數(shù)量方法在土地評價中的應用數(shù)值法土地評價的一般

1、第十章 數(shù)量方法在土地評價中的應用第一節(jié)數(shù)值法土地評價的一般評價系統(tǒng)一、加 減）法系統(tǒng)（一）德國的加 （減 ）法系統(tǒng)德國的加 （減）法土地評價系統(tǒng)是本世紀 20 年代提出的，它是世界上最早的加（減）法土地評價系統(tǒng)。例如，R.法克勒在1994年提出的評價系統(tǒng)，選擇了 9 項自然和經(jīng)濟性質(zhì)，規(guī)定其最高分及總分，以此為標準對土地作出等級評定：土壤條件最高分質(zhì)地、結構、組成及腐殖質(zhì)30耕層質(zhì)量10底土質(zhì)量15土壤水分狀況10地形10耕作、施肥和肥力15合計 90氣候植被復合體地理位置10冰雹危險10合計 20運輸經(jīng)濟至鐵路樞紐的距離10合計 10最優(yōu)等土地的總分120德國的加 （減）法系統(tǒng)對被評價土地

2、的資料要求非常詳細，正是這一點限制了 它在許多國家尤其是第三世界國家的應用。（二）羅馬尼亞的加 （減）法系統(tǒng)羅馬尼亞從 1 她年起建立了土地評價的加 （減）法系統(tǒng)。首先，利用詳細的土 壤、地形圖和氣候統(tǒng)計資料編纂比例尺為 1：5 萬的“一致性生態(tài)區(qū)域”圖。 每一個 TEO 包含一種土壤類型，并處于某一特定的地形和氣候性質(zhì)變動范圍之內(nèi)，它大致相應十美國農(nóng)業(yè)部土地帶力評價方案中的“潛力單元” 。 （一）美國的斯托利指數(shù)分等世界上最早的乘 （除）法土地評價系統(tǒng)，是在美國加里福尼亞使用的對土地質(zhì) 量進行分等的“斯托利指數(shù)分等”，由R.E.斯托利擬訂，從1933年起經(jīng)過10次 修訂，現(xiàn)已廣泛用于世界許多

3、地區(qū)。最早的斯托利指數(shù)分等系統(tǒng)為：SIR=A B C（A 為土壤刨面特性， B 為表土質(zhì)地， C 為其它因子， 如排水、堿化度、 陡坡等） （二）其它乘（除）法系統(tǒng)G. R.克拉克（Me）在1950年根據(jù)田間試驗擬訂了一個乘法系統(tǒng)，包括土壤 的質(zhì)地、厚度和排水三個因素，以此計算土地的生產(chǎn)率指數(shù)。J.里奎勒等擬訂的乘法系統(tǒng)采用7種土壤理化性質(zhì)，可用于計算耕地、牧場 和林地的生產(chǎn)率指數(shù)。w. E.瑟爾在特里尼達和多巴哥，G. J. F.米利特在加拿大，所米用的乘 （除）法系統(tǒng)將難以改變的因素 （如營養(yǎng)元素、溫度狀況、 PH 和含石量 ）相乘， 分別計算了目前土地生產(chǎn)率和潛在土地生產(chǎn)率的指數(shù)。 并通

4、過目前生產(chǎn)率和潛在 生產(chǎn)率相除，得到土地的改良系數(shù)。C.賽斯（Sys）和R.弗蘭卡特為濕熱帶地區(qū)提出了一個乘法系統(tǒng)。此系統(tǒng)考 慮以下土壤因素：土壤的剖面發(fā)育、母質(zhì)、厚度、顏色、排水、PH、鹽基飽和度和A1層的發(fā)育。C.賽斯和w.維爾希（ve6fve，1p4）還擬訂過一個用于干旱和半干旱地區(qū)灌 溉土地評價的乘法系統(tǒng)。聯(lián)合國糧農(nóng)組織于1970年提出的“土壤生產(chǎn)率指數(shù)” （IP）,也是采用乘法 系統(tǒng)。系統(tǒng)考慮 9 項土壤因素：IP= H D P T （N 或 S） O A M式中， H 為土壤水分含量： D 為排水狀況； P 為有效土層厚度； T 為 A 層的質(zhì)地 和結構；N為鹽基飽和度，S為可溶性

