文郵相關(guān)部門的具體數(shù)據(jù)，參考學(xué)者已有的處理方式，將第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值的10%作為科教文郵等部門的總產(chǎn)值，再乘以相關(guān)系數(shù)歸入農(nóng)業(yè)第一信息部門，農(nóng)林牧漁服務(wù)業(yè)產(chǎn)值全部歸入農(nóng)業(yè)第一部門.于是有

對(duì)于第二信息部門產(chǎn)值，由于酉陽(yáng)縣八部門的就業(yè)人數(shù)、平均工資及固定資產(chǎn)折舊值無(wú)法直接從年鑒查得，而重慶市整體的農(nóng)業(yè)信息化水平由各區(qū)縣共同反應(yīng).因此，本文按如下公式測(cè)算酉陽(yáng)縣農(nóng)業(yè)第二信息部門產(chǎn)值.

其中

根據(jù)重慶統(tǒng)計(jì)年鑒和中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒[11]，以及(2)至(4)式，可求出酉陽(yáng)縣2006 年至2017 年農(nóng)業(yè)信息化水平的波拉特測(cè)度值，結(jié)果見(jiàn)圖1.

2 非線性加權(quán)綜合評(píng)價(jià)模型

主成分分析法、綜合指數(shù)法及波拉特法在測(cè)算區(qū)縣農(nóng)業(yè)信息化水平時(shí)存在著很強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性[12]，非線性加權(quán)綜合評(píng)價(jià)模型可減少單一測(cè)算法測(cè)度時(shí)所存在的主觀性及局限性問(wèn)題.

2.1 單一測(cè)算法的對(duì)比

將三種單一測(cè)算方法進(jìn)行對(duì)比，如表2 所示.

表2 各單一測(cè)算方法的對(duì)比Table 2 Comparison of each single calculation approach

結(jié)合表2，考慮測(cè)算農(nóng)業(yè)信息化水平的客觀性和準(zhǔn)確度，三種方法的優(yōu)越性從高到低排序?yàn)?波拉特法，綜合指數(shù)法，主成分分析法.

2.2 組合權(quán)重的確定

無(wú)論是主觀賦權(quán)法還是客觀賦權(quán)法，都存在一定的片面性，而組合賦權(quán)在兼顧屬性偏好的同時(shí)又能減少主觀隨意性，使得賦權(quán)達(dá)到主客觀的統(tǒng)一，以更準(zhǔn)確有效的解決問(wèn)題[13]. 本文采用層次分析法與熵值法進(jìn)行組合賦權(quán)，分別記層次分析法，熵值法及組合法所確定的權(quán)重系數(shù)為ωahp，ωtem，ω組.

2.2.1 層次分析法

層次分析法是一種常用的半定量賦權(quán)法，由專家根據(jù)一定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行兩兩對(duì)比打分，最后確定出權(quán)重系數(shù).

結(jié)合表2，專家對(duì)各單一測(cè)算方法進(jìn)行兩兩比較打分，得到判斷矩陣

對(duì)上式各列做歸一化處理，再進(jìn)行層次單排序，求得所確定的單一測(cè)算法的權(quán)重系數(shù)為

根據(jù)判斷矩陣的最大特征根求得C.I. ＝0.002 ，說(shuō)明判斷矩陣接近于完全一致；C.R. ＝0.003 < 0.1，說(shuō)明通過(guò)一致性檢驗(yàn).

