膠園風(fēng)害災(zāi)害評(píng)估的多指標(biāo)物元分析法

膠園風(fēng)害災(zāi)害評(píng)估的多指標(biāo)物元分析法

膠園坍塌的綜合評(píng)價(jià)是一項(xiàng)復(fù)雜而困難的工作。首先，災(zāi)情數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性難以保證。災(zāi)情數(shù)據(jù)由基層統(tǒng)計(jì)上報(bào)，而基層人員對(duì)統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的掌握程度不一，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可比性差。其次，不同災(zāi)種間災(zāi)情的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)不統(tǒng)一。沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不利于不同災(zāi)種間災(zāi)情的比較。最后，國內(nèi)尚無對(duì)現(xiàn)行的膠園災(zāi)情統(tǒng)計(jì)指標(biāo)成災(zāi)等級(jí)的劃分標(biāo)準(zhǔn)。目前，膠園災(zāi)情統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)一般通過抽樣調(diào)查方法得到，根據(jù)行政區(qū)劃、環(huán)境區(qū)劃、品種和經(jīng)緯度等因素選擇調(diào)查地點(diǎn)，每個(gè)調(diào)查地點(diǎn)在一個(gè)林段內(nèi)調(diào)查100株，記錄各級(jí)別受害株數(shù)。《橡膠樹栽培技術(shù)規(guī)程(NY/T221-2006)》中對(duì)橡膠樹的寒、風(fēng)害以及白粉病、炭疽病等分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)有著明確的規(guī)定。以風(fēng)害為例，在災(zāi)情調(diào)查中，先對(duì)抽樣調(diào)查區(qū)域中的每株樹進(jìn)行定級(jí)，然后計(jì)算風(fēng)害斷倒株數(shù)、斷倒率、風(fēng)害百分率、風(fēng)害平均級(jí)別等指標(biāo)來評(píng)估不同膠園的受災(zāi)程度。通常，膠園的受害程度是通過橡膠樹的受害百分率和平均受害等級(jí)來表示，指標(biāo)比較單一，災(zāi)情評(píng)估結(jié)果相容性較差。如余偉等在研究“達(dá)維”臺(tái)風(fēng)對(duì)海南農(nóng)墾橡膠產(chǎn)業(yè)的損害時(shí)，選取開割樹受災(zāi)率和受災(zāi)經(jīng)濟(jì)損失兩項(xiàng)指標(biāo)，運(yùn)用聚類分析分別對(duì)每個(gè)指標(biāo)分類，按開割樹受災(zāi)率分為受災(zāi)程度嚴(yán)重、受災(zāi)程度次嚴(yán)重和受災(zāi)程度相對(duì)較小三類；按受災(zāi)經(jīng)濟(jì)損失分為損失嚴(yán)重、損失次嚴(yán)重、損失一般和損失相對(duì)較小四類，得出的結(jié)果不具有一致性。覃姜薇等使用綜合評(píng)價(jià)方法，以2007/2008年寒害中海南農(nóng)墾各農(nóng)場(chǎng)橡膠樹的受災(zāi)面積、受災(zāi)株數(shù)、各級(jí)別受害株數(shù)、受害率、三級(jí)以上受害率、平均寒害級(jí)數(shù)據(jù)，利用聚類分析將海南農(nóng)墾分為重寒害區(qū)、次重寒害區(qū)、中寒害區(qū)和輕寒害區(qū)等4個(gè)類型區(qū)域。隨著各種理論和技術(shù)手段的發(fā)展、完善和應(yīng)用，許多學(xué)者在自然災(zāi)害災(zāi)情綜合評(píng)估方面提出了多種評(píng)估方法，如物元分析法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、區(qū)間數(shù)模糊綜合評(píng)判法等。物元模型是由我國學(xué)者蔡文教授提出的，它以物元理論和可拓集合理論為基礎(chǔ)，根據(jù)物元要素的發(fā)散性、可擴(kuò)性、相關(guān)性和共軛性研究現(xiàn)實(shí)世界中廣泛存在的矛盾問題，從而探索處理矛盾問題的規(guī)律和方法，已在自然災(zāi)害災(zāi)情評(píng)估、水質(zhì)等級(jí)評(píng)價(jià)、土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)、生態(tài)環(huán)境脆弱性評(píng)價(jià)、城市可持續(xù)發(fā)展評(píng)價(jià)等多個(gè)領(lǐng)域中得到應(yīng)用，取得了可喜的成果。