摘要 大力提高城市化水平是許多發(fā)展中國家的首選戰(zhàn)略，但快速城市化引發(fā)的生態(tài)環(huán)境問題卻令人擔(dān)憂。在提出一種不同于PSR、DSR、DPSIR因果鏈模型的環(huán)境評價模型——因果網(wǎng)絡(luò)DPSRC模型的基礎(chǔ)上，結(jié)合地理信息系統(tǒng)空間分析功能，得到大連城市環(huán)境的空間格局。充分分析大連環(huán)境系統(tǒng)健康狀態(tài)，并基于DPSRC模型結(jié)合地理信息系統(tǒng)的大連城市環(huán)境空間差異提出評價方法。DPSR(模型較好的解決多重 環(huán)境指標(biāo)間的相互關(guān)系，突出人在城市環(huán)境系統(tǒng)中的核心調(diào)節(jié)作用，為城市決策者正確分析 與決策城市環(huán)境化發(fā)展方向提供科學(xué)而直觀的依據(jù)。

關(guān)鍵詞 DPSRC框架；城市環(huán)境；評價指標(biāo)體系；空間分異

中圖分類號 X21 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 1002-2104(2008)05-0086-04

工業(yè)化與城市化帶來的環(huán)境問題已經(jīng)引起國際社會的高度關(guān)注，近年來國內(nèi)外許多學(xué)者從不同的學(xué)科背景針對不同區(qū)域的環(huán)境問題進(jìn)行了熱烈的討論［1～2］，盡管大多數(shù)學(xué)者在環(huán)境健康與環(huán)境風(fēng)險角度趨于共識，但其自身的定義和評價方法與評價模型在不同學(xué)者間存在差異［3～4］。

1 城市環(huán)境評價模型

1.1 當(dāng)前城市環(huán)境評價模型

目前國內(nèi)外環(huán)境評價的模型框架通常有經(jīng)濟(jì)合作發(fā)展組織提出來PSR模型、DSR模型以及歐洲環(huán)境署提出的DPSIR模型(Driving forcePressureStateImpactResponse，驅(qū)動力—壓力—狀態(tài)—影響—響應(yīng))等模型［5～7］。這些模型都是以因果關(guān)系為基礎(chǔ)的環(huán)境評價模型，如圖1所示：

PSR、DSR、DPSIR這些模型都是來源于壓力—響應(yīng)（PressureResponse）模型，能夠清晰的反應(yīng)環(huán)境指標(biāo)體系中指標(biāo)間的因果關(guān)系。他們的共同點是：①環(huán)境影響力；②環(huán)境因子改變的結(jié)果；③環(huán)境改變的社會反應(yīng)。PSR、DSR、DPSIR的區(qū)別在于他們在因果鏈上的分級程度不同。

1.2 DPSRC模型

DPSRC［8］模型（Driving forcePressureStateResponseControl，驅(qū)動力—壓力—狀態(tài)—響應(yīng)—控制）是一種因果網(wǎng)絡(luò)模型，DPSRC模型框架如圖2所示：[HJ*4]圖2 DPSRC框架

Fig.2 DPSRC framework

DPSRC模型中突出強調(diào)人在城市環(huán)境中的重要作用，較好地解決PSR、DSR、DPSIR模型中多重環(huán)境指標(biāo)間的相互聯(lián)系。一個簡單的城市環(huán)境的因果關(guān)系網(wǎng)如圖3所示：DPSRC模型能夠處理現(xiàn)實生活中多重相互作用、相互聯(lián)系的因果關(guān)系網(wǎng)，表現(xiàn)城市環(huán)境多重指標(biāo)之間的相互關(guān)系，分析區(qū)域的環(huán)境空間分異。

2 大連城市環(huán)境空間特征分異

環(huán)境具有綜合性、動態(tài)性、地域性、不可逆性、長期性以及戰(zhàn)略性等特點，需要引入地理信息和遙感技術(shù)。地理信息技術(shù)特征是具有空間建模、空間分析、數(shù)據(jù)處理、成果[HJ*4]圖3 一個簡單的城市環(huán)境因果網(wǎng)

