基于EWM-AHP-GRA方法的全國各省人居環境發展潛力綜合評價

郭 偉，趙文英，許宏文

（牡丹江師范學院 數學科學學院，黑龍江 牡丹江 157011）

隨著社會的不斷進步，人民生活水平不斷提高，人們對人居環境的要求也在逐步提升。人居環境包括經濟環境、自然環境、醫療環境、教育環境和交通環境等各種綜合環境[1]。研究我國各省人居環境的發展有助于了解我國各地居住環境的發展現狀，為有針對性，因地制宜，更好地建設各地居住環境提供理論和實踐依據。

學術界對人居環境的研究，起源于希臘城市規劃學家Doxiadis最早提出的“人類聚居”學說，此學說綜合研究了人類的居住環境，從而形成了“人居環境”的概念[2]。在我國，最早提出此概念是中國工程院、建筑學與城市規劃專家吳良鏞院士，其在《吳良鏞論人居環境科學》一書中闡述了人居環境理論的形成、特點、發展模式及隨著我國城鎮化水平的提高人居環境的發展情況，為后續我國更多的學者研究人居環境產生了重要的影響[3]。近些年，我國有越來越多的學者開始研究人居環境的相關理論和應用。1999年，寧越敏等[4]采用加權求和的方法對上海市1990—1996年的人居環境進行了綜合評價，同時分析了人居環境變化與經濟發展變化之間的關系。2012年，李雪銘等[5]采用熵值法分析了中國地級以上城市在4個時間層面的人居環境質量的時空差異變化。2014年，張志斌等[6]在新型城鎮化背景下，利用問卷調查、ArcGIS空間分析方法及聚類分析法對蘭州市的宜居性進行綜合評價；2017年，賈占華等[7]基于2007—2014年面板數據，利用熵值法、ArcGIS空間分析法對東北地區部分城市的宜居性進行了評價與分析；2019年，張美芳等[8]在“三生”視角下利用熵權法對長沙市各區的空間宜居性進行了綜合評價；2021年，顏梅艷等[9]采用熵值法和模糊綜合評價法對江漢平原公安縣的數據進行分析，提出了鄉村人居環境建設優化方向。以上關于人居環境的研究方法大多集中在使用某一種或2種的評價法上，由于方法本身存在的缺點問題，必然使得評價結果的可信度受到影響，基于此，本文采用EWM-AHP-GRA的評價方法，可以兼顧主、客觀的權重進行指標的賦權，由此引入權重來改進傳統的灰色關聯分析方法，對全國31個省份的人居環境發展潛力進行綜合評價。

1 人居環境發展潛力評價指標體系構建與評價方法介紹

1.1 人居環境發展潛力評價指標體系構建

本文在選擇人居環境發展潛力的評價指標時，結合李蕊等[10-13]研究結果，確定了包括經濟環境、自然環境、醫療環境、教育環境和交通環境5個方面的綜合評價指標體系，見表1。

表1 全國各省人居環境發展潛力綜合評價指標體系

1.2 EWM-AHP-GRA評價方法介紹

熵值法（簡稱EWM）是根據各指標的樣本對應指標的信息量大小來確定權重的方法，其反映了指標值所提供的信息量的大小[14]。其缺點是過于依賴原始數據，無法體現作者的主觀意愿。層次分析法（簡稱AHP）是用一定的標度來對下層因素和上層因素之間的相對重要性構造出比較判斷矩陣，得到各因素的權重方法[15]。其缺點是過于主觀，無法體現事物客觀的規律。基于以上原因，本文采取熵值法與層次分析法綜合賦權的思路，既考慮到信息的客觀性，又考慮到主觀的想法，這樣可以得到更合理的權重，最終確定指標的權重。

GRA為灰色關聯分析法，是確定各因素對其所在系統的影響程度的方法。其優點是對樣本數量的多少沒有要求，缺點是指標的關聯度是平均的，難以體現各指標的重要程度。基于此，本文在傳統的灰色關聯分析的基礎上，引入上面的綜合權重，從而使得灰色關聯分析法得到進一步優化。該方法的具體步驟如下：

（1）建立原始數據集x=（xij）m×n。

（3）計算熵值ej。根據公式，計算第j項評價指標的熵值為

（6）計算綜合指標權重Wj。其中

（8）計算差序列和極差。差序列為

（10）對關聯系數進行加權得到評價結果。即：A=WjRij，Wj為綜合權重矩陣，Rij為關聯系數。

2 實證分析

2.1 數據來源

指標數據來源于2019年中國統計年鑒和2019年全國各省統計年鑒。

2.2 EWM-AHP-GRA方法的應用

針對形成的新的EWM-AHP-GRA方法進行應用，這里以全國各省為研究對象，根據表1進行查找數據，形成原始數據矩陣x=（xij）m×n，根據公式①、②將初始數據標準化后得到指標數據矩陣。據此，可以計算各指標權重為：

