張強(qiáng)+孫渭

摘要 為了更直觀地評(píng)價(jià)烤煙的感官質(zhì)量，提出了基于雷達(dá)圖的烤煙感官質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)方法，并通過(guò)2011年陜西省烤煙試驗(yàn)結(jié)果對(duì)該方法進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明，在2011年陜西省洛南煙草主栽品種調(diào)查試驗(yàn)中，云煙87的感官質(zhì)量最優(yōu)，評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際結(jié)果相吻合。

關(guān)鍵詞 烤煙；感官質(zhì)量評(píng)價(jià)；雷達(dá)圖法

中圖分類(lèi)號(hào) TS207.7；S572 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-5739（2017）10-0250-02

任何系統(tǒng)的性能優(yōu)劣都不是由某個(gè)單一的因素決定，而是由多個(gè)因素共同決定的。因此，對(duì)一個(gè)系統(tǒng)的評(píng)價(jià)是結(jié)合多因素的綜合評(píng)價(jià)，也就是對(duì)由多個(gè)指標(biāo)體系構(gòu)成的系統(tǒng)做出整體性、全面性評(píng)價(jià)，只有這樣評(píng)價(jià)才更為客觀、準(zhǔn)確[1]。煙草作為一種重要的經(jīng)濟(jì)作物，感官質(zhì)量的好壞對(duì)其品質(zhì)和經(jīng)濟(jì)性狀有重要的影響[2]。煙草的感官質(zhì)量主要包括香氣質(zhì)、香氣量、刺激性、余味和雜氣5個(gè)指標(biāo)[3]，對(duì)煙草感官質(zhì)量的評(píng)價(jià)就需對(duì)以上5個(gè)指標(biāo)進(jìn)行綜合性評(píng)價(jià)。在以往煙草感官質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)中，多采用指數(shù)和法[3]，即對(duì)感官質(zhì)量的每個(gè)指標(biāo)賦予權(quán)重，之后將感官質(zhì)量表示為各指標(biāo)的組合，用各指標(biāo)的權(quán)重與指標(biāo)值的乘積之和來(lái)衡量其優(yōu)劣。指數(shù)和法雖可以對(duì)煙草感官質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，但由于其只是進(jìn)行數(shù)據(jù)運(yùn)算，很難使人們對(duì)其各個(gè)指標(biāo)的優(yōu)劣有清楚直觀的認(rèn)識(shí)。

雷達(dá)圖法是一種基于圖形進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)的方法，其圖形類(lèi)似于雷達(dá)上的圖表[4]。該方法可將高維空間上的指標(biāo)折射到一個(gè)二維平面上，進(jìn)而來(lái)綜合評(píng)價(jià)整體的優(yōu)劣性[4]；其早期被用于經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域[5]，后因其直觀、簡(jiǎn)潔、形象、精確等特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)、工業(yè)、商業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域[6-9]。在煙草上，關(guān)于雷達(dá)圖法的研究還較少，且主要集中在煙草外觀質(zhì)量、化學(xué)成分等的綜合評(píng)價(jià)上[10-13]，對(duì)感官質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)還鮮見(jiàn)報(bào)道。本研究以2011年陜西省洛南、旬陽(yáng)、洋縣3個(gè)縣的主栽品種調(diào)查試驗(yàn)數(shù)據(jù)為例，運(yùn)用雷達(dá)圖法對(duì)其感官質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，旨在探討雷達(dá)圖法在煙草感官質(zhì)量評(píng)價(jià)上的可行性，也為以后煙草感官質(zhì)量評(píng)價(jià)提供方法參考。

1 雷達(dá)圖法簡(jiǎn)介

雷達(dá)圖法是同時(shí)可以體現(xiàn)多個(gè)變量，且具有可視化特點(diǎn)的綜合評(píng)價(jià)工具。在雷達(dá)圖中，每個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)都有一個(gè)唯一獨(dú)立的坐標(biāo)數(shù)軸，各個(gè)坐標(biāo)軸呈輻射狀圍繞坐標(biāo)原點(diǎn)向四周分散開(kāi)來(lái)，連接每個(gè)坐標(biāo)數(shù)軸上代表同一數(shù)據(jù)序列的點(diǎn)，形成多邊形，即為雷達(dá)圖[5]。其用來(lái)比較基于若干指標(biāo)的整體水平。雷達(dá)圖綜合評(píng)價(jià)方法是基于圖形和數(shù)據(jù)運(yùn)算的一種評(píng)價(jià)方法[13]，其通過(guò)對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，非線性變換，建立基礎(chǔ)指標(biāo)向量，之后繪制雷達(dá)圖，在雷達(dá)圖中提取特征向量，建立評(píng)價(jià)函數(shù)，最終對(duì)評(píng)價(jià)對(duì)象進(jìn)行基于雷達(dá)圖法的定量綜合評(píng)價(jià)。

