基于层次分析法的河南省郑汴洛人居环境评价

范慧平， 文 倩， 宋文博

(河南农业大学资源与环境学院，河南 郑州 450002)

基于层次分析法的河南省郑汴洛人居环境评价

范慧平， 文 倩， 宋文博

(河南农业大学资源与环境学院，河南 郑州 450002)

本研究采用层次分析法，对河南省郑州、开封、洛阳2002—2011年人居环境状况进行了评价分析.结果表明：研究期内郑州、开封、洛阳人居环境总体呈上升趋势，人居环境指数为郑州〉洛阳〉开封；郑州市人居环境指数始终高于洛阳和开封，2011年达到1.561，社会经济环境尤其是人均GDP明显较高，但仍存在人均城市道路减少和其他基础设施不足等问题；2011年洛阳市人居环境指数为0.571，主要制约因素是城市绿化覆盖率和燃气普及率；开封市人居环境建设长期落后于郑州和洛阳，2011年人居环境指数仅为0.303，这与社会经济发展水平尤其是人均GDP有关，研究期内生态环境逐渐改善并超过洛阳，污水处理率大幅提高.

人居环境；层次分析法；郑州市；开封市；洛阳市

人居环境是人口、社会、资源、环境相互作用形成的综合体，是人类生存、发展的基础，也是衡量社会发展水平的重要标志[1].随着中国城市化的快速发展，城市人口急剧增长，交通拥堵、环境污染等人居环境质量问题日渐突出，已引起学术界广泛关注[2, 3].目前国内人居环境研究主要集中在以城市为单位的人居环境评价指标体系和评价方法方面.李明[4]在国内首次将BP神经网络融入人居环境评价研究，分类评价35个主要城市的人居环境质量.秦永东等[5]采用熵值法确定指标权重，对徐州市人居环境进行评价分析，并提出优化建议.封志明等[6]采用GIS技术，选取评价因子，定量评价中国不同地区人居环境自然适宜性，揭示了中国人居环境的地域特征和自然格局.李馨等[7]应用因子分析法研究得出经济发展水平是影响黄河流域18个县城人居环境的核心因子.丛艳国等[8]采用问卷调查的方法，将主观满意度与客观评价相结合，从主、客观角度分别对广州市人居环境做出评价，揭示建设与居民满意度耦合趋势.刘立涛等[9]基于人地关系建立指标体系，采用因子分析法和Arcgis空间分析，对澜沧江流域56个县区的总体人居环境时空变化进行实证研究，结果表明，该区域10 a间人居环境逐渐恶化，经济因素取代了基础设施的重要性，提出完善基础设施和发展经济、提升第三产业比重的建议.李雪铭等[10]采用引力场理论构建满意度指标体系和势能模型，揭示大连市人居环境引力势能空间分异并分析其原因.以上可以看出，现有研究主要集中于单目标的纵向比较而缺乏多目标的横向分析.郑州(简称“郑”)、开封(简称“汴”)和洛阳(简称“洛”)是河南省辖市和中心城市，其人居环境水平对河南经济发展和人居质量具有重要影响和示范作用.本研究通过对郑汴洛人居环境质量的定量评价与横向分析，为改善人居条件、提高城市规划科学性、建设宜居河南等提供参考与借鉴.

1 研究区概况与研究方法

1.1研究区域概况

郑州市为河南省省会，市区面积1 010.3 km2，属北温带大陆性季风气候，年均降水量640.9 mm；2012年市区总人口502万人、国内生产总值5 549.8亿元.开封市位于河南省东部，市区面积546 km2，年均降水量627.5 mm，2012年市区人口86万，国内生产总值达到1 072.42亿元.洛阳市位于河南省西部，市区面积694 km2，年均降水量630 mm；2012年市区总人口191.84万，国内生产总值3 001.1亿元.

1.2研究方法

本研究运用层次分析法(AHP)和特尔斐法对郑州、开封、洛阳人居环境进行定量评价研究.首先构建科学合理的评价指标体系并搜集相关数据，采用Z-score标准化法对原始数据进行标准化，将指标数据C的原始值x使用Z-score标准化到x′.

