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[摘要] 目前,我国正处于工业化、城镇化快速发展的阶段,建设用地供需矛盾突出,耕地保护面临严峻的形势。耕地需求预测为耕地保护提供了科学、合理、实用的预测数据。本文对趋势分析法、指数平滑法、回归分析法、马尔柯夫链预测法、灰色模型五种预测模型从不同角度进行了分析。
[关键词] 耕地 需求预测 模型
目前,我国正处于工业化、城镇化快速发展的阶段,建设用地供需矛盾突出,农用地特别是耕地保护面临严峻的形势。土地利用总体规划规定了土地用途,严格限制农用地转为建设用地,控制用地总量,对耕地实行特别保护。对耕地进行保护,多大面积的耕地保有量是合理的,这是一个重要的问题。针对我国人口、地形、社会发展等现实情况,我们将耕地控制在怎样一个范围内,既不阻碍经济发展又能保障粮食安全,这是一个亟待解决的问题。
对耕地数量的预测是建立在科学、合理、实用的基础上的,因此我们引入了耕地需求预测模型。经济预测的方法多种多样,耕地需求量预测模型的选择,要根据耕地的特殊性,及相关数据的采集情况来选择适用的模型。
现在主要介绍以下几种模型:趋势分析法、指数平滑法、回归分析法、马尔柯夫链预测法、灰色模型法。
趋势分析法又称时间序列预测法,是将历史资料和数据按时间顺序排列成一系列,根据时间时间顺序所反映的经济现象的发展过程、方向和趋势,将时间顺序外推或延伸,以预测经济现象未来可能达到的水平。它是迄今为止研究最多,也较为常用的一种定量预测方法。时间序列的趋势有确定性和非确定性两种,前者分为线性趋势模型和非线性趋势模型。其中非线性趋势预测通常可以认为是由于某种固定因素作用同一方向所形成,主要有有多项式趋势模型、指数趋势模型、龚伯茨模型等几种形式。趋势分析是一种确定的外推,在处理历史资料,拟合曲线,得到模拟曲线的过程都不考虑随机误差。
指数平滑是加权移动平均法的进一步发展和完善,它是由美国经济学家布朗于1959年在《库存管理的统计预测》一书中首先提出来的。所谓平滑,就是通过某种平均方式,消除历史统计序列中的随机波动,找出其中的主要发展趋势。该方法给近期数据以较大的加权数,给远期数据较小的加权数,但不必储存N项资料,弥补了移动平均法的不足。指数平滑分一次平滑、二次平滑等情况。一次平滑主要适用于受不规则变动影响,也没有稳定的发展趋势的时间序列。二次指数平滑法是呈线性趋势的时间序列再一次指数平滑的基础上,再做一次指数平滑,然后利用二次指数平滑值,建立预测的数学模型。
回归分析法(又称统计分析法),也是目前广泛应用的定量预测方法。其任务是确定预测值和影响因子之间的关系。但由于回归分析中,选用何种因子和该因子系用何种表达式有时只是一种推测,而且影响耕地需求量因子的多样性和某些因子的不可测性,使得回归分析在某些情况下受到限制。 回归分析预测方法是要通过对历史数据的分析研究,探索经济、社会各有关因素与耕地需求的内在联系和发展变化规律,并根据对规划期内本地区社会发展情况的预测来推算未来的需求量。可见该方法不仅依赖于模型的准确性,更依赖于影响因子其本身预测值的准确度。
马尔柯夫链预测法是以俄国数学家A.A.Markov名字命名,指利用马尔柯夫链来确定状态的变化趋势,从而对未来事件进行预测,应用概率论中马尔柯夫链的理论和方法来研究随机事件变化并借此分析预测未来变化趋势的一种方法。所谓马尔柯夫链,它认为未来状态只与现在状态有关,它是一种与先前状态无关的无后效性的随机时间序列。在马尔柯夫链中,状态对应的往往是一个数值区间而不是一个数值点。利用马尔柯夫随机模型从某时刻的初始状态可以预测到下一时刻最大可能出现的状态,这个状态对应着一个数值区间。事物的发展状态总是随着时间的推移而不断变化的。
