蔣余希 于小蝶 張玉婷

【摘 要】為研究江蘇省頻發(fā)的環(huán)境問(wèn)題，選取揚(yáng)州、南通、徐州、常熟等市，通過(guò)社會(huì)情況、清潔程度、環(huán)境建設(shè)、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和資源利用子系統(tǒng)構(gòu)建高效全面的衡量標(biāo)準(zhǔn)體系。利用組合法（AHP和熵權(quán)法）確定權(quán)重，評(píng)價(jià)城市空氣質(zhì)量。由2007～2011年的城市數(shù)據(jù)得到：南通平均分高達(dá)0.9352，資源利用率最高，經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)最優(yōu);常熟次之;揚(yáng)州、徐州較差?？傮w上，江蘇省內(nèi)城市環(huán)境空氣質(zhì)量狀況為局部?jī)?yōu)良且差異趨緩。文章提供了評(píng)估城市環(huán)境空氣質(zhì)量狀況的模型，以便找到城市環(huán)境建設(shè)的有效方向。

【關(guān)鍵詞】江蘇省;城市環(huán)境空氣質(zhì)量;AHP;熵權(quán)法

【中圖分類號(hào)】X51;F124.1;C924.24【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2019）06-0107-03

環(huán)境空氣質(zhì)量關(guān)系到人類健康和生物健康的延續(xù)，關(guān)系到可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略能否貫徹到底。我國(guó)城市空氣污染狀況目前呈現(xiàn)復(fù)合型特征，且長(zhǎng)江三角洲頻發(fā)區(qū)域性大氣污染問(wèn)題。近年來(lái)，城市環(huán)境空氣質(zhì)量愈加受到關(guān)注，評(píng)估方法層出不窮?？諝赓|(zhì)量日?qǐng)?bào)使用的API評(píng)價(jià)結(jié)果較明確，但缺乏其他污染物的信息;程萬(wàn)里等人提出的RAQI綜合考慮了各種污染物的影響;陶志華等人提出的RAPI分不同的情況考慮其他污染物的污染影響，使評(píng)價(jià)結(jié)果更加合理;模糊綜合評(píng)判和距離判別法都考慮到了大氣環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的模糊性，根據(jù)污染物濃度對(duì)各級(jí)別的貼近度考察污染物的級(jí)別。物元分析法和距離判別法都可以根據(jù)正負(fù)來(lái)判斷污染物在所屬級(jí)別的具體情況，評(píng)價(jià)信息反映比較全面;物元分析法的評(píng)價(jià)結(jié)果在個(gè)別天數(shù)中評(píng)價(jià)級(jí)別偏低，原因是污染最重的因子在所占權(quán)重過(guò)大所致。

因此，本文基于層次分析法和熵權(quán)法，利用最小二乘法將其組合計(jì)算得到評(píng)級(jí)體系中各指標(biāo)的權(quán)重，從而得到城市評(píng)估情況綜合得分。

1 標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系的建立

1.1 指標(biāo)體系建立背景

將城市空氣質(zhì)量狀況分解為5個(gè)子系統(tǒng)，并運(yùn)用層次分析法細(xì)分為23個(gè)三級(jí)指標(biāo)，初步建立城市空氣質(zhì)量評(píng)估體系。指標(biāo)數(shù)據(jù)參考2007～2011年江蘇省統(tǒng)計(jì)局及UCI中國(guó)城市數(shù)據(jù)庫(kù)（見(jiàn)表1）。

1.2 數(shù)據(jù)預(yù)處理

通過(guò)收集和整理，建立數(shù)據(jù)樣本模型，假設(shè)矩陣X是與5個(gè)子系統(tǒng)相關(guān)的指標(biāo)。先用線性比例變換法對(duì)評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行無(wú)量綱化處理。根據(jù)評(píng)價(jià)目標(biāo)取向[1]（城市環(huán)境空氣質(zhì)量越好，綜合得分越高）分為正項(xiàng)、逆向和中性指標(biāo)，分別代表取值“越大越好”“越小越好”“適中為好”。具體方法如下：

dij=xij/x*j×100% （1≤i≤m，1≤j≤n）

x*j=max xij≠0 （1）

1≤i≤m

dij=x*j /xij×100% （1≤i≤m，1≤j≤n）

x*j=min xij≠0 （2）

1≤i≤m

xij'=xij-x0

x0=ideal-value（3）

其中，dij為無(wú)量綱化后的數(shù)據(jù)，而xij為實(shí)際得分。將所有指標(biāo)都轉(zhuǎn)化為正項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行處理。

