评价指标值的无量纲化

1. 评价指标值的无量纲化

河南省土地资源生态安全评价指标标准化值的确定即指标值的无量纲化。由于定量指标的计量单位各不相同，不具有可比性，因此，在确定指标实际值之后，还必须解决指标间的可综合性问题，即进行指标的无量纲化处理，通过一定的数值变换来消除指标间的量纲影响。生态安全评价是多指标综合评价，指标涉及范围广，如果指标间没有统一的度量标准，则难以进行比较。为了使表示不同含义的各种指标能够综合起来表征生态安全，也需将各类指标无量纲化。
无量纲化的方法有三大类，即直线型无量纲化方法、折线型无量纲化方法和曲线型无量纲化方法。本次研究采用直线型无量纲化方法，将表示区域土地资源生态安全的各指标都化成以百分比为单位的指标值。在无量纲化过程中，生态安全指标的安全趋向性有正向和逆向之分，安全正向性即指标值越大越安全，相反，安全逆向性则为越小越安全。
假设Xi(i=1，2，…，n)为第i个指标的实际值，Si(i=1，2，…，n)为评价指标的基准值，P(Xi)为该指标的不安全指数标准化值，P'(Xi)为该指标的安全指数标准化值，具体确定过程如下:
(1)安全正向性指标，以2种情况确定。
1)如果以“安全”为标准值:
如 
如 
2)如果以“不安全”为标准值:
如 
如 
(2)安全逆向性指标，亦以2种情况确定。
1)如果以“安全”为标准值:
如 
如 
2)如果以“不安全”为标准值:
如 
如 
本次研究进行无量纲化处理，是为了消除不同指标之间由于不同量纲所带来的不可综合性问题，那么对于量化指标体系中，指标本身实际值就是相对数的情况，即指标本身实际值就是没有实际单位的，这种指标也需要进行无量纲化处理。因为，两个不同含义的相对数相加是没有现实意义的。两个指标的变动代表了不同的含义，不存在严格的一致性变化，而且有时两个指标的变化方向也是不同的，即安全指标具有正向和逆向属性。所以，如果把这类指标直接综合起来(相加或者相乘)，就破坏了综合指标的同质性原则。基于上述的原因，本次研究在实证中，对所有指标的实际值统一进行了无量纲化处理。
(3)把不安全指数转换为安全指数，其公式如下:

河南省土地资源生态安全理论、方法与实践

2. 指标无量纲化方法选择的原则

由于指标无量纲化的方法很多，在进行评估时必须选择合适的方法进行，对于无量纲化方法的选择，可遵循以下原则：
1.客观性原则
无量纲化所用的公式，要能够反映指标实际值与事物综合发展水平间的对应关系。根据评估对象的实际情况来确定所用的公式，需要对被评估对象的历史数据和横向比较数据做深入的分析，找出事物发展变化的阀值点，然后再确定具体的无量纲化方法。
2.简易性原则
评估中的无量纲化处理方法，还应简便易行。这一方面是由于评估值本身就是对被评估事物发展水平的相对描述，而不是绝对描述；另一方面是由于非线型处理的精确是建立在合理选取参数的基础上，但这些参数的确定却是比较困难的。
3.可行性原则
选用无量纲化公式，不仅要根据被评估事物的特点，而且还要注意公式的应用范围，这样才能确保无量纲化的可行性。例如，对于无量纲化中的三种直线型方法，其应用范围和特点就不尽相同。
一般来说，阈值法对指标数的个数和分布状况没有什么要求，转化后的数据相对数性质较明显，其利用的原始数据的信息也较少。Z－score法在评估个数较多的时候才可应用，因为该方法只有在原始数据呈正态分布的时候，转化结果才可靠，另外，该方法的转化结果存在负数，可能影响进一步的数学处理，因此，其比较适合对多事物进行横向评估的时候使用。比值法仅通过与指标的某一标准进行比较，利用的信息更少，比较适合对同一事物进行纵向的发展水平的评估。

3. 指标无量纲化的方法

在经济管理学中，无量纲化方法是综合评价步骤中的一个环节。
根据指标实际值和无量纲化结果数值的关系特征可以分为三大类:
一、直线型无量纲化方法:又包括阀值法、指数法、标准化方法、比重法
二、折线型无量纲化方法:凸折线型法、凹折线型法、三折线型法
三、曲线型无量纲化方法
目前常见的无量纲化处理方法主要有极值化、标准化、均值化以及标准差化方法,而最常使用的是标准化方法。但标准化方法处理后的各指标均值都为0,标准差都为1,它只反映了各指标之间的相互影响,在无量纲化的同时也抹杀了各指标之间变异程度上的差异,因此,标准化方法并不适用于多指标的综合评价中。而经过均值化方法处理的各指标数据构成的协方差矩阵既可以反映原始数据中各指标变异程度上的差异,也包含各指标相互影响程度差异的信息