根據步驟（3）、（4）計算得到熵值法的權重為

根據步驟（5）得到AHP方法的權重為

于是根據公式③得到綜合權重為

從熵值法得到的權重能夠看出，在全國各省人居環境發展潛力的各項指標中人均水資源量指標更重要一些，經濟指標的權重相對一般，醫院病床使用率指標相對弱一些。而由層次分析法得到的權重中前幾項都較高，能體現人們對經濟水平的強烈需求。2種情況都應考慮，都是合理的，所以進行綜合權重的計算是很有必要的。

接下來，進行灰色關聯分析，根據步驟（7）—（10）進行計算，得到全國各省人居環境發展潛力綜合評價關聯度和排名，見表2。

表2 全國各省人居環境發展潛力綜合評價相關度和排名

2.3 全國各省人居環境發展潛力綜合評價結果分析

各省的關聯度值如圖1所示。可以看出，高水平的人居環境發展潛力省份是北京，相關度在0.6以上，而且明顯高于其他省份；低水平的人居環境發展潛力包括安徽和甘肅2個省份，相關度都在0.41以下；西藏、浙江2個省份處于比較高的發展水平狀態，相關度都在0.53以上；內蒙古、青海、遼寧、黑龍江、吉林、天津、山西7個省份處于較低的發展水平狀態；其余省份基本為一個水平，相關度值大約在0.44~0.51，稍高。

圖1 各省人居環境發展潛力條形圖

2.4 結論

基于以上分析，對全國各省份的人居環境發展潛力提出以下建議。

如果將全國31個省份人居環境發展潛力分為5個梯度，顯然，北京位于第一梯度。北京作為我國的首都，是經濟、政治和文化發展的中心，各項指標都比較高，人居環境發展潛力自然也排名靠前。今后，北京要優化人居環境發展建設，充分利用地理位置的優勢，進一步鞏固全國的主導地位。

第二梯度包括西藏和浙江。西藏雖然很多指標都處于中等水平，但是因為有著豐富的水資源和教育資源，加上人口較少、人居環境各項指標相對較高的原因，使得排名比較靠前，這也恰恰說明了，西藏作為我國的西大門之一，是一個自然資源豐富，發展潛力巨大的地區。而浙江的平均私人汽車擁有量位居全國第一，其余指標又都比較高，說明了浙江人居環境各方面發展比較均衡。今后，西藏要努力發展工業，加強公共設施的建設，繼續加強旅游業的建設，以此來帶動經濟的發展。浙江要加快醫療環境和教育環境的建設，培養高水平高素質人才，提高人口密度，進一步提高人居環境發展潛力。

第三梯度包括廣西、湖南、貴州、江蘇、河南、福建、山東、重慶、陜西、四川、廣東、海南、江西、上海、新疆、河北、湖北、云南和寧夏19個省份。這個檔次的省份較多，其指標各有優缺點，其發展方向應該是在保證優勢指標更好發展的前提下，盡量提升劣勢指標的值，可以借鑒和學習其他省份優勢的指標，彌補發展的不足之處，加快推進人居環境的進一步發展。例如海南、新疆和云南每十萬人高等學校平均在校生數指標比較弱，在保證自身經濟，主要是旅游業的快速發展前提下，制定政策吸引各種類型勞動力，增加人口數量，從而促進基礎教育、高等教育的快速提升。

第四梯度包括內蒙古、青海、遼寧、黑龍江、吉林、天津市和山西7個省份。這些省份處于內陸地區，受地理環境、人文環境和自然環境等影響，在經濟、教育、醫療和衛生等方面都有欠缺，除了自身努力尋求發展外，還需要國家制定政策，大力輔助，才能更快提升人居環境發展潛力。

第五梯度包括安徽和甘肅。安徽由于自然資源相對較少、人口劇增，人均資源相對短缺，導致安徽人居環境發展潛力較為落后。想要提升人居環境潛力需要從人口質量、科技等方面考慮改革。甘肅由于自然環境惡劣、自然資源較少，導致該省的各種指標都很低，因此想要提升人居環境發展潛力，可以將精簡人口、發展特殊產業作為突破口，調整產業結構，發展經濟，集中提升某些項指標的值，以達到整體提高的目的。