迈普 数学问题在工程 1563 - 5147 1024 - 123 x Hindawi 10.1155 / 2021/5543368 5543368 研究文章 评估和分析的熵权法和部分灰色模型研究在惠州现代农业的发展水平 https://orcid.org/0000 - 0001 - 5190 - 1755 李 Dewang 1 https://orcid.org/0000 - 0002 - 0820 - 9736 陈 Jianbao 2 https://orcid.org/0000 - 0002 - 2407 - 9150 邱 梅兰 1 马 鑫 1 惠州大学 学校的数学和统计数据 惠州516007 中国 hzu.edu.cn 2 福建师范大学 学校的数学和信息学 福州350117年 中国 fjnu.edu.cn 2021年 10 6 2021年 2021年 9 2 2021年 15 4 2021年 25 5 2021年 10 6 2021年 2021年 版权©2021李Dewang et al。 这是一个开放的文章在知识共享归属许可下发布的,它允许无限制的使用,分布和繁殖在任何媒介,提供最初的工作是正确的引用。

从农业物质装备水平,农业产出效益,农业经济结构的水平,农业产业化经营水平,农业可持续发展的水平,农村社会和经济发展的水平,基于15个指标,一个综合能力评价指标体系构建了现代农业发展在惠州。现代农业的发展水平的综合评价在惠州从2012年到2018年由熵权方法,测量和评价分析了广东省平均水平。我们发现之间的差距惠州的发展优势和广东省平均水平,以促进现代农业的发展在惠州。综合评价指标的基础上,现代农业的发展水平从2012年到2018年惠州熵权方法,获得的分数累计的灰色GM(1,1)预测模型,成立和发展能力进行分析和预测。预测结果具有一定的指导意义的发展现代农业在惠州。

 广东省自然科学基金 13 yja9100002 15 jjd790029 71503220 2018年a030310038 1。介绍

农业是国民经济的最基本的物质生产部门。无论是在中国还是在国外,无论是在过去,现在,还是将来,农业是国民经济的基础。的政策提出“农业、农村和农民”由国家强调农业的发展应该提升以及农民收入的增加。因此,为了实现全面建设小康的重要目标,全面推进社会主义现代化,最基本的是强调农业,加强农业、Huinong地区为了实现可持续稳定发展农业和农产品有效供给的长期保证。现代农业,形成了自工业革命以来,逐渐走向商业化和市场化。农业生产和管理活动已逐渐成为专业化、集约化和大型规模。农业劳动生产率大大提高。其主要特点如下:市场日益成熟,工业设备广泛应用,先进技术广泛应用,工业系统是提高日复一日,和生态环境价值。作为一个传统的农业城市和广东省粮食生产地区,惠州有一个非常合适的气候对作物生产的发展和相对温和的气候全年。有充足的雨水和阳光和肥沃的土壤、农业资源也相对丰富。 According to the Huizhou Statistical Yearbook, the per capita net income of farmers in Huizhou has reached double-digit growth rate for five consecutive years and has made great achievements in agricultural development. Agriculture is an indispensable part of our city’s national economy. At the same time, the development of modern agriculture can promote the development of other industries. Therefore, scientific prediction of the economic development of modern agriculture is of great help to the prospect of the development of this city’s agricultural economy. It is an extremely important basis for formulating the future agricultural development plan and also helps to promote the safe operation of our city’s national economy. And the reasonable forecast method can also increase the science of the policy implementation and the persuasion to the masses, thus reducing the blindness of the decision-making.

因此,我们应该关注城市的现代农业发展未来方向的预测。目前,加快现代农业的发展已成为一种共识,许多专家和学者从不同的研究角度探索了现代农业的发展。张先生和仓 1)建立索引,包括农业社会服务指数、农业生态环境指数、农业安全级别指数和农业综合生产能力指数。王旭和刘刚( 2)构建一流的农业经济功能的指标,农业生态功能,农业社会功能,农业现代化水平。根据经济发展水平、社会发展和生态发展的指标体系评价现代都市农业的发展水平在天津,河北,建立了高( 3]。Wan et al。 4)评价广州都市农业的现代化水平分类索引的生产条件下,产出效益,科技水平、生态环境、和城乡总体规划。傅和罗 5)评估城市农业的现代化水平在广州都市农业方面的质量和城市农业效率。郭( 6]构造索引包括农业综合发展水平、农业生态环境的安全水平,农业社会的发展水平,安全级别的城市农业,农业的综合生产水平评估西安都市农业的可持续发展能力。