灰色系统理论起源于对控制论的研究,以往的控制思想,是根据已有行为进行控制,即在观察系统输出后,分析输出值的偏离程度,在进行控制。灰色系统理论则以现有信息为基础,对系统未来状态进行预测,然后按预期值制定控制措施。灰色系统理论是基于关联度收敛原理、生成数、灰导数、灰微分方程等观点建立了微分方程模型,在预测中收到良好效果。灰色系统理論是反模糊控制的观点和方法延伸到复杂的大系统中,将自动控制与运筹学的数学方法相结合,研究广泛存在于客观世界中具有灰色性的问题。有部分信息已知和未知的系统称为灰色系统。 预测方法主要是GM模型的建立与求解。模型通常对应一个微分方程,微分方程的求解形成预测模型的函数方程。
现对上述几种方法进行简要的分析比较。首先,从适用条件看,回归分析和趋势分析致力于统计规律的研究与描述,适用于大样本,且过去、现在和未来发展模式一致的预测;指数平滑法是利用惯性原理对增长趋势外推,实现"重近轻远"的预测原则;马尔可夫模型是一种概率转移模型,它涉及的概率转移矩阵是能否进行准确预测的关键。使用马尔可夫模型的前提条件是在各个期间或状态的转移概率都是一样的,不随时间变化,一旦转移发生变化,模型必须改变转移概率矩阵的参数,否则,预测结果会发生很大偏差;灰色模型法是通过对原始数据的整理来寻求规律,它适用于缺少信息条件下的分析和预测。 其次,从采用的数据形式看,灰色系统理论是采用生成数序列建模。回归分析法、趋势分析法均是采用原始数据建模。而指数平滑法是通过对原始数据进行指数加权组合直接预测未来值。第三,从适用的时间分类看,指数平滑法、灰色模型法及马尔可夫预测法较适宜近期预测。对中、长期预测来说,回归法、趋势分析法、改进型灰色模型较为合适。
在对耕地需求量进行预测时,要根据实际情况对各类方法进行比较,采用最为合理的方法,才能够获得最有效的数据。
参考文献:
[1]赵春敬.总体规划与土地保护[J]中国土地报,1998.10.
[2]孙文生.经济预测方法[M].北京:中国农业大学出版社,2005.
[3]陈利根.我国耕地管制的必要性及当前任务.中国人口.资源与环境,1998,01.
[4]姜志德.中国土地资源可持续利用战略研究[M].中国农业出版社,2004.
[5]国务院发展研究中心. 城镇化发展过程中耕地保护问题研究.
[关键词] 耕地 需求预测 模型
目前,我国正处于工业化、城镇化快速发展的阶段,建设用地供需矛盾突出,农用地特别是耕地保护面临严峻的形势。土地利用总体规划规定了土地用途,严格限制农用地转为建设用地,控制用地总量,对耕地实行特别保护。对耕地进行保护,多大面积的耕地保有量是合理的,这是一个重要的问题。针对我国人口、地形、社会发展等现实情况,我们将耕地控制在怎样一个范围内,既不阻碍经济发展又能保障粮食安全,这是一个亟待解决的问题。
对耕地数量的预测是建立在科学、合理、实用的基础上的,因此我们引入了耕地需求预测模型。经济预测的方法多种多样,耕地需求量预测模型的选择,要根据耕地的特殊性,及相关数据的采集情况来选择适用的模型。
现在主要介绍以下几种模型:趋势分析法、指数平滑法、回归分析法、马尔柯夫链预测法、灰色模型法。
趋势分析法又称时间序列预测法,是将历史资料和数据按时间顺序排列成一系列,根据时间时间顺序所反映的经济现象的发展过程、方向和趋势,将时间顺序外推或延伸,以预测经济现象未来可能达到的水平。它是迄今为止研究最多,也较为常用的一种定量预测方法。时间序列的趋势有确定性和非确定性两种,前者分为线性趋势模型和非线性趋势模型。其中非线性趋势预测通常可以认为是由于某种固定因素作用同一方向所形成,主要有有多项式趋势模型、指数趋势模型、龚伯茨模型等几种形式。趋势分析是一种确定的外推,在处理历史资料,拟合曲线,得到模拟曲线的过程都不考虑随机误差。
