农业气象灾害综合评价中权重确定方法的研究与应用

黄肖寒 毛宜川 莫惠晴

摘 要 采用层次分析法、灰色关联法和组合赋权法，分别对影响广西壮族自治区农业生产的主要气象灾害进行评价，得到各灾种对农业生产影响权重：涝灾>旱灾>风雹灾>低温冷害灾。运用建立的农业灾情评价模型对近12年的农业气象灾害进行定量的综合评估，得知2004年是重灾年。通过Kendalls协调系数W检验，结果表明：三种方法均通过一致性检验，且组合赋权法计算的各灾害指标权重更合理和可靠。

关键词 农业气象；层次分析法；灰色关联法；组合赋权法；权重

引言

广西地处低纬度，境内地形复杂，气象灾害频发，气象灾害事件在一定程度上影响了当地经济发展和社会安定。国内学者关于旱涝灾害的研究较多，且在方法上侧重于定量描述与分灾种的分析，缺乏各种灾害对农业生产影响程度的对比研究。目前，按照確定指标权重的方式，赋权方法分为主观赋权法和客观赋权法两类。本文尝试分别运用层次分析法、灰色关联法和组合法三种方法对各气象灾种对农业的影响程度进行分析，并通过建立的农业灾情评价模型对近12年的农业气象灾害进行定量的评估，以期为当地农业气象灾害防治工作提供一定的理论基础。

1 资料与方法

1.1 资料来源

广西农业气象灾害主要有洪涝、冰雹、大风、干旱、低温冷害。本文选取广西2000-2011年的旱灾、水灾、风雹灾（风灾和雹灾合并）、低温冷害的受灾面积和农业产值的数据进行分析，资料来源于广西壮族自治区农村统计年鉴和国家统计局官方网站上公开发布的数据。

1.2 分析方法

层次分析法基本原理是将要评价的系统方案分解为若干个层次，同一层次的各个要素按照上一要素为准则进行两两判断比较，并计算各要素的权重，通过层次的单排序和层次总排序，根据最大综合权重确定最优方案[1]。它属于主观赋权法，简单易行，但赋权结果客观性差，赋权结果易受群体成员知识、能力、经验等多方面的影响。

灰色关联分析法是用来分析系统中母因素与子因素的关系密切程度，从而判断引起该系统发展的主要和次要因素。它主要根据原始数据之间的关系来确定权重，属于客观赋权法，不依赖于人的主观判断，容易受指标样本随机误差的影响[2]。针对上述问题，本文在对各种赋权方法研究分析的基础上，提出利用综合主客观赋权结果的组合赋权法为农业气象灾害指标赋权。通过组合，既能充分利用客观信息，又尽可能地满足评价者的主观愿望。

2 应用与分析

2.1 层次分析法的应用

欲对气象灾害进行评价，将危险性、承灾体易损度、承灾体脆弱性、防灾抗灾能力四个方面作为衡量灾害对农业生产影响程度的准则，即作为层次结构模型的准则层，以干旱、洪涝、风雹、低温冷害四种主要气象灾害为方案层，构造递阶层次结构模型。运用层次分析法确定权重的步骤如下：①建立权重判断矩阵。本文采用专家打分法的原则构造权重判断矩阵。②计算最大特征值和特征向量。本文通过方根法对判断矩阵进行计算。③一致性检验。④计算综合权重。

根据以上的步骤，在matlab中计算得到的权重如下表1。结果表明：涝灾（0.46）>旱灾（0.24）>风雹灾（0.19）>低温冷害（0.11）。

2.2 灰色关联分析法的应用

灰色关联分析的一般步骤如下：①将参考序列和比较序列分别进行初始化处理，本文采用初值化进行数据的无量纲化、归一化处理。②求绝对差。③各比较序列与参考序列在各时刻的关联系数。④计算关联度。⑤排序，根据关联度大小顺序确定比较序列对参考序列的相关程度大小。本文选取2000-2011年广西农业生产总值指标作为参考序列，旱灾、涝灾、风雹灾、低温冷害受灾面积作为比较序列。依据灰色关联分析的原理方法进行关联分析，建立灰色关联模型，得到各主要农业气象灾害与农业总产值的关联系数，再根据关联系数将各主要农业气象灾害与农业总产值的关联度并进行排序，计算结果为：涝灾的关联度（0.6726）>旱灾（0.6262）>风雹灾（0.6287）>低温冷害受灾（0.6141）。

2.3 组合赋权法的应用

在进行组合赋权法时，选用具有代表性的加法集成法[3-4]，，其中：为第个属性的客观权重，为第个属性的主观权重，为第个属性的最终组合权重，待定系数

为层次分析法中权重各分量从小到大的重新排序。

经过计算，得到a=0.3507。最后通过组合赋权计算，得到权重：旱灾权重=0.231、涝灾权重=0.392、风雹灾权重=0.215、低温冷害权重=0.161。

3 效果检验

根据学者在农业气象灾害灾情等级划分与年景估计研究发现[5]，表征农业气象灾害影响程度的灾情指数等于不同灾害的权重与其对应的受灾率的乘积的累加。根据灾情指数大小对年份进行排序（见表2），1表示灾情种种的年份，11表示灾情最轻的年份，由重至轻，以此类推。利用Kendalls协调系数W检验对层次分析法、灰色关联法和组合法进行一致性检验，检验结果见表5。从检验结果看，卡方值大于界值，则P<0.05，表明在a=0.05水准上，可以认为三种方法平均排序结果都具有良好的一致性。

4 结束语

在农业气象灾害，应用层次分析法、灰色关联法和组合法进行农业气象灾害权重的确定，每种方法都有一定的适用性。采用组合赋权法，既可以体现主观经验又包含了客观信息，得到的指标权重值比较符合实际情况。

参考文献

[1] 张星，陈惠，吴菊薪.层次分析法灾福建省农业气象灾害综合评价中的应用[J].热带气象学报，2009，（8）：508-511.

[2] 许月卿，李秀彬.河北省粮食生产灰色关联动态分析用[J].地理研究，2002，21（3）：339-346.

[3] 李洁，马才学.论城市土地定级权重确定方法之一综合赋权法[J].广东土地科学，2006，5（6）：36-41.

[4] 刘宏.综合评价中指标权重确定方法的研究[J].河北工业大学学报，1996，25（4）：75-80.

[5] 张星，郑有飞，周乐照.农业气象灾害灾情等级划分与年景估计[J].生态学杂志，2007，26（3）：418-421.