2.2.2 熵值法

根據(jù)熵值法，求得所確定的單一測(cè)算法的權(quán)重系數(shù)為

2.2.3 組合權(quán)重

設(shè)組合權(quán)重為

這里取a ＝b ＝0.5[14]，求得組合權(quán)重為

2.3 非線性加權(quán)綜合評(píng)價(jià)模型建立與求解

將各單一測(cè)算法所求酉陽(yáng)縣農(nóng)業(yè)信息化水平值做標(biāo)準(zhǔn)化處理，使得所有數(shù)值大于等于1，并將第j 種單一測(cè)算法的農(nóng)業(yè)信息化水平值標(biāo)準(zhǔn)化處理值記為xj，則農(nóng)業(yè)信息化水平綜合評(píng)價(jià)的非線性加權(quán)模型為

其中ωj表示第j 種測(cè)算法的權(quán)重，根據(jù)(5)式，可求出酉陽(yáng)縣2006 年至2017 年農(nóng)業(yè)信息化水平的綜合評(píng)價(jià)值，利用Matlab 軟件作圖，結(jié)果見(jiàn)圖1.

2.4 測(cè)算結(jié)果分析

已知圖1 為三種單一測(cè)算法及非線性加權(quán)綜合評(píng)價(jià)法對(duì)酉陽(yáng)縣農(nóng)業(yè)信息化水平測(cè)算的結(jié)果.這四種測(cè)算結(jié)果存在著明顯的關(guān)聯(lián)性和差異性，分析圖1 有以下幾點(diǎn)結(jié)論.

1)主成分分析法與綜合指數(shù)法的測(cè)算結(jié)果十分接近，整體上都呈現(xiàn)為遞增的趨勢(shì)，走向大體相同且波動(dòng)相對(duì)平穩(wěn)，體現(xiàn)了其評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的一致性；主成分分析法在測(cè)算時(shí)減少了指標(biāo)信息的重疊，從而兩種方法也存在著差異性.

2)由于指標(biāo)體系不同，波拉特法的測(cè)算結(jié)果與主成分分析法及綜合指數(shù)法差異極大，波拉特法顯得波動(dòng)較大且無(wú)規(guī)律，2007 年，由于酉陽(yáng)縣“農(nóng)林牧漁服務(wù)業(yè)產(chǎn)值”指標(biāo)的異常劇增，導(dǎo)致該年測(cè)算值遠(yuǎn)高于鄰近幾年，而2011 －2014 年，由于“農(nóng)業(yè)信息化總產(chǎn)值”的增長(zhǎng)比較緩慢，導(dǎo)致酉陽(yáng)縣這幾年的農(nóng)業(yè)信息化水平低于相鄰年份.

3)綜合評(píng)價(jià)法測(cè)算結(jié)果的波動(dòng)幅度較波拉特法收斂了許多，但兩者波動(dòng)走向幾乎相同，說(shuō)明綜合評(píng)價(jià)法繼承了波拉特法高度貼近于實(shí)際情況的優(yōu)點(diǎn)；相比主成分分析法和綜合指數(shù)法，綜合評(píng)價(jià)法的波動(dòng)幅度略又為明顯，說(shuō)明主成分分析法和綜合指數(shù)法一定程度的約束了數(shù)據(jù)異常而造成的測(cè)算結(jié)果異常.

4)三種單一測(cè)算法所建立的農(nóng)業(yè)信息化水平非線性加權(quán)綜合評(píng)價(jià)模型，通過(guò)互補(bǔ)保證了評(píng)價(jià)結(jié)果的客觀性和準(zhǔn)確度，綜合評(píng)價(jià)結(jié)果表明2006 年至2017年酉陽(yáng)縣的農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展整體呈增長(zhǎng)趨勢(shì).

圖1 單一測(cè)算法與綜合評(píng)價(jià)法評(píng)價(jià)結(jié)果Fig. 1 Evaluation results of single calculation approach and comprehensive evaluation approach

3 結(jié)論與建議

利用SPSS 軟件對(duì)酉陽(yáng)縣2006 年至2017 年農(nóng)業(yè)信息化水平及其農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值做Pearson 相關(guān)性分析，其顯著性值＝0 <0.1，說(shuō)明酉陽(yáng)縣農(nóng)業(yè)信息化水平與農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值顯著相關(guān)，即酉陽(yáng)縣農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值的增長(zhǎng)與農(nóng)業(yè)信息化水平的提高有著明顯的關(guān)系，所以提高農(nóng)業(yè)信息化水平是促進(jìn)區(qū)縣農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵.