关注现代农村的角度来看,Cai et al。 7)推进农业结构的优化,创新农业基本元素的输入方法,发挥主导作用的新型农业经营主体,构建了一个完善的农业社会化服务体系,有效促进农业经济健康发展。刘和Na ( 8)提升现代物质条件装备农业和现代科学技术改造农业和现代工业系统升级从绿色农业,圆形,高端视角。烹调的菜肴( 9)不断扩大优质农产品的数量和质量,专注于科技创新的培养,并提供农产品的核心竞争力的角度供应方面的改革。

农业龙头企业可以促进农业产业化水平,优化和调整产业结构,并促进生产、就业和收入的农民通过各种形式( 10- - - - - - 13]。近年来,国内学者研究农业产业化的效率及其影响因素从不同的角度,主要专注于农业产业化和农业龙头企业的集群和测量效率( 14- - - - - - 16]。张,刘 17)建立了一个高质量发展的评价指标体系从农业资源、农业经济效益,生态环境和工人等,并通过模型和层次分析法综合评价农业高质量的发展。也有一些引用农村振兴和现代农业发展研究 18- - - - - - 25]。目前,学者和专家们关注,熵权法和部分灰色模型来研究现代农业的发展仍然是更少。基于熵权法,本文构造了现代农业发展水平的评价指标体系,计算在惠州现代农业的发展状况从2012年到2018年,并比较它与广东省现代农业的平均发展水平从2012年到2018年,更准确和现代农业发展水平综合评价在惠州。我们使用部分灰色模型预测现代农业发展水平在惠州。

 2。研究方法 2.1。现代农业发展的评价指标体系

本文选择通过惠州农业数据从2012年到2018年统计年鉴和广东统计年鉴和建立一个综合评价指标模型的现代农业利用熵方法在惠州。我们结合的可能性和意义获取有关指标,建立现代农业发展评价指标体系有六个二级指标,包括农业水平的材料和设备,农业产出水平和效率,农业经济结构的水平,农业产业化水平和管理水平的农业可持续发展、农村社会和经济发展的水平和选择15个三级指标,详细表 1。

指标体系评估现代农业的发展水平及其熵。

分类指标层 单一指标层
分类指数 熵 单一指数 熵
农业物质装备水平 0.0890 电力消耗每耕地 0.0445
肥料率 0.0445
效率的农业产出水平 0.1956 人均农业总产值、林业、畜牧业和渔业 0.0546
农民人均纯收入 0.0591
全面收益的土地 0.0819
结构层次的农业经济 0.2550 比例的农业、林业、畜牧业和渔业工人在农村地区 0.1443
附加值的农业、林业、畜牧业、渔业服务的附加值的比例占农业、林业、畜牧业和渔业 0.0348
畜牧业增加值占的比例的附加值农业、林业、畜牧业和渔业 0.0759
农业产业化的管理水平 0.0869 工业开工率 0.0869
农业的可持续发展水平 0.1038 人均耕地面积 0.0533
森林覆盖率 0.0505
农村社会经济发展水平 0.2696 城市化率 0.0346
主要的经济部门占GDP的比例 0.0876
人均电力消费在农村地区 0.0549
城乡收入比 0.0925
2.2。模型的基本原理

在信息理论中,熵是一个测量的不确定性。信息越多,越少的不确定性,熵越小;信息越少,越不确定性和熵越多。根据熵的特点,我们可以判断一个事件的随机性和障碍程度通过计算熵值,或者我们可以判断一个索引的离散程度的熵值;指数的离散程度越多,影响越大(重量)指数综合评价的熵值越小。使用熵方法确定指标权重可以克服不可避免的随机性和主观权重方法的假设。因此,本文采用信息熵确定指标权重进行综合评价农业发展在惠州。

 2.3。农业发展水平的综合评价模型基于熵权的方法

熵权法计算如下。

如果有 米 评估对象和 n 评价指标和 y 我 j 1 ≤ 我 ≤ 米 , 1 ≤ j ≤ n 是 我 指数的 j 评估对象,然后决策矩阵 Y = y 我 j 米 × n 。不同的算法进行数据标准化处理用于正面和负面的指标。根据方程(积极的指标标准化 1),而根据方程(负指标标准化 2): (1) x 我 j = y 我 j − 最小值 y 我 j 马克斯 y 我 j − 最小值 y 我 j , (2) x 我 j = 马克斯 y 我 j − y 我 j 马克斯 y 我 j − 最小值 y 我 j 。