5、鹽含量；0為A1層的有機質(zhì)含量；A為B 層粘土礦物的性質(zhì)； M 為 B 層可變礦物質(zhì)的含量。、代數(shù)法系統(tǒng)代數(shù)法系統(tǒng)是一種更為復雜的數(shù)值法土地評價系統(tǒng)。依據(jù)其計算方法可大致 歸納為以下面類：1 加（減）法與乘（除）法相結合的系統(tǒng)G. R.克拉克曾提出一個加（減）法與乘（除）法相結合的土地評價系統(tǒng)。此系統(tǒng)依 據(jù)土壤性質(zhì)計算土壤的剖面指數(shù)（P）,認為P與英國牛津的柯茨伍德山區(qū)的小麥 產(chǎn)量成一定的比例關系。其公式為)*G_nP=V二 ' （Di TiIb式中，D為土層的厚度；Ti為土壤的質(zhì)地評分（礫質(zhì)為3,中等壤土為20）; G為 排水因素的評分（排水通暢為1.0,在22.530cm處有潛育化

6、的土壤為0.5）。2.數(shù)學模型法（1）氣候生產(chǎn)力模型。邁阿密模型桑斯維持紀念模型格思納一萊斯模型農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū)域法（2）土壤生產(chǎn)力模型第二節(jié)我國的數(shù)值法土地評價一、經(jīng)驗判斷指數(shù)和法經(jīng)驗判斷指數(shù)和法，是根據(jù)經(jīng)驗去判斷參評因素權重并進行土地評價的一種 方法。以農(nóng)業(yè)土地評價為例，其步驟是，以調(diào)查訪問和當?shù)囟嗄晟a(chǎn)經(jīng)驗為依據(jù)， 選定參評因素（評價項目），并確定各參評因素的權重（經(jīng)驗權重）。然后，按土地 評價單元累加各參評因意的指數(shù)獲得指數(shù)和（權重指數(shù)和）。最后，再對照事先設 定的不同土地等級指數(shù)范圍，評定各土地評價單元的土地質(zhì)量等級。二、等差指數(shù)法（一）原理等差指數(shù)法，是按照參評因素作用的大小，人為地給定

7、等差指數(shù)，通過指數(shù) 相加之和，求得土地質(zhì)量的綜合指數(shù)，據(jù)此把土地列入評價系統(tǒng)的相應等級。假如將某地區(qū)的土地分為8等，共選定參評因素n個，以其對于土地質(zhì)量的 影響的大小順序排列成ai,a2,asan.設一等地ai的指數(shù)為100,八等地ai的指數(shù)為0，按等差數(shù)列通項公式求出 每等地的a1值。然后，再以每等地的an為0,用同樣方式求出每等地的a2,a3,an-1 的指數(shù)值，它們之間成等差關系。每等地的各參評因素的指數(shù)相加，即為該等地 的質(zhì)量綜合指數(shù)：nPm = ' aii 4式中，P為某等地的質(zhì)量綜合指數(shù)；m為某一等地；a為參評因素的指數(shù)；i 為參評因素的某一項；n為參評因素的數(shù)目。相鄰兩等

8、地的質(zhì)量綜合指數(shù)的平均 值為其指數(shù)范圍的界限值。據(jù)此可確定任何土地評價單元的質(zhì)量等級。三、回歸分析法回歸分析法，是把一定地域范圍內(nèi)的土地評價因案及其與土地生產(chǎn)力之間的 關系，近似地描述為具有線性相關關系的變量間聯(lián)系的函數(shù)。這種線性相關關系可用以下多元線性回歸方由表示：Y=B 0+B1XI+B2X2 BmXm式中，丫為土地生產(chǎn)力(產(chǎn)量)；XI, X2,，Xm為土地評價因素；Bo為回歸 常數(shù)項；Bl, B2,，Bm回歸系數(shù)，表示自變量 Xi, X2,Xm每增加一個 單位時，在綜合影響的條件下，因變量 丫的增長量。應用回歸分析法進行土地評價的步驟如下：(1) 數(shù)據(jù)處理(上機前的準備)(2) 建立回歸

9、方程(3) 回歸總體效果檢驗。(4) 各自變量(評價因素)重要性的檢驗(5) 計算標難回歸系數(shù)bi和評價因素的權重(6) 確定評價指數(shù)及評定土地等級四、層次分折法層次分折法，是美國匹茲堡大學運籌學家 T. L. Saaty對于70年代中期提 出的一種多層次權重分析決策方法。其特點是具有高度的邏輯性、系統(tǒng)性、簡潔 性和實用性，現(xiàn)己廣泛運用于社會經(jīng)濟系統(tǒng)的決策分析。AHP法的基本原理。是把所研究的復雜問題看作一個大系統(tǒng)通過對系統(tǒng) 的多個因素的分折，劃分出各因素間相互聯(lián)系的有序?qū)哟危?再請專家對每一層次 的各因素進行客觀的判斷后，相應地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

