生态文明建设综合评价方法

(一) 多种综合评价方法

对于某一事物的评价往往要涉及多个因素或多个指标，评价是在多因素相互作用下的一种综合判断。由于影响事物的因素往往是众多而复杂的，所以仅用单一指标评价事物不尽合理。因此，往往需要将反映事物的多项指标信息加以汇集，得到一个综合结果，以便从整体上反映事物的真实情况，这就是多指标的综合评价方法。综合评价方法是对多指标进行综合的一系列有效方法的总称，它包含了若干个具体指标，这些具体指标分别说明了被评价事物的不同方面。当前有多种综合评价方法，如层次分析方法、主成分分析法、模糊综合评判法、数据包络分析法、人工神经网络评价法和灰色综合评价法等。这些综合评价方法各有利弊、互为补充。

综合评价方法的核心是评价指标的选取和计算指标权重以及指标实际值向评价分值的转换。在已经确定生态文明建设评价指标体系内容的基础上，确定每个评价指标的权重系数是否科学、合理是至关重要的。权重系数是对目标值起权衡作用的数值，可将确定权重的方法概括为主观赋权法和客观赋权法。基于评价体系结构的合理性、权重的权威性和科学性等因素，本书将采用既有主观性质又有客观特征的定量与定性相结合的多目标决策分析方法，即层次分析方法。

(二) 层次分析方法的计算

层次分析法 (Analytic Hierarchy Process，AHP)，是由美国运筹学家T.L.Saaty教授提出的，它将决策者的经验判断给予量化，从而为决策者提供定量形式的决策依据。应用AHP方法计算指标权重系数，实际上是在建立有序递阶的指标系统的基础上，通过指标之间的两两比较对系统中各指标予以优劣评判，并利用这种评判结果来综合计算各指标的权重系数。

层次分析法的具体步骤如下:

第一，明确问题。根据问题的性质以及要达到的目标，将问题进行层次化，建立递阶层次结构。

第二，构造两两比较判断矩阵。两两比较的具体方法是: 当以上一层次因素作为比较准则时，可用一个比较标度aij来表达某一层次中第i个因素与第j个因素的相对重要性(或偏好优劣)。aij的取值一般取正整数1～9 (称为标度) 及其倒数。关于aij取值的规则见表4－2。

表4－2 “1～9”标度体系取值的规则

aij也可以取上述各数的中值2，4，6，8及其倒数，即因素i与因素j比较得。

由aij构成的矩阵称为比较判断矩阵A=(aij)n×n。比较判断矩阵的性质:

(1) aij＞0 i，j=1，2，…，n。

(2)aij=

(3) aii=1。

第三，层次单排序。层次分析法的信息基础是比较判断矩阵。由于每个准则都支配下一层若干个因素，这样对于每一个准则及它所支配的因素都可以得到一个比较判断矩阵，因此根据比较判断矩阵如何求出n个因素μ1，μ2，…，μn对于准则C的相对排序权重的过程称为单准则下的排序。

计算权重w1，w2，…，wn的方法有许多种，这里给出一种简单的计算矩阵最大特征根及其对应特征向量的方根法的计算步骤:

(1) 计算判断矩阵每一行元素的乘积Mi。

(2)计算Mi的n次方根。

(3)对向量－=［－1，－2，…，－n］T正规化。

(4) 计算判断矩阵的最大特征根λmax。

其中，(AW)i表示向量AW的第i个元素。

计算和λmax对应的特征向量σ，Aσ=λmaxσ，其中σ=(σ1， σ2，…，σn)T; 其次，将向量σ归一化，即可得到n个指标的权重:

