东北半干旱抗旱灌溉区节水农业综合效益等级评价模型.pdfVIP

!!!!兰：!望 』Q坠!塾皇!Q!!兰塑旦!垒i望垒g皇 竺!!兰竺!塑 文章编号：1000—646X(2006)06—0057一04 东北半干旱抗旱灌溉区节水农业 综合效益等级评价模型 贺延国1，付强1’2，冯艳1，赵小勇1，李林3 (1．东北农业大学水利与建筑学院，黑龙江哈尔滨150030， 2．北大荒集团公司博士后科研工作站，黑龙江农垦总局，黑龙江哈尔滨150040； 3．塔里木大学农业工程学院，新疆阿拉尔843300) 摘要：建立了节水农业综合效益评价的投影寻踪模型，其利用基于实数编码的加速遗传算法(RAGA)优化其投 影方向，将多维数据指标(样本评价指标)转换到低维子空间，根据投影函数值的大小做出评价，最大限度避免了权 重矩阵取值的人为干扰。以东北干旱半干旱抗旱灌溉区为例，利用所建模型进行技术集成和单一技术(喷灌)综合 效益等级评价，取得了满意的效果，为节水农业评价及其它评判问题提供一条新的方法与思路。 关键词：节水农业；效益；评价指标；投影寻踪；遗传算法 中图分类号：$274文献标识码：A 东北半干旱抗旱灌溉区甘南试验区处在黑龙江省西部的重点干旱地区，十年九春旱，5年一夏旱，农作 物在生长的关键期供水不足，严重抑制了作物的正常生长发育。为此，东北半干旱抗旱灌溉区甘南实验区结 合半干旱抗旱灌溉区的节水灌溉技术特点，将应用局限性的单一节水灌溉技术组装，实施技术集成的节水农 业。 节水农业综合效益表现在三大方面，社会效益、经济效益和环境效益。在水资源的开发利用中，长期以 来，人类总以社会自身发展的“经济效益最大”为目标，其结果是虽然水资源开发利用取得了一时一地的效 益，却引发了区域生态环境的日益恶化，这在干旱地区表现的尤为突出[1]。针对这些问题，构建了节水农业 综合评价指标体系，建立节水农业综合效益评价模型，进行区域节水农业的综合效益评价，为区域节水农业 状况进行评价。 1 节水农业综合效益评价模型 节水农业综合效益评价的影响因素很多，除技术、经济因素以外，还涉及环境、社会等国计民生的各个方 面。以往对节水农业综合效益的评价多采用模糊综合评判、灰色关联投影法、层次分析法等口~5]。在评判过 程中，都涉及权重矩阵A。对于权重矩阵A，多由专家凭经验给出，因此存在较大的主观性和人为干扰因素。 综合评判的实质是对高维数据(多个评价指标值)的处理，即降低高维数据的维数，通过专家给出的权重矩 阵，对应于每个指标的低维投影值，在低维子空间实现其降维评价过程。但专家的权重矩阵是否属于各项指 Pursuit，简称PP)， 标(多维)在低维子空间的最佳投影，还无法确定。为此，采用投影寻踪方法(Projection 来实现其高维数据的降维过程，并将新兴的适合于多维全局优化的算法——遗传算法与PP模型结合，共同 实现对节水农业的评价。 收稿日期：2006—05—08 (2004035167)；黑龙江省青年基金资助项目(QC04C28) 作者简介：贺延国(1979一)，男，山东济宁人，硕士研究生，主要从事农业水土资源优化利用与农业系统工程建模、节水灌溉方面研究． 通讯作者：付强(1973一)，男，辽宁锦州人，教授，博士生导师，主要从事农业水土资源系统分析、节水灌溉及农业系统工程建模与优化技 术研究． 57 1．1投影寻踪模型(PP) 投影寻踪是一种可用于高维数据分析，既可作探索性分析，又可作确定性分析的方法。Friedman和 合起来的新指标来作聚类和分类分析。 Pursuitevaluation PPE(PrOjection Model，简称PPE模型)的建模过程包括如下几步[7]： 步骤1：样本评价指标集的归一化处理。设各指标值的样本集为{z。(i，J)li一1～竹，歹=1～户)，其中z’ (i，歹)为第i个样本第J个指标值，咒、P分别为样本的个数