10、因素的相對重要性的權值，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。層次分析法的步驟如下： 1明確問題并構建層次分析圖 2構建判斷矩陣 3約請專家填寫判斷矩陣 4層次單排序 5一致性檢驗 6層次總排序五、灰色關聯(lián)度分析法灰色關聯(lián)度分析法 （簡稱關聯(lián)度分析法 ）。是建立在灰色系統(tǒng)理論基礎上的一 種土地評價方法。由于它最終也是將評價因素的權重與其等級的分數(shù)相乘然后相 加，因此也可稱為關聯(lián)度分析權重指數(shù)和法。關聯(lián)度分析方法， 是根據(jù)評價因素之間的發(fā)展態(tài)勢的相似或相異程度， 來衡 量評價因素之間的關聯(lián)程度。其具體分析方法，是對數(shù)列進行幾何關系的比較。六、模糊綜合評價法如前所述，土地

11、是在自然因素和人為因素共同作用下形成的一種復雜的自然 綜合體，它受時間、空間因子的制約。在現(xiàn)階段，這些制約因子的作用還難以用 精確的數(shù)字表達。同時，土地質(zhì)量本身在“好”與“較好”之間也無截然界限， 這類界線具有模糊性，因此，現(xiàn)已嘗試用模糊評語評定土地質(zhì)量。美國控制論專家L . A 查德于1965年首先提出了 “模糊集合”的攝念，把 模糊概念用數(shù)學方法描述，從而創(chuàng)立了一個嶄新的數(shù)學分支模糊數(shù)學。模糊數(shù)學是研究和處理模糊體系規(guī)律性的理論和方法， 把普通集合論只取 0 或 1 兩個值的特征函數(shù)， 推廣到0, 1 區(qū)間上取值的隸屬函數(shù)， 把絕對的屬于或不 用于的“非此即彼”擴張為更加靈活的漸變關系；因

12、而把“亦此亦彼”中介過渡 的模糊概念用數(shù)學方法處理。 模糊數(shù)學的這種思路與土地質(zhì)量優(yōu)劣的評價十分接 近，這就是模糊數(shù)學方法可用于土地質(zhì)量評價的出發(fā)點。第三節(jié)數(shù)值法土地評價的討論、數(shù)值法土地評價的長處數(shù)值法土地評價是在定性的類別法土地評價基礎上發(fā)展起來的。 與類別法土 地評價相比，數(shù)值法土地評價有許多長處：（ 1） 數(shù)值法土地評價是以數(shù)量術語評定土地的質(zhì)量等級， 評價過程和評價結果 都以定量表示， 具體、 明確， 而且在一定程度上可較好地考慮到各個評價 因素之間的相互作用和效應， 因此有助于克服類別法土地評價的主觀隨意 性；（ 2） 評價方法相評價標準較容易掌握， 且在眾多人員于同一地區(qū)進行土地

13、評價 時它有利于方法的統(tǒng)一或協(xié)調(diào)。 同時， 方法便于應用， 非專業(yè)土地評價工 作者在經(jīng)過一段時間培訓后一般可勝任這類工作。（ 3） 評價方法具有較大的靈活性， 對方法本身易于修正。 如果發(fā)現(xiàn)評價結果不 甚理想，可隨時修改評價因霸及其權重，或采用不同的數(shù)學運算方法。（ 4） 評價過程和評價結果更適合于數(shù)據(jù)庫和計算機處理的需要， 有利于促進土 地資源信息系統(tǒng)的建立和發(fā)展，因之也更有助于進行土地資源管理。（ 5） 有利于土地經(jīng)濟評價的開展。 因為土地經(jīng)濟評價常建立在定量分析基礎之 上，因此數(shù)值法土地評價的成果有利于一個地區(qū)在開展土地自然評價之后 接著進行土地經(jīng)濟評價。 事實上，現(xiàn)有數(shù)值法土地評價方案中有些就是為 這類目的而建立的。二、數(shù)值法土地評價的局限性（ 1） 在數(shù)值法土地評價中如處理不當， 往往會掩蓋評價過程的主觀隨意性， 以 致形成主觀意見的數(shù)學表達。（ 2） 評價中需要大量的原始資料和數(shù)據(jù)， 而且這些資料和數(shù)據(jù)要有代表性， 才 能保證評價結果的可靠性。 某些數(shù)值法土地評價方法， 例如多元回歸分析 法，往往因數(shù)據(jù)的數(shù)量不足或缺