2 雷達(dá)圖法在煙草感官質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)上的應(yīng)用

2.1 感官質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化

選取賦值量化的香氣質(zhì)、香氣量、刺激性、余味、雜氣5項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)[2]數(shù)據(jù)對(duì)煙草感官質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。設(shè)第i個(gè)品種為xi，第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)為yj，則可建立基于品種的集合X=（x1，x2，x3，x4，…，xn）和基于評(píng)價(jià)指標(biāo)的集合Y=（y1，y2，y3，y4，y5），其中y1～y5分別代表感官質(zhì)量評(píng)價(jià)的5個(gè)指標(biāo)，將X和Y集合結(jié)合，建立Z=（zij）n×5的指標(biāo)數(shù)據(jù)矩陣，其中zij=xiyj。計(jì)算指標(biāo)yj的均值和標(biāo)準(zhǔn)差，分別表示為A（yj）和σ（yj）[14]：

其中，i為品種數(shù)；j為指標(biāo)數(shù)，取值為1，2，3，4，5。

對(duì)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化處理，則指標(biāo)對(duì)應(yīng)值uij為[6]：

經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化處理的各個(gè)指標(biāo)均已轉(zhuǎn)化為均值為0、方差為1的數(shù)值，從而消除了不同指標(biāo)之間量的差別。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)化處理的指標(biāo)數(shù)據(jù)非線性變換

為將評(píng)價(jià)煙草感官質(zhì)量的各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)在二維圖形上表示，須對(duì)標(biāo)準(zhǔn)化處理的數(shù)據(jù)進(jìn)行非線性變換[6]：

其中，wij為uij非線性變換后的值。

該變換的特點(diǎn)為：①將區(qū)間[-∞，+∞]變至[0，2]之間；②將各指標(biāo)uij的均值0變?yōu)閣ij均值為1；③由arctan（u）的幾何特征可以看出，其在平均值附近變換線性較好，與平均值距離越遠(yuǎn)對(duì)數(shù)據(jù)的壓縮性越強(qiáng)。

2.3 繪制煙葉感官質(zhì)量評(píng)價(jià)雷達(dá)圖

建立雷達(dá)圖坐標(biāo)軸，其從坐標(biāo)原點(diǎn)共輻射出5個(gè)軸，各為T(mén)1、T2、T3、T4和T5，其分別表示香氣質(zhì)、香氣量、刺激性、余味、雜氣5個(gè)感官質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)；相鄰兩軸之間的夾角為72°，將每個(gè)品種的wij值分別標(biāo)于各坐標(biāo)軸上，之后將各個(gè)坐標(biāo)軸上的數(shù)值點(diǎn)連接起來(lái)形成多邊形，即為雷達(dá)圖。

2.4 依據(jù)雷達(dá)圖進(jìn)行煙葉感官質(zhì)量的綜合評(píng)價(jià)

綜合評(píng)價(jià)煙草的感官質(zhì)量，需將雷達(dá)圖的面積和周長(zhǎng)作為特征量，建立評(píng)價(jià)向量，并在此基礎(chǔ)上設(shè)立評(píng)價(jià)函數(shù)來(lái)對(duì)其進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。

為避免因各指標(biāo)軸向順序改變對(duì)雷達(dá)圖的面積和周長(zhǎng)產(chǎn)生影響，進(jìn)而造成面積和周長(zhǎng)的“非唯一”，本評(píng)價(jià)采用王永瑜[4]所提出的采用平均面積和平均周長(zhǎng)來(lái)體現(xiàn)其“唯一性”。平均面積和平均周長(zhǎng)的計(jì)算公式如下：

由該評(píng)價(jià)向量可看出，ei1為面積的相對(duì)值，其反映品種雷達(dá)圖相對(duì)面積的大小；ei2為雷達(dá)圖面積與具有相同雷達(dá)圖周長(zhǎng)的圓面積的比值，其指代各評(píng)價(jià)指標(biāo)的均衡協(xié)調(diào)程度。

建立評(píng)價(jià)函數(shù)[6]為：

計(jì)算各個(gè)煙草品種的綜合評(píng)價(jià)值。

依據(jù)各綜合評(píng)價(jià)值的大小，評(píng)價(jià)各煙草品種感官質(zhì)量的水平，并對(duì)各煙草品種感官質(zhì)量?jī)?yōu)劣進(jìn)行排序。

3 基于雷達(dá)圖法的實(shí)例分析

以2011年陜西省洛南縣主栽烤煙品種取樣調(diào)查試驗(yàn)為例，該試驗(yàn)共計(jì)4個(gè)煙草品種，即云煙87、云煙97、秦?zé)?6、K326，以香氣質(zhì)、香氣量、刺激性、余味和雜氣5個(gè)指標(biāo)對(duì)其感官質(zhì)量進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。試驗(yàn)樣品的測(cè)定由鄭州煙草研究院完成，評(píng)價(jià)結(jié)果如表1所示。

