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【摘 要】为研究江苏省频发的环境问题，选取扬州、南通、徐州、常熟等市，通过社会情况、清洁程度、环境建设、经济结构和资源利用子系统构建高效全面的衡量标准体系。利用组合法（AHP和熵权法）确定权重，评价城市空气质量。由2007～2011年的城市数据得到：南通平均分高达0.9352，资源利用率最高，经济结构最优;常熟次之;扬州、徐州较差。总体上，江苏省内城市环境空气质量状况为局部优良且差异趋缓。文章提供了评估城市环境空气质量状况的模型，以便找到城市环境建设的有效方向。
【关键词】江苏省;城市环境空气质量;AHP;熵权法
【中图分类号】X51;F124.1;C924.24【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）06-0107-03
环境空气质量关系到人类健康和生物健康的延续，关系到可持续发展战略能否贯彻到底。我国城市空气污染状况目前呈现复合型特征，且长江三角洲频发区域性大气污染问题。近年来，城市环境空气质量愈加受到关注，评估方法层出不穷。空气质量日报使用的API评价结果较明确，但缺乏其他污染物的信息;程万里等人提出的RAQI综合考虑了各种污染物的影响;陶志华等人提出的RAPI分不同的情况考虑其他污染物的污染影响，使评价结果更加合理;模糊综合评判和距离判别法都考虑到了大气环境质量评价的模糊性，根据污染物浓度对各级别的贴近度考察污染物的级别。物元分析法和距离判别法都可以根据正负来判断污染物在所属级别的具体情况，评价信息反映比较全面;物元分析法的评价结果在个别天数中评价级别偏低，原因是污染最重的因子在所占权重过大所致。
因此，本文基于层次分析法和熵权法，利用最小二乘法将其组合计算得到评级体系中各指标的权重，从而得到城市评估情况综合得分。
1 标准评价指标体系的建立
1.1 指标体系建立背景
将城市空气质量状况分解为5个子系统，并运用层次分析法细分为23个三级指标，初步建立城市空气质量评估体系。指标数据参考2007～2011年江苏省统计局及UCI中国城市数据库（见表1）。
1.2 数据预处理
通过收集和整理，建立数据样本模型，假设矩阵X是与5个子系统相关的指标。先用线性比例变换法对评价指标进行无量纲化处理。根据评价目标取向[1]（城市环境空气质量越好，综合得分越高）分为正项、逆向和中性指标，分别代表取值“越大越好”“越小越好”“适中为好”。具体方法如下：
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为无量纲化后的数据，而xij为实际得分。将所有指标都转化为正项指标进行处理。
1.3 指标权重的确定
由于指标具有一定的复杂性，所以本文采用主客观结合的组合法[2]（AHP+熵权法）确定权重，并用最小信息熵法将AHP和熵权法的结果组合起来。
1.3.1 层次分析法（AHP）
首先，通过评估体系对同一层次的各指标进行比较得到判断矩阵，做一致性检验确认指标选择的合理性。其次，利用软件yaahp计算得到各指标权重、子系统的相关权重及综合得分（其结果是0～1的数值，数值越大，空气质量状况越好）。
1.3.2 熵权法
熵最初是物理学中的热力学概念，指标携带信息越多，对最终结果的决策作用越大。当评价对象在某项指标的值相差越大，熵值越小，即携带信息越多，所占权重也越大。设有m个评价指标，n个评价对象，对原始矩阵进行无量纲化处理后的矩阵记为R=（rij）m×n。对第i个指标的熵定义如下：
当fij=0时，令fij1nfij=0。fij为第i个指标下第j个评价对象占该指标的权重，Hi为第i个指标的熵。
本文选取m=23，n=4。
定义第i个指标的熵后，第i个指标的熵权如下：
1.3.3 组合法（最小相对信息熵）[2]
综合指标的主观权重ω1i和客观权重ω2i得到组合权重ωi，i=1，2，…m，根据最小相对信息熵原理，可定义如下：
得到各指标权重后，对城市空气质量状况进行评价（5年的3组权重结果见表2）。
1.4 城市环境空气质量评价模型
