淺談模糊動態(tài)聚類分析在農業(yè)經濟分類系統(tǒng)中的應用研究
摘要:實際生活中往往需要按照一定的標準對事物進行分類,給不同類型的事物實行恰當的方法,這在教學上稱為因材施教。在農業(yè)經濟上,實行經濟分類也是必要的,由于農業(yè)經濟各種類型的界限不甚清晰,存在許多交叉情況,這時需要借助模糊聚類分析方法。本文以某省的農業(yè)經濟分類為例,探尋如何運用模糊動態(tài)聚類分析方法進行農業(yè)經濟類型的劃分,實現農業(yè)生產決策的自動化。
關鍵詞:模糊動態(tài)聚類分析;農業(yè);類型
中圖分類號:TP274 文獻標識碼:A 文章編號:1001-828X(2014)06-0-01
農業(yè)是第一產業(yè),是國民經濟可持續(xù)發(fā)展的基石,在國民經濟生產總值中占據相當重要的比重。而隨著城市化進程的加快和工業(yè)的發(fā)展,耕地面積逐年減少,務農人員逐漸增多,土地質量日益降低,這些問題嚴重影響了農業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。為推動農業(yè)的健康發(fā)展,合理開展農業(yè)經濟分類工作,客觀、清晰、準確表明農業(yè)生產規(guī)律、優(yōu)勢、缺陷等,合理調整農業(yè)生產要素,實現區(qū)域農業(yè)資源的優(yōu)化配置和系統(tǒng)開發(fā),提高農業(yè)生產效益。
一、分類指標
模糊動態(tài)聚類分析就是建立模糊相似關系,對被診斷對象進行征兆特征、親疏程度、相似性等故障分析的一種數學方法。因此,在農業(yè)經濟分類系統(tǒng)中應用模糊動態(tài)聚類分析方法的首要任務是確定分類指標。由于農業(yè)經濟系統(tǒng)是一個多層次、多因素、結構復雜的大系統(tǒng),過去只是依照一些單向指標、少數指標、個別效益指標等進行經濟類型劃分,它無法反映出各個區(qū)域的農業(yè)發(fā)展現狀以及差異,不利于區(qū)域資源的優(yōu)化配置。在此,根據某省的地質水文條件、氣候條件、耕地情況等確定分類指標,總共確定11個指標:年均降水量、年均氣溫、人均耕地面積、水澆地占總耕地比例、糧食單產水平、人均糧食產量、糧食耕地面積占總耕地面積比例、經濟作物面積占總播種面積比例、牧業(yè)生產總值占農業(yè)生產總值比例、漁業(yè)生產總值占農業(yè)生產總值比例、人均年純收入。
二、分類方法與步驟
1.建立原始數據
建立原始數據庫,設聚類分類對象的全體集合X={x1,x2,x3,…,xn}。為了使最后的分類結果更加鮮明的反映該省農業(yè)發(fā)展現狀,建立一套分辨性強的統(tǒng)計指標。假設X中有m個指標滿足其性狀,則:xi={xi1,xi2,xi3,…,xin}(i=1,2,3,…,n),這樣即可完成原始數據矩陣的構建,也即:
以參試地區(qū)的11項指標的具體數據為原始數據,利用模糊動態(tài)聚類分析方法進行經濟類型的劃分。
2.建立規(guī)范數據
原始數據是實際數據,其具有不規(guī)范情況,譬如,單位不同,小數點保留位數不同等,對此,對這些參試地區(qū)的原始數據進行規(guī)范化處理,應用到的數據規(guī)范方法有:小數定標規(guī)范法、最大最小值規(guī)范法、標準差規(guī)范法。其中,最常使用的方法為最小最大值規(guī)范法,計算公式為: ,式中,Xi表示原始數據,Xmax、Xmin則指同一列中的最大值和最小值,得出標準化的模糊數籍。
3.建立模糊等價矩陣
模糊相似矩陣為:
其中,相似系數rij的計算公式為:
式中的m-11,i≥1,j≤20。由于該矩陣不具備傳遞性,所以還需對其進行相應的改造,使其變成模糊等價矩陣,采用逐次平方法,也即:R-R2-R4-R8-L-R2k,進行有限次的平方運算,當R2k=R2k+1時,t(R)=R2k也就是R的模糊等價矩陣。
4.聚類
聚類分析是模糊動態(tài)聚類分析方法最為關鍵的一個環(huán)節(jié),采用R的λ截進行聚類分析,不同λ截矩陣的結果不同,有不同的意義,然后可從中判斷出其與實際分類中最相近的一類,確定其經濟類別。由模糊等價矩陣進行聚類分析:
根據計算得出,當0.8<λ≤0.9時,類型劃分為較合理,依據這一標準將該省份參試的13個縣市的農業(yè)經濟劃分成三個類別,其中,屬于第一類的有7個地區(qū),這幾個縣市農業(yè)經濟發(fā)展中的各項經濟指標均高于其他地區(qū),是該省未來經濟發(fā)展的核心地區(qū),農業(yè)發(fā)展?jié)摿Υ蟆S?個縣市屬于第二類,這兩個縣市的農、牧、漁均有一定程度的發(fā)展,發(fā)展水平居全省中等,屬于農業(yè)發(fā)展較為均衡的地區(qū),也是未來農業(yè)經濟發(fā)展的重點地區(qū)。另外有4個縣市屬于第三類,這四個縣市的人均糧食產值少、糧食的單產水平較低、人均純收入少,出現這一現象的原因主要是土地資源質量不高、農業(yè)現代化水平低、農業(yè)發(fā)展方式少,應基于現狀積極改善農業(yè)生產條件,發(fā)展多元生產方式,推動農業(yè)可持續(xù)發(fā)展。
5.確定最佳分類數
在λ值的確定中,不同的λ值有不同的動態(tài)分類,必須確定一個最佳λ值,正確反映農業(yè)發(fā)展現狀,為制定科學的農業(yè)發(fā)展決策提供信息支持。在這里,可以采用FuzzyPFS法確定最佳分類數,首先設樣本變量是P維,利用下式計算出類間的散布矩陣SB、類內散布矩陣SW、混合散布矩陣ST。
其中:若式中的c值是固定的,且最佳分類數PFS最大,則tr(SW)必須是最小的。若能使類內散布矩陣之跡tr(SW)為最小,則分類結果一般是能令人滿意的。若c不是定值,隨著c值的增大,tr(SW)逐漸下降,tr(SB)逐漸上升,這不一定能使PFS值呈現上升趨勢,最終達到最大值,他會在c值停留在某一處時達到最大值,而這時的PFS值就是我們所說的最佳分類數。大的分類數說明各個類內是較為緊湊的,類間是界限分明的,說明分類是較為合理的。
結束語
本文以某省農業(yè)經濟分類為例,分析如何應用模糊動態(tài)聚類分析方法進行農業(yè)經濟分類,分析分類結果,,并就最佳分類值的確定進行簡要介紹,具有一定的借鑒價值,供同行參考。
本文編號:13755
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