(1)

逆向指标首先求导，再按照公式(1)进行标准化.然后构造判断矩阵、计算特征向量和最大特征根λ，并进行一致性检验，将CI(一致性指标)与RI(平均随机一致性指标)进行比较，1或2阶判断矩阵总是具有完全一致性的，对于2阶以上的判断矩阵，只有当CI/RI<0.1时，才具有令人满意的一致性，否则就需要调整判断矩阵后得到各级评价指标权重[11].

(2)

最后通过线性加权求和，分别以标准化值和相应权重相乘得到各指标得分，最终得到人居环境评价综合得分.

(3)

式中：d为人居环境综合得分，wi，di分别为下一层指标i的评价值及其对应的权重.

2 指标体系构建及数据来源

2.1指标权重

科学合理的城市人居环境评价指标体系应包括自然环境、社会环境、政治环境、文化环境、居住环境和城市整体形象等方面，其构成对城市人居环境评价结果的准确性具有重要作用.指标选取应遵循全面性原则、可操作性原则、层次性原则、以人为本的原则、稳定性与动态性原则、相对独立性原则和区域性原则[12].本研究基于人居环境的内涵，结合研究区特点，构建了郑州、开封、洛阳人居环境评价综合指标体系及权重表(表1)，经检验判断矩阵均满足一致性检验.体系共包括3级指标，1级指标(目标层A)下设4个2级指标(准则层B)、13个3级指标(指标层C)，分别从社会经济、居住生活、生态环境、公共服务和基础设施等4个方面14项指标对城市人居环境质量进行评价.

表1 郑开洛城市人居环境质量评价指标体系构成及权重Table 1 The index system and their weight of Human settlement for Zhengzhou， Kaifeng and Luoyang

2.2数据来源

研究所用数据来源于2002—2012年的《河南统计年鉴》、《郑州统计年鉴》、《洛阳统计年鉴》和《开封统计年鉴》.

3 结果与分析

3.1城市人居环境综合得分

2002—2011年郑州、洛阳、开封城市人居环境综合指数(HSDI)见表2.郑州人居环境质量远高于洛阳和开封，开封最低，洛阳处于中间水平.2011年3个城市人居环境综合指数较2002年均显著增加，人居环境水平整体上升，其中郑州市改善最多，2011年人居环境指数达到1.561，开封市人居环境最差，但其改善幅度高于洛阳.

2002—2011年郑州市人居环境指数始终接近或高于平均水平，其中2002—2007年缓慢上升，2008、2010年人居环境指数较上年下降.开封市2002—2011年人居环境水平始终较低且增加缓慢，2010年人居环境指数为历史最高，但也仅有0.415，与郑州差距很大且波动频繁.洛阳市2002—2011年人居环境处于中间水平并呈总体改善趋势，其中2002—2008年人居环境指数低于平均水平，2004年最低仅为-0.700.2011年洛阳市人均GDP比2002年增加了4.8倍，分别高于同期郑州市的3.9倍和开封市的4倍，经济发展较快.但2002—2011年洛阳市城市建成区绿化覆盖率持续递减，生态环境的总体状况也无明显提高.

表2 2002—2011年郑州、开封、洛阳人居环境综合得分Table 2 Composite scores of Human settlements during 2002—2011

3.2城市人居环境分析

郑州市人居环境质量远高于洛阳和开封，其原因与郑州市社会经济发展水平高、公共服务和基础设施较好有关(表3).2002—2011年郑州市各项指标指数呈总体增长、局部起伏态势，其中人均GDP(C1)10 a内增加了4倍，增长最为明显；每万人拥有医院床位数(C12)与人居环境整体趋势一致.说明郑州市在注重经济建设的同时，大力发展医疗卫生和社会福利事业.但三产比重不合理、城市道路和绿化滞后于人口增长，导致生态环境变差、城市居住条件恶化，市政道路建设滞后、交通拥挤，城市人均拥有道路面积由10.53 m2·人-1(2007年)降低到6.32 m2人-1(2010年).此外，公共服务和基础设施建设仍需加强.