采用组合法所得的各指标权重ωi，以及无量纲化处理后的数据矩阵Rij进行各城市每一年的综合得分，公式如下：
所得结果见表3。
2 结果比较与分析
2.1 环境空气质量综合得分（同一年）
通过数据分析可知，2010年是一个转折点，因此对该年的情况做详细说明。
扬州在社会民生系统层得分最高，因为扬州在2010年的城镇新增就业人数为8.8万人，全市企业职工基本养老保险净增缴费人次为4.4万。而相对较差的徐州于2010年实施棚户区改造。资源利用系统层，南通得分最高，徐州得分最低。南通的能源消耗最低，而徐州的水资源匮乏，用水效率较低。
2.2 环境空气质量变化分析（同一城）
以扬州为例进行分析发现，扬州在社会民生系统层，尤其是A3、A4、A5这三大指标是逐年递增的，说明扬州重视教育及民生问题。而在清洁程度系统层，A9和A11状况呈现逐年好转的态势，说明扬州逐渐重视保护环境。此外，经济发展系统层明显增加指标A18和A20，说明居民生活质量提高且经济建设良好。资源利用系统层中，A21明显下降，A22逐年增加，体现了城市环境空气质量状况。
3 结语
通过本文的分析反馈，提供了评估城市环境空气质量状况的模型，为其他城市的环境建设指明了方向。
参 考 文 献
[1]李美娟，陈国宏，陈衍泰.综合评价中指标标准化方法研究[J].中国管科学，2004（12）：45-48.
[2]吴开亚，金菊良.基于联系数的流域水安全评价模型[J].地理科学，2008，28（6）：754-758.
[3]李帅，魏虹，倪细炉，等.基于层次分析法和熵权法的宁夏城市人居环境质量评价[J].应用生态学报，2004，
25（9）：2700-2708.
[4]Onkal -Engin G，Demir I，Hiz H.Assessment of urban air quality in istanbul using fuzzy synthetic evaluation[J].Atmo-spheric Environment，2004，38（23）：3809-3815.
[5]Wu Ying shu，Liu Xin.Application of fuzzy mathematical comprehensive evaluation for the air quality evaluation in Dazhou[J].Sichuan Environment，2011，
30（5）：63.
[責任编辑：陈泽琦]
【关键词】江苏省;城市环境空气质量;AHP;熵权法
【中图分类号】X51;F124.1;C924.24【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2019）06-0107-03
环境空气质量关系到人类健康和生物健康的延续，关系到可持续发展战略能否贯彻到底。我国城市空气污染状况目前呈现复合型特征，且长江三角洲频发区域性大气污染问题。近年来，城市环境空气质量愈加受到关注，评估方法层出不穷。空气质量日报使用的API评价结果较明确，但缺乏其他污染物的信息;程万里等人提出的RAQI综合考虑了各种污染物的影响;陶志华等人提出的RAPI分不同的情况考虑其他污染物的污染影响，使评价结果更加合理;模糊综合评判和距离判别法都考虑到了大气环境质量评价的模糊性，根据污染物浓度对各级别的贴近度考察污染物的级别。物元分析法和距离判别法都可以根据正负来判断污染物在所属级别的具体情况，评价信息反映比较全面;物元分析法的评价结果在个别天数中评价级别偏低，原因是污染最重的因子在所占权重过大所致。
因此，本文基于层次分析法和熵权法，利用最小二乘法将其组合计算得到评级体系中各指标的权重，从而得到城市评估情况综合得分。
1 标准评价指标体系的建立
1.1 指标体系建立背景
将城市空气质量状况分解为5个子系统，并运用层次分析法细分为23个三级指标，初步建立城市空气质量评估体系。指标数据参考2007～2011年江苏省统计局及UCI中国城市数据库（见表1）。
1.2 数据预处理
通过收集和整理，建立数据样本模型，假设矩阵X是与5个子系统相关的指标。先用线性比例变换法对评价指标进行无量纲化处理。根据评价目标取向[1]（城市环境空气质量越好，综合得分越高）分为正项、逆向和中性指标，分别代表取值“越大越好”“越小越好”“适中为好”。具体方法如下：