指数平滑是加权移动平均法的进一步发展和完善,它是由美国经济学家布朗于1959年在《库存管理的统计预测》一书中首先提出来的。所谓平滑,就是通过某种平均方式,消除历史统计序列中的随机波动,找出其中的主要发展趋势。该方法给近期数据以较大的加权数,给远期数据较小的加权数,但不必储存N项资料,弥补了移动平均法的不足。指数平滑分一次平滑、二次平滑等情况。一次平滑主要适用于受不规则变动影响,也没有稳定的发展趋势的时间序列。二次指数平滑法是呈线性趋势的时间序列再一次指数平滑的基础上,再做一次指数平滑,然后利用二次指数平滑值,建立预测的数学模型。
回归分析法(又称统计分析法),也是目前广泛应用的定量预测方法。其任务是确定预测值和影响因子之间的关系。但由于回归分析中,选用何种因子和该因子系用何种表达式有时只是一种推测,而且影响耕地需求量因子的多样性和某些因子的不可测性,使得回归分析在某些情况下受到限制。 回归分析预测方法是要通过对历史数据的分析研究,探索经济、社会各有关因素与耕地需求的内在联系和发展变化规律,并根据对规划期内本地区社会发展情况的预测来推算未来的需求量。可见该方法不仅依赖于模型的准确性,更依赖于影响因子其本身预测值的准确度。
马尔柯夫链预测法是以俄国数学家A.A.Markov名字命名,指利用马尔柯夫链来确定状态的变化趋势,从而对未来事件进行预测,应用概率论中马尔柯夫链的理论和方法来研究随机事件变化并借此分析预测未来变化趋势的一种方法。所谓马尔柯夫链,它认为未来状态只与现在状态有关,它是一种与先前状态无关的无后效性的随机时间序列。在马尔柯夫链中,状态对应的往往是一个数值区间而不是一个数值点。利用马尔柯夫随机模型从某时刻的初始状态可以预测到下一时刻最大可能出现的状态,这个状态对应着一个数值区间。事物的发展状态总是随着时间的推移而不断变化的。
灰色系统理论起源于对控制论的研究,以往的控制思想,是根据已有行为进行控制,即在观察系统输出后,分析输出值的偏离程度,在进行控制。灰色系统理论则以现有信息为基础,对系统未来状态进行预测,然后按预期值制定控制措施。灰色系统理论是基于关联度收敛原理、生成数、灰导数、灰微分方程等观点建立了微分方程模型,在预测中收到良好效果。灰色系统理論是反模糊控制的观点和方法延伸到复杂的大系统中,将自动控制与运筹学的数学方法相结合,研究广泛存在于客观世界中具有灰色性的问题。有部分信息已知和未知的系统称为灰色系统。 预测方法主要是GM模型的建立与求解。模型通常对应一个微分方程,微分方程的求解形成预测模型的函数方程。
现对上述几种方法进行简要的分析比较。首先,从适用条件看,回归分析和趋势分析致力于统计规律的研究与描述,适用于大样本,且过去、现在和未来发展模式一致的预测;指数平滑法是利用惯性原理对增长趋势外推,实现"重近轻远"的预测原则;马尔可夫模型是一种概率转移模型,它涉及的概率转移矩阵是能否进行准确预测的关键。使用马尔可夫模型的前提条件是在各个期间或状态的转移概率都是一样的,不随时间变化,一旦转移发生变化,模型必须改变转移概率矩阵的参数,否则,预测结果会发生很大偏差;灰色模型法是通过对原始数据的整理来寻求规律,它适用于缺少信息条件下的分析和预测。 其次,从采用的数据形式看,灰色系统理论是采用生成数序列建模。回归分析法、趋势分析法均是采用原始数据建模。而指数平滑法是通过对原始数据进行指数加权组合直接预测未来值。第三,从适用的时间分类看,指数平滑法、灰色模型法及马尔可夫预测法较适宜近期预测。对中、长期预测来说,回归法、趋势分析法、改进型灰色模型较为合适。
在对耕地需求量进行预测时,要根据实际情况对各类方法进行比较,采用最为合理的方法,才能够获得最有效的数据。
参考文献:
[1]赵春敬.总体规划与土地保护[J]中国土地报,1998.10.
[2]孙文生.经济预测方法[M].北京:中国农业大学出版社,2005.
[3]陈利根.我国耕地管制的必要性及当前任务.中国人口.资源与环境,1998,01.
[4]姜志德.中国土地资源可持续利用战略研究[M].中国农业出版社,2004.
[5]国务院发展研究中心. 城镇化发展过程中耕地保护问题研究.