Fig.3 A simplified causal network of urban environment

表達(dá)等方面的優(yōu)勢；遙感適合大范圍動態(tài)監(jiān)測。筆者以為，基于地理信息系統(tǒng)與DPSRC模型的大連城市環(huán)境評價流程可概括為五個階段：一是地理信息基礎(chǔ)地圖的建立與評價指標(biāo)體系的確立；二是城市環(huán)境指標(biāo)的量化處理和 地理信息系統(tǒng)的空間分析；三是城市環(huán)境矢量網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫的建立和地理信息系統(tǒng)空間分析；四是城市環(huán)境綜合指數(shù)的計算、城市環(huán)境空間特征分異與城市環(huán)境分區(qū)；五是城市環(huán)境空間決策與管理（見圖4）。 楊?俊等：基于DPRSC模型的大連城市環(huán)境空間分異中國人口#8226;資源與環(huán)境 2008年 第5期2.1 城市環(huán)境的指標(biāo)體系

DPSRC模型框架為城市環(huán)境評價指標(biāo)體系的確立奠定了理論基礎(chǔ)。城市環(huán)境狀況是人文因子和自然因子共同影響的結(jié)果。根據(jù)系統(tǒng)性、指標(biāo)選擇的獨立性、可比性、真實性和實用性，考慮到資料收集的可能性，在廣泛研究國內(nèi)外城市環(huán)境評價指標(biāo)體系案例基礎(chǔ)上，根據(jù)2005年大連市野外調(diào)查和收集的最新資料，按照模糊層次分析法（AHP）的方法構(gòu)建了基于DPSRC模型的大連城市環(huán)境多層次評價指標(biāo)體系，如表1所示。

2.2 圖形數(shù)據(jù)的處理和分析

基礎(chǔ)圖形數(shù)據(jù)為1998年大連市區(qū)地形圖， 2003年更新大連市區(qū)1∶10000交通圖，2005年更新大連市區(qū)行政區(qū)劃圖；2003年大連市區(qū)2.5 m加10 mSPOT5圖像；基礎(chǔ)社會經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計數(shù)據(jù)；大連國土資源與房屋局和大連市交通局外業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)，以及大連市統(tǒng)計年鑒。

2.2.1 數(shù)據(jù)處理與分析

基礎(chǔ)的圖形數(shù)據(jù)矢量化處理，遙感圖像正射處理處理，社會經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)庫建立，外業(yè)調(diào)查數(shù)據(jù)庫的建立。城市環(huán)境指標(biāo)按照相關(guān)的模型結(jié)合GIS技術(shù)實現(xiàn)環(huán)境指標(biāo)的空間分析，其中的模型有：人口空間離散化模型、反距離權(quán)重模型、趨勢擴(kuò)展模型、引力模型、緩沖區(qū)模型等，在MapInfo、Vertical Mapper、ArcGIS等商業(yè)GIS軟件包中含有這些分析模型。

2.2.2 數(shù)據(jù)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化

用于測度環(huán)境狀況的指標(biāo)分為兩種情況：越大越安全的指標(biāo)（如綠化率）和越小越安全的指標(biāo)（大氣環(huán)境質(zhì)量）。為了綜合評價，在對不同量綱指標(biāo)的初始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理時應(yīng)把所有的指標(biāo)數(shù)值轉(zhuǎn)換成統(tǒng)一的含義，因此，參評因子的標(biāo)準(zhǔn)化量化公式為：

對于越大越安全的指標(biāo)：Xj=(Xi-Xmin)/(Xmax-Xmin)；

對于越小越安全的指標(biāo)：Xj=(Xmax-Xi)/(Xmax-Xmin)；

其中，Xi為實測值，Xj為標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)值，Xmax和Xmin分別為最大值、最小值。標(biāo)準(zhǔn)化后的指標(biāo)還需要依據(jù)相關(guān)科學(xué)研究成果對參評因子標(biāo)準(zhǔn)化值及其評判等級對量化數(shù)據(jù)做出相應(yīng)的修正和調(diào)整。

2.3 城市環(huán)境網(wǎng)格數(shù)據(jù)建立

2.3.1 指標(biāo)權(quán)重計算

環(huán)境評價涉及到多級賦權(quán)，因此采用模糊AHP（Fuzzy Analytic Hierarchy Process）法。這種方法是采用模糊數(shù)學(xué)來改善AHP法的判斷矩陣尺度，可避免多個指標(biāo)同時賦權(quán)的混亂，并能提高評價的準(zhǔn)確性，更好地擬合實際環(huán)境問題。首先運用層次分析法將任一層次上的各因子兩兩比較，構(gòu)造比較判斷矩陣，通過專家權(quán)衡，兩兩比較判斷各指標(biāo)之間的相對重要程度，然后用求和法計算權(quán)重，其比較結(jié)果用L.Saaty的1-9標(biāo)度法［9］。