本研究將物元分析方法應(yīng)用于膠園災(zāi)情評(píng)估研究，首先建立膠園災(zāi)害災(zāi)情綜合評(píng)估指標(biāo)體系，再構(gòu)造隸屬函數(shù)以確定各指標(biāo)成災(zāi)等級(jí)化的劃分標(biāo)準(zhǔn)，然后通過關(guān)聯(lián)函數(shù)刻畫指標(biāo)與成災(zāi)等級(jí)的關(guān)聯(lián)程度，從而對(duì)各個(gè)膠園的災(zāi)害損失進(jìn)行評(píng)估，最后以2005年“達(dá)維”臺(tái)風(fēng)對(duì)海南農(nóng)墾膠園造成的破壞為例，對(duì)該災(zāi)情綜合評(píng)估方法進(jìn)行實(shí)證分析。1膠園損失評(píng)估指標(biāo)體系數(shù)據(jù)資料來源于海南農(nóng)墾總局編制的《18號(hào)（達(dá)維）臺(tái)風(fēng)損失情況調(diào)查表》（以下簡(jiǎn)稱《調(diào)查表》），該表中東昌、桂林洋、東路、南陽、文昌所、東嶺、金雞嶺、熱作所、金安、南田、南新、南島、五指山茶場(chǎng)等13個(gè)橡膠農(nóng)場(chǎng)的統(tǒng)計(jì)資料不完整或風(fēng)害損失很小，因此，不計(jì)入在損失評(píng)估的范圍內(nèi)。為便于說明問題，將桂林洋、文昌所、五指山茶場(chǎng)等3個(gè)損失小的橡膠農(nóng)場(chǎng)直接定為0級(jí)（微災(zāi)）。針對(duì)《調(diào)查表》的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)，遵循代表性、綜合性、數(shù)據(jù)可獲得性和絕對(duì)量與相對(duì)量相結(jié)合的原則，選取7項(xiàng)指標(biāo)，構(gòu)成膠園損失評(píng)估指標(biāo)體系（圖1）。從各指標(biāo)的描述性統(tǒng)計(jì)（表1）可以看出，在損失金額和受害株數(shù)兩個(gè)指標(biāo)上，開割樹的平均值比未開割樹高，變異系數(shù)前者低于后者，說明海南農(nóng)墾開割樹整體受害程度比未開割樹高，各農(nóng)場(chǎng)的開割樹受害程度相對(duì)于未開割樹來說，受害程度差異較小，數(shù)據(jù)集中度相對(duì)比較高。2元有序組的計(jì)算在物元分析中，給定事物M，其關(guān)于特征（即指標(biāo)）c的量值為x，則三元有序組R=（M,c,x）稱為物元。待評(píng)估橡膠農(nóng)場(chǎng)用物元表示為式中，Mi為待評(píng)橡膠農(nóng)場(chǎng)，xk為Mi關(guān)于指標(biāo)ck的值，即各特征的實(shí)際數(shù)據(jù)。2.1．參數(shù)1k值及最高允許值對(duì)每項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)，設(shè)計(jì)如下形式的隸屬函數(shù)：式中，xk是災(zāi)害損失的第k項(xiàng)指標(biāo)的數(shù)據(jù)；xk,max是災(zāi)害損失樣本中第k項(xiàng)指標(biāo)的最大值；xk,min是災(zāi)害損失樣本中第項(xiàng)指標(biāo)的最小值；ak,bk,Kk是第k項(xiàng)指標(biāo)隸屬函數(shù)中的待定參數(shù)，其值由下列條件確定：式中，x軃k為第k項(xiàng)指標(biāo)的算術(shù)平均值。由式（1）得到待估參數(shù)a,b,K值（表2）。對(duì)第k項(xiàng)指標(biāo)，取定以下等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)參照表2中參數(shù)ak,bk,Kk的值，再根據(jù)式（2）計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)的等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)（表3）。在指標(biāo)值范圍不受限的情況下，最高允許值通常為該指標(biāo)最高等級(jí)上限的1.5倍，如巨災(zāi)時(shí)開割樹損失金額的上限為12614萬元，則最高允許值為18921萬元，其中需要注意的是開割樹和未開割樹受害率（三級(jí)以上）2個(gè)指標(biāo)，最高允許值取100，而不能取最高等級(jí)上限的1.5倍。