服务于主体功能区的农业发展水平综合评估方法技术

本发明专利技术提供一种服务于主体功能区的农业发展水平综合评估方法，其特征在于，包括：步骤1.构建服务于主体功能区的农业发展水平综合评估的四级指标体系；步骤2.以县或区级行政区为基本单元，监测和收集与四级指标体系有关的基础数据，形成原始数据矩阵，构建农业发展水平综合评估的基础数据库；步骤3.利用长系列的评估指标数据，确定所有评估指标的阈值；步骤4.基于阈值对评估指标数据进行标准化处理，得到数据标准化之后新的数据矩阵；步骤5.计算各评估指标的权重；步骤6.将标准化处理后新的数据矩阵与各指标权重进行加权求和，计算各评估单元的农业发展指数；步骤7.依据农业发展指数计算结果，评估全国县域层面农业发展水平。

【技术实现步骤摘要】
服务于主体功能区的农业发展水平综合评估方法
本专利技术属于农业发展水平评估、空间规划领域，具体涉及一种服务于主体功能区的农业发展水平综合评估方法。技术背景2010年12月国务院印发了《全国主体功能区规划》，综合考虑了我国自然地理环境和资源基础差异性、社会经济发展和区位关系的非均衡性，以县级行政区为基本单元，将我国国土空间分为以下主体功能区：按开发方式，分为优化开发区域、重点开发区域、限制开发区域和禁止开发区域；按开发内容，分为城市化地区、农产品主产区和重点生态功能区；按层级，分为国家和省级两个层面。不同主体功能区的功能定位以及其对农业发展的要求各有不同：城市化地区主体功能是提供工业品和服务产品，集聚人口和经济，但也必须保护好区域内的基本农田等农业空间，也要提供一定数量的农产品；农产品主产区必须把增强农业综合生产能力作为发展的首要任务，着力保护耕地，增加农民收入，减少相应人口规模与人口占地规模；重点生态功能区必须把增强生态产品生产能力作为首要任务，同时也要提供农产品和服务产品及工业品。如何精准评估不同主体功能区农业发展水平，是科学量化主体功能区农业战略格局构建成效、积极推动主体功能区战略目标得以保障实现的重要方法，也是推进我国人口、经济和资源环境协调发展的有效战略制度的重要举措。已有的有关主体功能区农业评估的研究成果主要包括主体功能区视阈下农业可持续发展、农业现代化水平测算等的研究，且研究多以省域尺度为研究对象，研究成果无法清晰的体现出县域尺度地区发展内质不均匀性的问题，针对主体功能区发展内质，以县域尺度为评价单元，对农业发展水平以及主体功能定位成效的综合评估方法还十分缺乏。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种服务于主体功能区的农业发展水平综合评估方法，能够构建一套完整、标准化的综合评估技术方法体系，可有效服务于主体功能区农业发展水平综合评估，并推动主体功能区战略目标的实现，促进空间均衡发展。本专利技术为了实现上述目的，采用了以下方案：本专利技术提供一种服务于主体功能区的农业发展水平综合评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.构建综合评估指标体系构建服务于主体功能区的农业发展水平综合评估的四级指标体系：第一级指标为农业发展水平；第二级指标包含：农业产品，农业空间，人口；相应的第三级指标依次包含：农业生产规模，农业生产空间和农村生活空间，农业人口；相应的第四级指标依次包含：农林牧渔业总产值，耕地面积、草地面积、园地面积、养殖水面面积、农业设施用地面积、农村道路面积、行政区面积，农村居民点、耕地面积、草地面积、园地面积、养殖水面面积、农业设施用地面积、农村道路面积，常住人口、城镇人口、农村居民点、耕地面积、草地面积、园地面积、养殖水面面积、农业设施用地面积、农村道路面积；步骤2.构建基础数据库以县级行政区为基本单元，监测和收集与四级指标体系有关的社会经济、土地利用、人口基础数据，形成原始数据矩阵Xij，i代表评估单元，j代表评估指标，构建农业发展水平综合评估的基础数据库；本步骤中构建的农业发展水平综合评估的基础数据库具体包括监测和收集到的农林牧渔业总产值和人口数据，以及土地利用数据，主要包括农村居民点、耕地面积、草地面积、园地面积、养殖水面面积、农业设施用地面积、农村道路面积、行政区面积。