酉陽(yáng)縣作為重慶市的區(qū)縣之一，近年其農(nóng)業(yè)信息化水平大幅提升，但在農(nóng)業(yè)發(fā)展上仍存在諸多問(wèn)題[15－16].結(jié)合以上研究，基于酉陽(yáng)縣農(nóng)業(yè)發(fā)展的實(shí)際，從提高農(nóng)業(yè)信息化水平的角度給出以下發(fā)展建議.

1)農(nóng)業(yè)信息化完備性建設(shè)

加強(qiáng)農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)是提高區(qū)縣農(nóng)業(yè)信息化水平的關(guān)鍵，農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)應(yīng)全面化、整體性、規(guī)范性、高效能.酉陽(yáng)縣在建設(shè)農(nóng)業(yè)信息化基礎(chǔ)設(shè)施的同時(shí)，還應(yīng)加快加強(qiáng)其農(nóng)業(yè)發(fā)展所需求的設(shè)施建設(shè)，如智能農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)檢設(shè)備，農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)管數(shù)據(jù)庫(kù)，多功能農(nóng)產(chǎn)品電銷平臺(tái)，以及農(nóng)業(yè)信息化服務(wù)體系等，既豐富了農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)市場(chǎng)也促進(jìn)了農(nóng)業(yè)發(fā)展.

2)注重農(nóng)業(yè)信息化人才儲(chǔ)備

農(nóng)業(yè)信息化人才的培養(yǎng)及引進(jìn)對(duì)區(qū)縣農(nóng)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要.區(qū)縣農(nóng)業(yè)信息化人才儲(chǔ)備措施:集中培養(yǎng)本土農(nóng)業(yè)信息化人才，合理引入高效型農(nóng)業(yè)信息化人才，長(zhǎng)期更新并流動(dòng)農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)類書(shū)籍，定期組織農(nóng)業(yè)相關(guān)工作人員到示范鄉(xiāng)鎮(zhèn)調(diào)研學(xué)習(xí)等.探索酉陽(yáng)縣農(nóng)業(yè)發(fā)展模式，鼓勵(lì)農(nóng)村中青年信息化創(chuàng)業(yè)，減少勞動(dòng)力外流，結(jié)合旅游及電商以交流學(xué)習(xí)的方式引導(dǎo)特色農(nóng)業(yè)品牌化發(fā)展，提高酉陽(yáng)縣農(nóng)業(yè)品牌化程度.

3)政府多方面引導(dǎo)農(nóng)業(yè)發(fā)展

政府制定農(nóng)業(yè)發(fā)展的長(zhǎng)期戰(zhàn)略，進(jìn)行政策指導(dǎo).簡(jiǎn)政放權(quán)的同時(shí)引導(dǎo)區(qū)縣農(nóng)業(yè)的全面發(fā)展；加強(qiáng)教育領(lǐng)域長(zhǎng)期的合理投入，形成全面多元的信息化教育；解決農(nóng)業(yè)相關(guān)資金需求，促進(jìn)農(nóng)業(yè)健康快速發(fā)展. 農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)能有效帶動(dòng)鄉(xiāng)村農(nóng)業(yè)發(fā)展，酉陽(yáng)縣政府可通過(guò)鼓勵(lì)機(jī)制及農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)幫扶政策來(lái)促進(jìn)農(nóng)業(yè)龍頭企業(yè)的發(fā)展壯大；農(nóng)業(yè)科研創(chuàng)新可提高農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)的發(fā)展，政府在鼓勵(lì)的同時(shí)應(yīng)強(qiáng)調(diào)其實(shí)用性，提倡將科研成果應(yīng)用于農(nóng)業(yè)發(fā)展實(shí)際.