經(jīng)典域和節(jié)域的物元矩陣如下，分別對(duì)應(yīng)以單指標(biāo)評(píng)估成災(zāi)等級(jí)的小災(zāi)、中災(zāi)、大災(zāi)、巨災(zāi)的量值范圍和各指標(biāo)允許的量值范圍。經(jīng)典域物元矩陣：節(jié)域物元矩陣：2.2以熵權(quán)法確定各指標(biāo)權(quán)重目前，綜合評(píng)價(jià)中賦權(quán)方法有數(shù)十種，按權(quán)重產(chǎn)生方法的不同，可分為主觀賦權(quán)法和客觀賦權(quán)法。主觀賦權(quán)法是由專家根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷定權(quán)的定性賦權(quán)法，較常用的有德爾斐法、AHP法；客觀賦權(quán)法則根據(jù)各指標(biāo)之間的相關(guān)關(guān)系或變異系數(shù)來定量地賦權(quán)的方法，如熵權(quán)法、TOPSIS法等。文中采用熵權(quán)法給出各指標(biāo)權(quán)重，按照信息論基本原理的解釋，熵是系統(tǒng)無序程度的一個(gè)度量，當(dāng)各被評(píng)估對(duì)象在某一指標(biāo)上熵值較小，則熵權(quán)較大，說明該指標(biāo)提供的有用信息越多，指標(biāo)越重要。采用熵權(quán)法計(jì)算各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重，熵權(quán)法是利用各指標(biāo)反映的信息效用值來判斷其重要程度的大小。2.2.1數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)化公式為2.2.2信息熵值計(jì)算(zk×1nzk），其中，ek為樣本的信息熵值，N為樣本數(shù)。當(dāng)zk=0時(shí)，取0.0001代替進(jìn)行計(jì)算。2.2.3權(quán)重計(jì)算設(shè)wk為第k項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重，則的權(quán)重分別為0.1405、0.1592、0.1673、0.1371、0.0979、0.1376、0.1604。2.3成災(zāi)等級(jí)關(guān)聯(lián)評(píng)估關(guān)聯(lián)度的大小表征農(nóng)場(chǎng)災(zāi)情屬于某一個(gè)成災(zāi)等級(jí)的程度。待評(píng)估農(nóng)場(chǎng)各指標(biāo)關(guān)于各成災(zāi)等級(jí)的關(guān)聯(lián)函數(shù)為：其中，則待評(píng)農(nóng)場(chǎng)Mi關(guān)于成災(zāi)等級(jí)j的關(guān)聯(lián)函數(shù)為：根據(jù)最大隸屬原則，在Yj(Mi）中尋求最大的關(guān)聯(lián)函數(shù)值對(duì)應(yīng)的成災(zāi)等級(jí)。根據(jù)關(guān)聯(lián)函數(shù)公式，計(jì)算出各個(gè)橡膠農(nóng)場(chǎng)膠園風(fēng)害災(zāi)情對(duì)4個(gè)成災(zāi)等級(jí)的關(guān)聯(lián)度，并依據(jù)評(píng)定規(guī)則，得出相應(yīng)的評(píng)估結(jié)果（表4、表5）。因參與評(píng)估的橡膠農(nóng)場(chǎng)有80個(gè)，數(shù)量較多，限于篇幅，表4中僅列出部分農(nóng)場(chǎng)災(zāi)情關(guān)聯(lián)度，匯總結(jié)果見表5。從表5可以看出，“達(dá)維”臺(tái)風(fēng)造成的災(zāi)情偏重，巨災(zāi)農(nóng)場(chǎng)有9個(gè)，大災(zāi)農(nóng)場(chǎng)有13個(gè)，中災(zāi)農(nóng)場(chǎng)有45個(gè)，小災(zāi)農(nóng)場(chǎng)有10個(gè)。登陸地點(diǎn)附近的幾個(gè)農(nóng)場(chǎng)和儋州地區(qū)的西聯(lián)、八一農(nóng)場(chǎng)成災(zāi)等級(jí)最高，災(zāi)情最為嚴(yán)重，多數(shù)農(nóng)場(chǎng)呈中災(zāi)。西聯(lián)和八一農(nóng)場(chǎng)規(guī)模較嚴(yán)重，造成的絕對(duì)損失較大，因此，評(píng)估為巨災(zāi)農(nóng)場(chǎng)也比較可信。4模型評(píng)估結(jié)果在后期災(zāi)