Chương 1 TỔNG QUAN VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1. Giới thiệu chung về phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn (PPPTĐTC) và phần mềm phân tích thống kê SPSS. Phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn (PPPTĐTC) Phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn (Multi - Criteria Analysis) là một phương pháp phân tích đánh giá các mô hình (đối tượng, chủ thể) dựa vào hàng loạt các tiêu chuẩn (các tiêu chí), mà những tiêu chuẩn khi được lượng hoá sẽ cho ta một độ đo nào đó để đánh giá một cách toàn diện mô hình nghiên cứu. Đây là phương pháp nghiên cứu mang lại tính khách quan và chính xác vì nó đề cập một lúc nhiều khía cạnh (tiêu chuẩn) dành cho đối tượng nghiên cứu có liên quan đến mục tiêu.
PPPTĐTC rất thích hợp khi mà các tiêu chuẩn được đo đạc và xác định theo những thang đo hoàn toàn khác nhau. Ở đề tài này ứng dụng phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn để phân tích, đánh giá các loại cây trồng dựa vào hàng loạt các tiêu chuẩn: cảnh quan, kinh tế, môi trường, khả năng thích ứng. Việc xây dựng tiêu chuẩn, lượng hóa các tiêu chuẩn và chuẩn hóa các tiêu chuẩn sẽ dễ dàng cho việc đánh giá; so sánh và lựa chọn đối tượng nghiên cứu là những nội dung quan trọng của phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn. Trên thế giới, tổ chức FAO đã dùng phương pháp chỉ số hiệu quả canh tác (Ect) trong phân tích đa tiêu chuẩn để đánh giá hiệu quả sử dụng đất.
Theo Nguyễn Bá Ngãi, NijKam (1997-1982) đã vận dụng chỉ số Ect để đánh giá tác động môi trường sau đó được W.Rola sử dụng chủ số này để đánh giá hiệu quả kinh tế xã hội và sinh thái trong các dự án nông lâm kết hợp ở Phillipin [18]. 4 Ở Việt Nam, phương pháp phân tích đa tiêu chuẩn đã được một số tác giả ứng dụng vào các công trình nghiên cứu của mình, nhưng chưa thành hệ thống lý luận hoàn chỉnh. Cho đến những năm gần đây phương pháp này đã được GS.TS Nguyễn Hải Tuất nghiên cứu và đưa ra một khuôn mẫu, tuy chưa hoàn chỉnh nhưng có hệ thống hơn về mặt lí luận [18]. Cơ sở khoa học của phương pháp bao gồm các nội dung: 1- Xác lập mục tiêu 4- Phân tích tiêu chuẩn 2- Xây dựng tiêu chuẩn 5- Chuẩn hóa số liệu quan sát 3- Lượng hóa tiêu chuẩn 6- Lựa chọn các chủ thể Trong đó: 1- Xác lập mục tiêu Muốn xây dựng tiêu chuẩn và tiến hành phân tích chúng thì điều trước tiên là cần làm rõ mục tiêu.
Từ mục tiêu đó ta phải đưa ra những tiêu chuẩn phù hợp với nó. Chẳng hạn, mục tiêu là phòng hộ đầu nguồn thì những cây trồng (đối tượng) được lựa chọn phải có những tiêu chuẩn phù hợp với mục tiêu đó. Việc xác định mục tiêu phải rõ ràng, có thể nêu cả những mục tiêu chính và những mục tiêu kết hợp (mục tiêu phụ). Chẳng hạn mục tiêu chính là phòng hộ nhưng mục tiêu kết hợp là kinh tế hoặc trái lại mục tiêu chính là kinh tế nhưng mục tiêu kết hợp là phòng hộ.
Từ những mục tiêu chính và mục tiêu phụ thì các tiêu chuẩn lựa chọn có thể có những tiêu chuẩn chính và cũng có thể có những tiêu chuẩn phụ. 2 - Xây dựng tiêu chuẩn Xác định tiêu chuẩn là bước quan trọng nhất trong phân tích đa tiêu chuẩn. Việc xác định tiêu chuẩn phải dựa vào những yêu cầu sau: - Các tiêu chuẩn phải phục vụ cho mục tiêu chính và phụ. 5 - Những tiêu chuẩn phải dễ đo lường và quan sát.