2.3.2 單元網(wǎng)格環(huán)境指數(shù)

3 大連城市環(huán)境分區(qū)

3.1 城市環(huán)境等級的判別確定

城市環(huán)境系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、活力、組織能力、恢復(fù)力以及系統(tǒng)服務(wù)功能的機(jī)制極為復(fù) 雜，在實際研究工作中，通常在較大范圍和較大程度上采用定性的、模糊的和模擬的表征方法。城市環(huán)境綜合指數(shù)值需要采用極差標(biāo)準(zhǔn)化的方法，將城市環(huán)境綜合指數(shù)值轉(zhuǎn)換為等級值。根據(jù)大連城市環(huán)境數(shù)據(jù)庫，利用通過GIS空間疊置分析等GIS空間分析功能，對各單元格不同分值進(jìn)行分類，環(huán)境指數(shù)越大，環(huán)境程度就越高。依環(huán)境指數(shù)最小值與最大值就可確定環(huán)境等級的判別指標(biāo)。大連城市環(huán)境按照DPSRC框架各因子綜合指數(shù)分成5個類型區(qū):當(dāng)0≤S≤10，評價單元為環(huán)境不安全區(qū)；當(dāng)10＜S≤20，評價單元為環(huán)境較不安全區(qū)；當(dāng)20＜S≤30，評價單元為環(huán)境過渡區(qū)；當(dāng)30＜S≤40，評價單元為環(huán)境較安全區(qū)；當(dāng)S＞40，評價單元為環(huán)境安全區(qū)。[KG)]

3.2 大連城市環(huán)境空間差異與分析

在MapInfo下創(chuàng)建大連城市環(huán)境空間差異分布圖，如圖5所示。大連城市環(huán)境空間差異分析：環(huán)境安全區(qū)是沿大連市東部海岸，這里的自然植被保護(hù)較好，建筑物較少，交通和公共服務(wù)設(shè)施較完善；環(huán)境較安全區(qū)域是東部的商業(yè)發(fā)達(dá)區(qū)，交通和公共服務(wù)設(shè)施完善，但人口較稠密以及自然環(huán)境較好，交通和公共服務(wù)設(shè)施較欠缺的西部生態(tài)區(qū)；環(huán)境過渡區(qū)是交通和公共服務(wù)設(shè)施較欠缺，人口較稠密，有些小的工廠；環(huán)境較不安全區(qū)主要是交通和公共服務(wù)設(shè)施較欠缺，人口較稠密，交通條件較差，工廠較多；環(huán)境不安全區(qū)主要是東北部大型的石化工廠以及垃圾處理場，人口較稠密，交通條件較差。

4 結(jié) 論

以PSR、DSR、DPSIR模型研究城市環(huán)境系統(tǒng)簡單直接，可以為城市環(huán)境系統(tǒng)管理提供依據(jù)，它更強調(diào)線性關(guān)系，卻忽視了在現(xiàn)實世界中實際存在的復(fù)雜性(一對多、多對一和多對多的關(guān)系)問題。文章用DPSRC模型較好的解決多重環(huán)境指標(biāo)間的相互聯(lián)系，突出人在城市環(huán)境系統(tǒng)中的核心調(diào)節(jié)作用，為城市決策者正確分析與決策城市環(huán)境化發(fā)展方向提供科學(xué)而直觀的依據(jù)。

所建評價模型具有一般性，可用于不同區(qū)域環(huán)境因子的評價與比較，但是有些環(huán)節(jié)處理不太理想：一是城市環(huán)境評價中存在的最大問題是級別標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)判定，對于某些指標(biāo)，可以依據(jù)相關(guān)科學(xué)研究成果確立其級別的最高值和最低值，但是還有大量的指標(biāo)仍然需要多學(xué)科的深入研究；二是在城市環(huán)境的評價過程中，可以依據(jù)景觀生態(tài)學(xué)的方法，充分利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)和遙感圖像以空間的形式表達(dá)評價結(jié)果，并可對其影響因子進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測和動態(tài)評價，進(jìn)行環(huán)境的預(yù)測與預(yù)警分析，構(gòu)建起城市環(huán)境評價、預(yù)測和預(yù)警的完整體系。

(編輯：于 杰)

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