μ=(μ1，μ2，…，μn)，其中，μi=i=1

第四，进行一致性检验。我们构造比较判断矩阵时，可能出现这种情况，甲xi与乙xj相比的重要程度为aij，乙xj与丙xk相比的重要程度为ajk，甲xi与丙xk相比的重要程度为aik，可能aij·ajk≠aik，这时比较判断不一致。这是因为客观事物的复杂性，会使我们的判断带有主观性和片面性，因此，要求每次比较判断的思维标准一致是不大可能的。事实上，在做比较判断矩阵时，我们并不要求判断具有一致性。但一个混乱的、经不起推敲的比较判断矩阵有可能导致决策的失误，所以我们希望在判断时可以保持大体上的一致。而上述计算权重方法，当判断矩阵过于偏离一致性时，其可靠程度也就值得怀疑了。因此，对于每一层次做单准则排序时，均需要做一致性的检验。

设A为n阶正互反矩阵，AW=λmaxW，且λmax≥n

若λmax比n大得越多，则A的不一致程度越严重。

令CI=λmax－n

n－1

其中λmax为A的最大特征值，CI可作为衡量不一致程度的数量标准，称CI为一致性指标 (Consistency Index)。当判断矩阵A的最大特征值稍大于n时，称A具有满意的一致性。Saaty教授采用固定n，随机构造正互反矩阵A=(aij)n其中aij是从1至9，，，…，共17个数中随机抽取的，这样的A是最不一致的。计算1000次上述随机判断矩阵的最大特征值λmax，Saaty教授给出了RI值(称为平均随机一致性指标)，见表4－3。

表4－3 “1～9”标度体系取值平均随机一致性指标

表中，当n=1，2时，RI=0，这是因为1，2阶判断矩阵总是一致的。

当n≥3时，令CR=称CR为一致性比例。当CR＜0.1时，认为比较判断矩阵的一致性可以接受，否则，应对判断矩阵做适当的修正。

第五，层次总排序。计算各层元素对系统目标的合成权重，进行总排序，以确定结构图中最底层各个元素的总目标的重要程度。这一过程是由最高层次到最低层次逐层进行的。具体步骤为:

计算同一层次所有因素对最高层相对重要性的排序权向量，这一过程自上而下逐层进行;

设已计算出第k－1层上有nk－1个元素相对总目标的排序权向量为

第k层有nk个元素，它们对于上一层次 (第k－1层) 的某个因素ui的单准则排序权向量为

p(对于与k－1层第i个元素无支配关系的对应uij取值为0)

第k层nk个元素相对总目标的排序权向量为

人们在对各层元素做比较时，尽管每一层中所用的比较尺度基本一致，但各层之间仍可能存在差异，而这种差异将随着层次总排序的逐渐计算而累加起来，因此，需要从模型的总体上来检验这种差异尺度的累积是否显著，检验的过程称为层次总排序的一致性检验。

假设第k－1层第j个因素为比较准则，第k层各因素两两比较的层次单排序一致性指标为C1，平均随机一致性指标为R则第k层的一致性检验指标为

CIk=CIk－1·w(k－1)(w(k－1)表示第k－1层对总目标的总排序向量)

当CRk＜0.1时，可认为评价模型在第k层水平上整个达到局部满意一致性。

(三) 评价指标值的标准化

由于生态文明评价体系具体指标的含义不同，各个指标值的计算方法也有所不同，从而造成各个指标的计算单位各异。因此，对于数量化的具体指标进行评价时不能直接进行计算。首先，要对不同单位的具体指标进行标准化处理。对于具体指标的标准化处理有很多种方法，通常可分为直线型、折线型和曲线型三种。直线型标准化方法是将指标实际值转化成不受量纲影响的指标评价值时，假定二者之间呈线性关系，指标实际值的变化引起指标评价值的相应变化。这种变化主要有阂值法、比重法、Z－Score法等。比较常用的Z－Score法转换见式 (4－1)，本书用SPSS17.0线性转换数据，获得标准化的数据。

由于运用SPSS17.0软件进行标准化时，未区分生态文明建设评价指标体系中正向指标和负向指标，所以进行了统一标准。在计算生态文明建设综合评价得分时，对于负向指标先乘以负1，之后再进行加权算总得分。