Hay nói cách khác là việc xác định những tiêu chuẩn đó không quá phức tạp trong việc đo lường và phân tích, nhất là trong điều kiện kĩ thuật chưa cho phép. - Số lượng những tiêu chuẩn về cơ bản đáp ứng được mục tiêu đề ra. Nếu quá ít thì việc đánh giá đối tượng không chính xác, phiến diện. Nhưng nếu quá nhiều, quá chi tiết sẽ làm phức tạp cho vấn đề đánh giá, phân tích và nhiều khi không cần thiết.
- Có hai loại tiêu chuẩn: tiêu chuẩn trực tiếp và tiêu chuẩn gián tiếp. Cố gắng hạn chế số tiêu chuẩn gián tiếp và tăng cường số tiêu chuẩn trực tiếp vì tiêu chuẩn này có mức độ chính xác cao hơn. - Nếu xét về dấu hiệu quan sát thì tiêu chuẩn chia làm hai loại: loại định tính và loại định lượng. Loại định tính là những tiêu chuẩn dễ xác định nhưng thường phải lượng hoá qua việc cho điểm theo thứ bậc nào đó nên dễ phụ thuộc vào chủ quan.
Trái lại loại định lượng tuy khó xác định nhưng có độ chính xác cao hơn và ít phụ thuộc vào chủ quan. Mức độ chính xác phần lớn phụ thuộc độ chính xác của công cụ đo và điều kiện ngoại cảnh. Ngoài ra còn phân biệt tiêu chuẩn tăng có lợi và tiêu chuẩn giảm có lợi. Chẳng hạn trong việc so sánh các mô hình rừng trồng thì năng suất của mô hình nào càng cao thì càng có lợi, ta xem đó là tiêu chuẩn tăng có lợi Trái lại mô hình nào có lượng xói mòn càng lớn thì càng bất lợi, ta xem đó là tiêu chuẩn giảm có lợi.
Việc phân chia 2 loại tiêu chuẩn này có liên quan đến việc chuẩn hoá theo các công thức khác nhau. - Trong trường hợp người đánh giá có khó khăn trong việc xác định tiêu chuẩn thì cần tranh thủ ý kiến của chuyên gia có kinh nghiệm để xác định. 3 - Lượng hoá tiêu chuẩn. Lượng hoá tiêu chuẩn có nghĩa là định lượng các tiêu chuẩn bằng những con số.
Với các tiêu chuẩn về lượng thì những con số này có được qua việc đo 6 lường tính toán bằng những công cụ đo lường hoặc bằng những công thức thực nghiệm. Chẳng hạn tiêu chuẩn sinh trưởng của cây được xác định qua việc đo đường kính và chiều cao bằng các công cụ điều tra. Trái lại những tiêu chuẩn về chất lượng thường được lượng hoá bằng việc cho điểm từ 0 đến 10 (hệ điểm 10), cũng có một số tiêu chuẩn về chất được lượng hoá bằng hệ điểm 2 (tức là 0 và 1). Khi lượng hoá các tiêu chuẩn cần chú ý những điểm sau: - Trong cùng một tiêu chuẩn ở các mô hình thì cần có sự tương đồng với nhau về các thang đo.
Nếu là những tiêu chuẩn về lượng thì việc đo lường để xác định phải thực hiện bằng những loại công cụ như nhau để tránh sai số hệ thống. Trong thời đại chúng ta, kỹ thuật số hoá đã và đang đóng vai trò quan trọng trong công nghệ thông tin. Vì vậy mà việc lượng hoá các tiêu chuẩn giúp ta thuận tiện trong quá trình tính toán và xử lý với các phần mềm chuyên dụng. 4 - Phân tích tiêu chuẩn Sau khi hoàn thành việc lượng hoá các tiêu chuẩn thì bước tiếp theo là phân tích tiêu chuẩn hay còn gọi là phân tích ngang.