其次,为了确保的重量可以由对数熵方法操作,翻译数据应按照下列公式: (3) z 我 j = x 我 j + 0.5 , z 我 j ∈ 0.5 , 1.5 。

再次,翻译转换后的索引值根据以下公式: (4) h 我 j = z 我 j ∑ 我 = 1 米 z 我 j 。

我们得到矩阵 H = h 我 j 米 × n 作为归一化值的现代农业发展水平的评价指标。

最后,我们根据公式计算出每个指标的熵值( 5)和计算的熵权值 j 根据公式(th指数 6): (5) f j = − k ∑ 我 = 1 米 h 我 j ln h 我 j , j = 1 , … , n , 在哪里 k = 1 / ln 米 , (6) w j = 1 − f j n − ∑ j = 1 n f j , 1 ≤ j ≤ n 。

在惠州使用各种指标的数据从2012年到2018年,经过计算,评价指标的权向量的现代农业发展水平终于获得,如表所示 1。

 2.4。现代农业发展水平的综合评价指标

计算和比较,分类指数和现代农业发展水平综合评价指标采用线性加权法,和计算公式 (7) 年代 我 = ∑ W j × H 我 j , 1 ≤ 我 ≤ 米 , 1 ≤ j ≤ n 。

其中, 年代 我 是现代农业发展水平的评价指标; W j 的重量吗 j th指数;和 H ij是归一化指数的价值。

使用该评价指标体系和评价标准的数据和分析结果惠州城市和广东省,纵向比较(表 2和 3)和水平的现代农业发展水平的比较惠州城市从2012年到2018年进行。

在现代农业发展水平的评价指标惠州的城市。

一年 分类指数 综合评价
农业设备 农业生产效率 农业经济结构 农业工业管理 农业可持续发展 农村社会和经济发展 发展现代农业
2012年 0.0212 0.0001 0.0736 0.0001 0.0056 0.099 0.1996
2013年 0.0154 0.0084 0.0229 0.0002 0.0126 0.0382 0.0976
2014年 0.0056 0.0142 0.0178 0.0258 0.0185 0.0332 0.1151
2015年 0.0135 0.0242 0.02 0.0261 0.0246 0.0246 0.1330
2016年 0.0099 0.0408 0.0154 0.0184 0.0273 0.0306 0.1423
2017年 0.0133 0.0488 0.0702 0.0088 0.0087 0.0248 0.1747
2018年 0.0100 0.0591 0.0352 0.0076 0.0065 0.0192 0.1377

现代农业发展水平的评价指标的广东省。

一年 分类指数 综合评价
农业设备 农业生产效率 农业经济结构 农业工业管理 农业可持续发展 农村社会和经济发展 发展现代农业
2012年 0.0057 0.0001 0.0265 0.0001 0.0233 0.1028 0.1584
2013年 0.0075 0.0057 0.0199 0.0059 0.0240 0.0455 0.1084
2014年 0.0137 0.0189 0.0209 0.0044 0.0219 0.0355 0.1133
2015年 0.0179 0.0221 0.1397 0.0080 0.0161 0.0360 0.2399
2016年 0.0202 0.0344 0.0236 0.0122 0.0099 0.0319 0.1321
2017年 0.0140 0.0399 0.0242 0.0041 0.0095 0.0310 0.1227
2018年 0.0112 0.0492 0.0169 0.0070 0.0075 0.0334 0.1252
2.5。分数累积灰色模型预测现代农业发展水平的综合评价指标

2013年,吴et al。 26)提出了一种灰色模型,分数累积灰色GM(1,1)预测模型,基于新的信息优先原则,借助“之间”的想法包含在分数阶( 27];通过选择合理的秩序,积累高增长数据序列变得平滑,提高模型的预测精度。吴et al。 28)应用一元非齐次灰色模型来研究有限公司2排放为金砖五国没有考虑外部因素。下几个错误指标,一个可以看到灰色预测模型可以提供五个国家优秀的结果。基于整合分数阶导数的定义,马等。 29日)提出了整合分数积累和区别。然后,小说整合部分灰色模型提出了基于整合分数积累和差异,并介绍了蛮力方法优化其分数阶。