步骤3.确定指标阈值利用长系列的Xij数据，采用大数据计算方法，分析社会经济、土地利用和农业发展潜力，预测参与农业发展水平综合评估的农林牧渔业总产值、农业生产空间、农村生活空间、农业人口数据在一定时间尺度内的发展趋势，确定所有评估指标Xj的阈值(最大值、最小值)；步骤4.数据标准化处理评估指标具有不同的量纲单位，需对其进行无量纲的标准化处理，数据的标准化(normalization)是将数据按比例缩放，使之落入一个小的特定区间：利用Xj的阈值(最大值、最小值)对评估指标数据进行标准化处理，得到数据标准化之后新的数据矩阵X'ij；步骤5.计算指标权重利用标准化后的数据，基于熵值法计算各评估指标的权重wj，使wj满足式∑wj＝1；步骤6.计算农业发展指数采用多指标综合评价法将标准化处理后新的数据矩阵X'ij与各指标权重wj进行加权求和，计算各评估单元的农业发展指数；步骤7.评估农业发展水平依据农业发展指数计算结果，综合评估全国县域层面农业发展水平。形成一套全国统一的农业发展水平综合评估体系，该评估体系可以应用于任何年份全国县域层面的农业发展水平的综合评估。进一步地，本专利技术提供的服务于主体功能区的农业发展水平综合评估方法中，在步骤4中，标准化处理的方法为：对于值越大越好的正向指标采用下式处理：对于值越小越好的负向指标采用下式处理：式中，Xij表示第i个评估单元第j项指标值；Xmin和Xmax分别表示步骤3中根据一定时间尺度内的发展趋势，而确定的指标的最小值和最大值；X'ij表示第i个评估单元第j项指标原始数据标准化值，其值介于0～1之间；为了使标准化值的分布尽可能聚拢，增强数据的有效性，在原始的熵值法公式中引入参数fa和fb，其中fa为标准化最小值，fb为标准化最大值，在实际操作中，fa和fb可通过调参确定。农业发展综合评估指标分为正向指标和负向指标，正项指标值越大对农业发展越有利，负向指标值越小对农业发展越有利。在农业发展综合评估中，所选农业生产规模和农业生产空间为正向指标，农村生活空间和农业人口为负向指标。进一步地，本专利技术提供的服务于主体功能区的农业发展水平综合评估方法中，在步骤5中，指标权重wj的计算方法为：步骤5-1.计算第i个单元第j项指标值的比重：步骤5-2.计算指标信息熵：步骤5-3.计算信息熵冗余度：dj＝1-ej(5)步骤5-4.计算指标权重：式中，X'ij表示第i个评估单元第j项指标原始数据标准化值，Yij表示第i个评估单元第j项指标值的比重；m表示评估单元个数；k为常数，ej表示指标信息熵(一组数据所携带的信息量，信息量越大信息熵越高)；dj表示信息熵冗余度(当数据所携带的信息量少于数据本身则反映出来的数据冗余)；n为指标个数；wj表示第j项指标权重。进一步地，本专利技术提供的服务于主体功能区的农业发展水平综合评估方法，在步骤6中农业发展指数的计算公式为：式中，Fi为第i个评估单元的农业发展指数；x′ij为第i个评估单元第j项的指标标准化值；wj为第j项参评指标的权重值；n为指标个数。进一步地，本专利技术提供的服务于主体功能区的农业发展水平综合评估方法，还可以具有以下特征：在步骤7中依据农业发展指数计算结果，将农业发展水平划分为五级区：第一级区的农业发展指数Fi＞55，说明评估单元的农业发展水平高；第二级区的农业发展指数Fi为：45＜Fi≤55，说明评估单元的农业发展水平较高；第三级区的农业发展指数Fi为：35＜Fi≤45，说明评估单元的农业发展水平中等；第四级区的农业发展指数Fi为：25＜Fi≤35，说明评估单元的农业发展水平较低；第五级区的农业发展指数Fi≤25，说明评估单元的农业发展水平低。指依据全国各区县计算所得的农业发展指数，结合划分的五级评估标准，可得到每个区县的分区等级，统计不同分区等级内区县个数，最终完成对全国农业发展水平的综合评估。