Sau khi lượng hoá các tiêu chuẩn, ta có bảng số liệu ban đầu như sau: Bảng 1.1: Số liệu lượng hoá các tiêu chuẩn của các chủ thể Các Tc1 Tc2 Tc3 … Tci … Tcm chủ thể 1 2 3 … n 7 Một bảng số liệu ban đầu hàng ngang trên cùng thường chứa các biến (các tiêu chuẩn) ký hiệu Xi (i=1,2,3,,,m). Cột dọc đầu tiên bên trái ghi các chủ thể ( mô hình ) chạy từ 1 đến n. Xij là giá trị của tiêu chuẩn thứ i thuộc cá thể thứ j. Phân tích ngang là sự phân tích tập các biến nhằm xác định vai trò và vị trí của từng tiêu chuẩn đối với mục tiêu đề ra, phát hiện ra những tiêu chuẩn mang tính chất chủ đạo và những tiêu chuẩn không có hoặc ít ảnh hưởng đến các tiêu chuẩn khác.
Để làm việc này người đánh giá phải lập ma trận về hệ số tương quan giữa các tiêu chuẩn như sau: Bảng 1.2: Ma trận hê số tương quan giữa các tiêu chuẩn X1 X2 X3 X4 X5 X1 1 r12 r13 r14 r15 X2 r21 1 r23 r24 r25 X3 r31 r32 1 r34 r35 X4 r41 r42 r43 1 r45 X5 r51 r82 r53 r54 1 Trong bảng này hàng ngang trên cùng và cột dọc bên trái ghi kí hiệu các tiêu chuẩn, trong mỗi ô là hệ số tương quan giữa hai tiêu chuẩn nào đó với nhau. Chú ý rằng rij = rji. Qua bảng ma trận hệ số tương quan ta có nhận xét mức độ liên hệ giữa các biến và phát hiện những biến có vai trò chi phối trong tập các biến quan sát. Tuy nhiên việc nhận xét theo bảng tương quan thường khó khăn khi có nhiều biến.
Trong trường hợp như vậy ta cũng có thể phân tích mối quan hệ giữa các biến bằng phương pháp phân tích thành phần chính (Principal Component Analysis = PCA). Đây là một phương pháp phân tích đa biến hiện đại đang được vận dụng trong nhiều lĩnh vực nghiên cứu kinh tế và sinh thái 8 rừng.Ý tưởng cơ bản của phương pháp thành phần chính là thay thế một tập nhiều biến bằng một tập có số biến ít hơn (thường 1 hoặc 2 biến) nhưng vẫn chứa một lượng thông tin gần như số biến được thay thế. Số biến thu gọn (Data Reduction) đó gọi là thành phần chính. Trước tiên từ bảng số liệu gốc bằng thuật toán phân tích thành phần chính ta tìm được các biến thu gọn Z1, Z2.
Đây là những tổ hợp tuyến tính của biến Xi được chuẩn hoá.1) Trong đó Ui là hệ số nhân tố, được tính thông qua quy trình QT5 (SPSS) bằng cách chọn Dissplay Factor Score Coefficient Matrix. Tính hệ số tương quan hoặc hệ số xác định giữa các biến Xi với biến Z1 và Z2 cho ta những nhận xét về vị trí của các biến Xi trong tập các biến. Cũng cần nói thêm rằng số thành phần chính cần biểu thị bao nhiêu là tuỳ thuộc độ trải rộng của phương sai các biến nằm trên đường chéo của ma trận hiệp phương sai. Thường người ta chọn 2 thành phần chính nếu tổng biến động của các biến gốc được giải thích bởi thành phần chính thứ nhất tương đối cao (khoảng >70%), trong đó bao giờ thành phần chính thứ nhất cũng ứng với tổng biến động của các biến gốc được giải thích bởi thành phần chính thứ nhất cao nhất.
Với mục tiêu của ta là tìm hiểu vai trò của từng biến trong tập các biến nên ta chỉ cần xác định mức độ liên hệ giữa các biến với thành phần chính đầu tiên này (the first principal component). 5 - Chuẩn hoá các số liệu quan sát. Khi tính điểm để lựa chọn các chủ thể có nhiều ưu điểm nhất đòi hỏi các biến phải được chuẩn hoá do thang đo không đồng đều nên phải chuẩn hoá để làm cho đơn vị giống nhau, thang điểm đồng đều.