吴et al。 30.]证明了非均匀离散灰色模型(缩写为NDGM)与第一累积生成算子违反原则的新信息优先级和灰色系统理论的最小信息原则。一个新NDGM提出分数阶积累。灰色凸关系分析是用来描述电力消费及其相关因素之间的关系由吴et al。 31日]。一种新的多变量灰色预测模型,该模型考虑了人口发展预测山东省电力消费。基于非齐次的灰色模型,整合部分非齐次灰色伯努利模型是由郑et al。 32]估算天然气生产和消费。在新方法中,伯努利方程首次引入到现有的微分方程。刘等人。 33]重建部分灰色模型的动态背景值的组合积分中值定理;因此,他们提出了一个新颖的部分灰色背景值基于模型的变量。据我们所知,很少有文献研究的研究使用分数阶的现代农业发展指数的灰色预测模型。所以,我们这种方法适用于研究徽州的现代农业。

 2.6。分数累积建模

输入原始时间序列数据:选择少量的历史数据根据预期目标: (8) U 0 = u 0 1 , u 0 2 , … , u 0 n 。

的 r 订单累积的原始数据序列 U 0 是 (9) u k r = ∑ 我 = 1 k C k − 我 + r − 1 k − 我 u 0 我 。

计算 U r = u r 1 , u r 2 , … , u r n ;如果属于短期记忆,未来场景设置订单 r ∈ 0,0.5 ;如果未来场景属于长期记忆,设置的顺序 r ∈ 0.5 , 1 。其中, C r − 1 0 = 1 , C k K + 1 = 0 , k = 0 1 , … , n − 1 , (10) C k − 我 + r − 1 k − 我 = k − 我 + r − 1 k − 我 + r − 2 ⋯ r + 1 r k − 我 ! 。

GM(1,1)模型参数估计:计算的背景值 r 订单累计序列: (11) v r k = 0.5 u r k + u r k − 1 , k = 2、3 , … , n 。

获取矩阵 (12) B = − v r 2 1 − v r 3 1 ⋮ ⋮ − v r n 1 , D = u r 2 u r 3 ⋮ u r n 。

使用最小二乘法来查找参数 (13) 一个 ^ b ^ = B T B − 1 B T D 。

确定模型:替代参数 一个 ^ 和 b ^ 的时间响应函数GM(1, 1)模型: (14) u ^ r k + 1 = u 0 1 − b ^ 一个 ^ e − 一个 ^ k + b ^ 一个 ^ 。

预测 u ^ r 1 , u ^ r 2 , … 。

的积累和减法 r 顺序序列:改变 U r = u ^ r 1 , u ^ r 2 , … , u ^ r n , … 为订单1−积累 r ,然后积累和订单减去1,这是 (15) α r U 0 = α 1 u ^ 1 − r 1 , α 1 u ^ 1 − r 2 , … , α 1 u ^ 1 − r n , α 1 u ^ 1 − r n + 1 , … 。

计算拟合值 u ^ 0 1 , u ^ 0 2 , … , u ^ 0 n 和预测价值 u ^ 0 n + 1 , u ^ 0 n + 2 , … 。

错误测试:执行剩余测试,相关测试或校准误差概率测试 u ^ 0 1 , u ^ 0 2 , … , u ^ 0 n ,模型的拟合效果法官根据测试结果,定性分析模型的预测精度;如果拟合精度并不理想,累积顺序可以调整 r ,也就是回归公式( 1)直到精度达到理想的状态。

3所示。评估和分析现代农业的发展水平在惠州 3.1。分类指数评价结果的分析

农业物质装备水平指标:根据图 1惠州城市的农业原料指数显示,一个明确的下降趋势。这是2018年的0.0100,这是2012年的0.47倍,主要是由于连续单位耕地减少电力消耗。如图 2,从2012年到2018年,广东省农业物质装备水平指数增加,然后降低和保持同等的惠州在未来两年。

农业产出效益指数水平:如图 1惠州的农业产出效益水平指数显示,受伤的一个明确的趋势。该指数在2018年超过500次,在2012年。如图 2,从2012年到2018年,惠州的农业产出效益水平指数高于广东省平均水平,从2013年的0.0027增加到2018年的0.0099;在2014年,它低于广东省的评价水平,低于0.0047。

农业经济结构指标:数据显示 1和 2,惠州的农业经济结构水平指数相对较大的波动。指数最低的2016年,和2012年指数最高;索引在2012年和2018年分别为0.0736和0.0352,分别。前者是后者的2.09倍。与广东相比,除了在2014年到2016年,农业经济结构指标在惠州城市高于广东省平均水平。差距的差距在2012年为0.0471,2018年为0.046,2015年差距−0.1197。