依照以上步驟，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，之后進(jìn)行非線性變換，所得數(shù)據(jù)如表2、3所示。

依據(jù)以上數(shù)值，繪制洛南縣各品種感官質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)雷達(dá)圖，如圖1 所示。

由雷達(dá)圖可以直觀看出，云煙87除香氣量略低于云煙97外，其他指標(biāo)都要優(yōu)于其他品種，表明洛南縣云煙87的感官質(zhì)量要優(yōu)于其他主栽品種；云煙97雖香氣量高于其他品種，但其他指標(biāo)都比較低，感官質(zhì)量一般；K326各指標(biāo)值較為接近，可見(jiàn)其指標(biāo)比較協(xié)調(diào)，但各指標(biāo)都要略差于云煙87；秦?zé)?6各指標(biāo)值較其他品種低，其感官質(zhì)量要差于其他主栽品種。

則通過(guò)公式（7）、（8）、（9）建立評(píng)價(jià)向量，分別為：E云煙87=（1，0.84），E云煙97=（0.35，0.76），E秦?zé)?6=（0.11，0.85），E K326=（0.49，0.85）。

最終由評(píng)價(jià)函數(shù)（10），得出：f云煙87=0.92，f云煙97=0.51，f秦?zé)?6=0.30，fK326=0.65。

評(píng)價(jià)函數(shù)值表明，在洛南主栽品種中，云煙87的感官綜合質(zhì)量要優(yōu)于其他主栽品種，其次為K326，再次為云煙97，秦?zé)?6的感官綜合質(zhì)量較差。該感官質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)結(jié)果與常用的指數(shù)和法所得結(jié)果一致。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)雷達(dá)圖法的結(jié)果進(jìn)行分析可以得知，在洛南煙草主栽品種取樣調(diào)查試驗(yàn)中，參試品種的感官質(zhì)量?jī)?yōu)劣排列順序?yàn)樵茻?7>K326>云煙97>秦?zé)?6。

5 參考文獻(xiàn)

[1] 陳衍泰，陳國(guó)宏，李美娟.綜合評(píng)價(jià)方法分類(lèi)及研究進(jìn)展[J].管理科學(xué)學(xué)報(bào)，2004，7（2）：69-79.

[2] 許建營(yíng).煙草工藝與調(diào)香技術(shù)[M].北京：中國(guó)紡織出版社，2007.

[3] 王彥亭，謝劍平，李志宏.中國(guó)煙草種植區(qū)劃[M].北京：科學(xué)出版社，2010.

[4] 王永瑜.雷達(dá)圖定量綜合評(píng)價(jià)方法中存在的問(wèn)題及改進(jìn)措施[J].統(tǒng)計(jì)教育，2007（1）：18-20.

[5] 付贇，方德英.雷達(dá)圖法在綜合評(píng)價(jià)中的應(yīng)用研究[J].統(tǒng)計(jì)與決策，2007（24）：176-178.

[6] 鄭惠莉，劉陳，翟丹妮，等.基于雷達(dá)圖的綜合評(píng)價(jià)方法[J].南京郵電學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2001，2（21）：75-79.

[7] 陳勇，陳瀟凱，李志遠(yuǎn)，等.具有評(píng)價(jià)結(jié)果唯一性特性的雷達(dá)圖綜合評(píng)價(jià)法[J].北京理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2010，30（12）：1439-1442.

[8] 王德青，萬(wàn)永波，王翔，等.基于主成分的改進(jìn)雷達(dá)圖及其在綜合評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].數(shù)理統(tǒng)計(jì)與管理，2010，29（5）：883-889.

[9] 李瀟瀟，高鈺琪，游海燕，等.雷達(dá)法的改進(jìn)及其在軍隊(duì)醫(yī)院衛(wèi)勤信息化評(píng)價(jià)中的應(yīng)用[J].解放軍醫(yī)院管理雜志，2009，16（1）：18-20.

[10] 劉魁.烤煙品種綜合評(píng)價(jià)方法研究[D].北京：中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2011.

[11] 劉魁，王元英，羅成剛，等.雷達(dá)圖分析法在烤煙品種試驗(yàn)中的應(yīng)用[J].中國(guó)煙草科學(xué)，2010，31（6）：64-67.

[12] 魏春陽(yáng)，王信民，蔡憲杰，等.基于雷達(dá)圖的烤煙煙葉主要化學(xué)成分協(xié)調(diào)性綜合評(píng)價(jià)方法[J].中國(guó)煙草科學(xué)，2009，15（5）：48-53.

[13] 魏春陽(yáng)，王信民，蔡憲杰，等.基于雷達(dá)圖的烤煙外觀質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)[J].煙草科技，2008（12）：57-60.

[14] 朱建平.應(yīng)用多元統(tǒng)計(jì)分析[M].北京：科學(xué)出版社，2006.