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为无量纲化后的数据，而xij为实际得分。将所有指标都转化为正项指标进行处理。
1.3 指标权重的确定
由于指标具有一定的复杂性，所以本文采用主客观结合的组合法[2]（AHP+熵权法）确定权重，并用最小信息熵法将AHP和熵权法的结果组合起来。
1.3.1 层次分析法（AHP）
首先，通过评估体系对同一层次的各指标进行比较得到判断矩阵，做一致性检验确认指标选择的合理性。其次，利用软件yaahp计算得到各指标权重、子系统的相关权重及综合得分（其结果是0～1的数值，数值越大，空气质量状况越好）。
1.3.2 熵权法
熵最初是物理学中的热力学概念，指标携带信息越多，对最终结果的决策作用越大。当评价对象在某项指标的值相差越大，熵值越小，即携带信息越多，所占权重也越大。设有m个评价指标，n个评价对象，对原始矩阵进行无量纲化处理后的矩阵记为R=（rij）m×n。对第i个指标的熵定义如下：
当fij=0时，令fij1nfij=0。fij为第i个指标下第j个评价对象占该指标的权重，Hi为第i个指标的熵。
本文选取m=23，n=4。
定义第i个指标的熵后，第i个指标的熵权如下：
1.3.3 组合法（最小相对信息熵）[2]
综合指标的主观权重ω1i和客观权重ω2i得到组合权重ωi，i=1，2，…m，根据最小相对信息熵原理，可定义如下：
得到各指标权重后，对城市空气质量状况进行评价（5年的3组权重结果见表2）。
1.4 城市环境空气质量评价模型
采用组合法所得的各指标权重ωi，以及无量纲化处理后的数据矩阵Rij进行各城市每一年的综合得分，公式如下：
所得结果见表3。
2 结果比较与分析
2.1 环境空气质量综合得分（同一年）
通过数据分析可知，2010年是一个转折点，因此对该年的情况做详细说明。
扬州在社会民生系统层得分最高，因为扬州在2010年的城镇新增就业人数为8.8万人，全市企业职工基本养老保险净增缴费人次为4.4万。而相对较差的徐州于2010年实施棚户区改造。资源利用系统层，南通得分最高，徐州得分最低。南通的能源消耗最低，而徐州的水资源匮乏，用水效率较低。
2.2 环境空气质量变化分析（同一城）
以扬州为例进行分析发现，扬州在社会民生系统层，尤其是A3、A4、A5这三大指标是逐年递增的，说明扬州重视教育及民生问题。而在清洁程度系统层，A9和A11状况呈现逐年好转的态势，说明扬州逐渐重视保护环境。此外，经济发展系统层明显增加指标A18和A20，说明居民生活质量提高且经济建设良好。资源利用系统层中，A21明显下降，A22逐年增加，体现了城市环境空气质量状况。
3 结语
通过本文的分析反馈，提供了评估城市环境空气质量状况的模型，为其他城市的环境建设指明了方向。
参 考 文 献
[1]李美娟，陈国宏，陈衍泰.综合评价中指标标准化方法研究[J].中国管科学，2004（12）：45-48.
[2]吴开亚，金菊良.基于联系数的流域水安全评价模型[J].地理科学，2008，28（6）：754-758.
[3]李帅，魏虹，倪细炉，等.基于层次分析法和熵权法的宁夏城市人居环境质量评价[J].应用生态学报，2004，
25（9）：2700-2708.
[4]Onkal -Engin G，Demir I，Hiz H.Assessment of urban air quality in istanbul using fuzzy synthetic evaluation[J].Atmo-spheric Environment，2004，38（23）：3809-3815.
[5]Wu Ying shu，Liu Xin.Application of fuzzy mathematical comprehensive evaluation for the air quality evaluation in Dazhou[J].Sichuan Environment，2011，
30（5）：63.
[責任编辑：陈泽琦]