专利技术的作用与效果本专利技术所提供的服务于主体功能区的农业发展本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种服务于主体功能区的农业发展水平综合评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.构建综合评估指标体系构建服务于主体功能区的农业发展水平综合评估的四级指标体系：第一级指标为农业发展水平；第二级指标包含：农业产品，农业空间，人口；相应的第三级指标依次包含：农业生产规模，农业生产空间和农村生活空间，农业人口；相应的第四级指标依次包含：农林牧渔业总产值，耕地面积、草地面积、园地面积、养殖水面面积、农业设施用地面积、农村道路面积、行政区面积，农村居民点、耕地面积、草地面积、园地面积、养殖水面面积、农业设施用地面积、农村道路面积，常住人口、城镇人口、农村居民点、耕地面积、草地面积、园地面积、养殖水面面积、农业设施用地面积、农村道路面积；步骤2.构建基础数据库以县或区级行政区为基本单元，监测和收集与四级指标体系有关的社会经济、土地利用、人口基础数据，形成原始数据矩阵Xij，i代表评估单元，j代表评估指标，构建农业发展水平综合评估的基础数据库；步骤3.确定指标阈值利用长系列的Xij数据，采用大数据计算方法，分析社会经济、土地利用和农业发展潜力，确定所有评估指标Xj的阈值；步骤4.数据标准化处理基于Xj的阈值对评估指标数据进行标准化处理，得到数据标准化之后新的数据矩阵X'ij；步骤5.计算指标权重利用标准化后的数据，计算各评估指标的权重wj，使wj满足式∑wj＝1；步骤6.计算农业发展指数将标准化处理后新的数据矩阵X'ij与各指标权重wj进行加权求和，计算各评估单元的农业发展指数Fi；步骤7.评估农业发展水平依据农业发展指数计算结果，评估全国县域层面农业发展水平。...

【技术特征摘要】
1.一种服务于主体功能区的农业发展水平综合评估方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1.构建综合评估指标体系构建服务于主体功能区的农业发展水平综合评估的四级指标体系：第一级指标为农业发展水平；第二级指标包含：农业产品，农业空间，人口；相应的第三级指标依次包含：农业生产规模，农业生产空间和农村生活空间，农业人口；相应的第四级指标依次包含：农林牧渔业总产值，耕地面积、草地面积、园地面积、养殖水面面积、农业设施用地面积、农村道路面积、行政区面积，农村居民点、耕地面积、草地面积、园地面积、养殖水面面积、农业设施用地面积、农村道路面积，常住人口、城镇人口、农村居民点、耕地面积、草地面积、园地面积、养殖水面面积、农业设施用地面积、农村道路面积；步骤2.构建基础数据库以县或区级行政区为基本单元，监测和收集与四级指标体系有关的社会经济、土地利用、人口基础数据，形成原始数据矩阵Xij，i代表评估单元，j代表评估指标，构建农业发展水平综合评估的基础数据库；步骤3.确定指标阈值利用长系列的Xij数据，采用大数据计算方法，分析社会经济、土地利用和农业发展潜力，确定所有评估指标Xj的阈值；步骤4.数据标准化处理基于Xj的阈值对评估指标数据进行标准化处理，得到数据标准化之后新的数据矩阵X'ij；步骤5.计算指标权重利用标准化后的数据，计算各评估指标的权重wj，使wj满足式∑wj＝1；步骤6.计算农业发展指数将标准化处理后新的数据矩阵X'ij与各指标权重wj进行加权求和，计算各评估单元的农业发展指数Fi；步骤7.评估农业发展水平依据农业发展指数计算结果，评估全国县域层面农业发展水平。2.根据权利要求1所述的服务于主体功能区的农业发展水平综合评估方法，其特征在于：其中，在步骤4中，标准化处理的方法为：对于值越大越好的正向指标采用下式...

【专利技术属性】
技术研发人员：张万顺，黄攀攀，程美玲，张紫倩，万晶，许典子，涂华伟，申诗嘉，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42