1.3 指標(biāo)權(quán)重的確定

由于指標(biāo)具有一定的復(fù)雜性，所以本文采用主客觀結(jié)合的組合法[2]（AHP+熵權(quán)法）確定權(quán)重，并用最小信息熵法將AHP和熵權(quán)法的結(jié)果組合起來(lái)。

1.3.1 層次分析法（AHP）

首先，通過(guò)評(píng)估體系對(duì)同一層次的各指標(biāo)進(jìn)行比較得到判斷矩陣，做一致性檢驗(yàn)確認(rèn)指標(biāo)選擇的合理性。其次，利用軟件yaahp計(jì)算得到各指標(biāo)權(quán)重、子系統(tǒng)的相關(guān)權(quán)重及綜合得分（其結(jié)果是0～1的數(shù)值，數(shù)值越大，空氣質(zhì)量狀況越好）。

1.3.2 熵權(quán)法

熵最初是物理學(xué)中的熱力學(xué)概念，指標(biāo)攜帶信息越多，對(duì)最終結(jié)果的決策作用越大。當(dāng)評(píng)價(jià)對(duì)象在某項(xiàng)指標(biāo)的值相差越大，熵值越小，即攜帶信息越多，所占權(quán)重也越大。設(shè)有m個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)，n個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象，對(duì)原始矩陣進(jìn)行無(wú)量綱化處理后的矩陣記為R=（rij）m×n。對(duì)第i個(gè)指標(biāo)的熵定義如下：

當(dāng)fij=0時(shí)，令fij1nfij=0。fij為第i個(gè)指標(biāo)下第j個(gè)評(píng)價(jià)對(duì)象占該指標(biāo)的權(quán)重，Hi為第i個(gè)指標(biāo)的熵。

本文選取m=23，n=4。

定義第i個(gè)指標(biāo)的熵后，第i個(gè)指標(biāo)的熵權(quán)如下：

1.3.3 組合法（最小相對(duì)信息熵）[2]

綜合指標(biāo)的主觀權(quán)重ω1i和客觀權(quán)重ω2i得到組合權(quán)重ωi，i=1，2，…m，根據(jù)最小相對(duì)信息熵原理，可定義如下：

得到各指標(biāo)權(quán)重后，對(duì)城市空氣質(zhì)量狀況進(jìn)行評(píng)價(jià)（5年的3組權(quán)重結(jié)果見(jiàn)表2）。

1.4 城市環(huán)境空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)模型

采用組合法所得的各指標(biāo)權(quán)重ωi，以及無(wú)量綱化處理后的數(shù)據(jù)矩陣Rij進(jìn)行各城市每一年的綜合得分，公式如下：

所得結(jié)果見(jiàn)表3。

2 結(jié)果比較與分析

2.1 環(huán)境空氣質(zhì)量綜合得分（同一年）

通過(guò)數(shù)據(jù)分析可知，2010年是一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)，因此對(duì)該年的情況做詳細(xì)說(shuō)明。

揚(yáng)州在社會(huì)民生系統(tǒng)層得分最高，因?yàn)閾P(yáng)州在2010年的城鎮(zhèn)新增就業(yè)人數(shù)為8.8萬(wàn)人，全市企業(yè)職工基本養(yǎng)老保險(xiǎn)凈增繳費(fèi)人次為4.4萬(wàn)。而相對(duì)較差的徐州于2010年實(shí)施棚戶區(qū)改造。資源利用系統(tǒng)層，南通得分最高，徐州得分最低。南通的能源消耗最低，而徐州的水資源匱乏，用水效率較低。

2.2 環(huán)境空氣質(zhì)量變化分析（同一城）

以揚(yáng)州為例進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，揚(yáng)州在社會(huì)民生系統(tǒng)層，尤其是A3、A4、A5這三大指標(biāo)是逐年遞增的，說(shuō)明揚(yáng)州重視教育及民生問(wèn)題。而在清潔程度系統(tǒng)層，A9和A11狀況呈現(xiàn)逐年好轉(zhuǎn)的態(tài)勢(shì)，說(shuō)明揚(yáng)州逐漸重視保護(hù)環(huán)境。此外，經(jīng)濟(jì)發(fā)展系統(tǒng)層明顯增加指標(biāo)A18和A20，說(shuō)明居民生活質(zhì)量提高且經(jīng)濟(jì)建設(shè)良好。資源利用系統(tǒng)層中，A21明顯下降，A22逐年增加，體現(xiàn)了城市環(huán)境空氣質(zhì)量狀況。

3 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)本文的分析反饋，提供了評(píng)估城市環(huán)境空氣質(zhì)量狀況的模型，為其他城市的環(huán)境建設(shè)指明了方向。

參 考 文 獻(xiàn)

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[責(zé)任編輯：陳澤琦]