农业产业化水平的指数:如图 1和 2惠州城市,农业产业化水平指数显示一个明确的趋势先上升,然后下降,最多达到2015年的0.0261。与广东省惠州农业产业化管理水平指数低于广东省平均水平2013年,广东省和高于平均水平从2012年到2018年。2014年的差距是最大的,这是高于0.0214;在2012年和2018年,两个水平相当。

农业可持续发展指标:从数据可以看出 1和 2惠州城市的农业可持续发展指数先上升,然后下降,在2016年达到最高为0.0273,这是2012年和2018年基本相同。与广东相比,只有惠州农业可持续发展指数在2015年和2016年高于广东省平均水平,其余的时间,它低于广东省平均水平。

农村社会和经济发展的水平的指标:如图 1和 2,徽州农村社会和经济发展水平指数逐年减少,但减少并不大。该指数在2018年是2012年的5.15倍。与广东相比,徽州农村社会和经济发展水平指数低于广东省平均水平,差距最大的是2018年的0.0142,最小的是2014年的0.0002。

 3.2。综合评价结果的分析

根据表 2和图 3从2012年到2018年,惠州的现代农业发展水平的综合评价指标显示一个交替的趋势。2018年的综合评价指数为0.1377,这大约是2012年的0.69倍。与评价广东省现代农业发展水平,现代农业发展水平的综合评价指标的惠州却略低于2013年和2015年,其他年更高。其中,2017年是高于0.052。

现代农业的发展水平指标在惠州。

指标水平的广东现代农业的发展。

指数的变化对现代农业发展水平的综合评价。

 4所示。使用分数累积灰色模型预测现代农业的综合评价指标

从表中的数据 2,我们获得原始数据序列: (16) U 0 = 0.1996 , 0.0976 , 0.151 , 0.1330 , 0.1423 , 0.1747 , 0.1377 。

为了达到最好的模拟预测效果,最佳的分数阶 r 应该确定,平均相对误差函数(日军)应该建造。然后,分数阶之间的关系 r 和参数 一个 ^ , b ^ 作为约束条件,Python软件用于程序的最小平均相对误差的非线性优化问题的目标函数。通过Python编程和部分的公式 2.6最优分数阶 r 是0.8。

模拟值的现代农业发展水平的综合评价指标从2012年到2018年和预测价值从2019年到2021年在表 4。我们用灰色预测模型和时间序列模型来估计和预测原始数据。我们也得到日军= 8.510%的分数累计灰色模型,这是小的比其他两种方法。

三种不同模型的估计和预测价值。

模型 2012年 2013年 2014年 2015年 2016年 2017年 2018年 2019年 2020年 2021年 日军(%)
华宇电脑 0.1996 0.1716 0.1237 0.1107 0.1249 0.1428 0.1871 0.2221 0.2690 0.3347 26.980
通用汽车 0.1996 0.1089 0.1178 0.1273 0.1376 0.1488 0.1608 0.1739 0.1879 0.2032 8.852
女性生殖器切割 0.1996 0.1141 0.1177 0.1261 0.1361 0.1468 0.1582 0.1702 0.1829 0.1963 8.510
5。结论

研究和分析后,惠州的现代农业建设取得了积极的成果。农业产出水平和农业产业化管理的水平是高于平均水平的广东省农业物质装备水平等指标,农业经济结构、农业可持续发展水平和农村社会和经济发展水平略低于广东省平均水平。这些都是惠州的焦点的未来现代农业建设和发展。在灰色预测的研究,部分累积模型是近年来的热点。本文建立了一个分数累积灰色GM(1,1)模型来预测现代农业发展的综合评价指标在惠州。我们获得这些指标的预测价值从2019年到2021年。我们发现,预测效果很好。使用新颖的整合部分非齐次与分数阶灰色模型和非均匀离散灰色模型积累预测惠州的现代农业是我们未来的工作。

 数据可用性

的数据公开支持本研究的发现可以在广东省统计年鉴https://data.cnki.net/area/Yearbook/Single/N2011090056?z=D19。

 的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

 确认

这项工作是支持的NSF福建省,中国(2020 j01170),福建师范大学创新团队的基础,中国(IRTL1704)、广东省自然科学基金(2018 a030310038),和“数百名优秀的青年教师培训项目”惠州大学。

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