表3 2002—2011年郑州市人居环境评价指标层得分Table 3 Scores of index hierarchy of Human settlements evaluation for Zhengzhou 2002—2011

2002—2011年开封市人居环境总体上升，人均GDP、城市人均住房建筑面积、城市人均道路面积、每万人拥有医院床位数、燃气普及率等普遍提升(表4).但与郑州市相比人居环境改善缓慢，部分指标还有降低，如2004年科教文卫事业固投比重较2003年下降17%,2006年燃气普及率比2005年降低了23%,并且城镇居民恩格尔系数、城镇登记失业率、生态环境指数波动较大,2011年人居环境变差的原因是人均住房建筑面积和城市污水处理率下降.总体上，开封市各项指标与郑州市都存在显著差距，急需加强对社会经济、生态环境、居住条件、公共服务与基础设施的投入和管理.

2002—2011年洛阳市人居环境水平前期较低,后期上升(表5).人均GDP、城市人均住房建筑面积、城市人均拥有道路面积、城市污水处理率、每万人拥有医院床位数等有所增加,但第三产业产值占GDP比重、城镇登记失业率、城市建成区绿化覆盖率、燃气普及率下降.说明10年内洛阳市经济和居住生活条件、医疗卫生水平不断提高，人居环境质量显著好转,但城市建成区绿化覆盖率、产业结构、燃气普及率仍有待改善.

4 结论与讨论

研究结果表明，2002—2011年郑州人居环境水平最高、洛阳次之、开封最低，2011年郑州、洛阳、开封人居环境指数分别为1.561，0.571和0.303；研究期内郑州市人居环境指数增幅最大，社会经济条件最优；开封市社会经济发展指数和生态环境指数整体滞后;洛阳市居住条件、公共服务与基础设施条件较差.由此可见，目前决定城市人居环境质量的主要因素仍是经济发展水平、产业结构、就业、社会保障和基础设施条件.

表4 2002—2011年开封市人居环境评价指标层得分Table 4 Scores of index hierarchy of Human settlements evaluation for Kaifeng 2002—2011

表5 2002—2011年洛阳市人居环境评价指标层得分Table 5 Scores of index hierarchy of Human settlements evaluation for Luoyang 2002—2011

研究期内郑州、洛阳、开封人居环境皆呈增长趋势.其中郑州市始终高于平均水平，且从2008年起人居环境大幅提升.郑州市应加大市政公共设施建设，使人居环境建设与人口增长同步，同时推进产业结构优化升级、促进经济增长方式转变.开封市人居环境指数水平低、发展慢并且波动大，今后应加大科教投入、促进经济发展、以旅游业为切入点解决居民就业，加快保障性住房建设.洛阳市人居环境长期处于中间水平，但改善幅度最小；应注重城市规划的合理性，加强生态环境、卫生医疗和城市交通运输的管理和投入，并完善城市水、电、气和热供应系统.

[1] 张文忠, 谌 丽, 杨翌朝. 人居环境演变进展研究[J]. 地理科学进展, 2013, 32(5): 710-721.

[2] 祁新华, 程 煜, 陈 烈, 等. 国外人居环境研究回顾与展望[J]. 世界地理研究, 2007, 16(2): 17-24.

[3] 吴良镛. 人居环境科学导论[M]. 北京:中国建筑工业出版社, 2001.

[4] 李 明, 李雪铭. 基于遗传算法改进的BP神经网络在我国主要城市人居环境质量评价中的应用[J]. 经济地理, 2007, 27(1): 99-103.

[5] 秦永东, 欧向军, 甄 峰. 基于熵值法的人居环境质量评价研究——以徐州市为例[J]. 城市问题, 2008(10): 19-24.

[6] 封志明, 唐 焰, 杨艳昭, 等. 基于GIS的中国人居环境指数模型的建立与应用[J]. 地理学报, 2008, 63(12): 1327-1336.

[7] 刘立涛, 沈 镭, 高天明, 等. 基于人地关系的澜沧江流域人居环境评价研究[J]. 资源科学, 2012,34(7): 1192-1199.

[8] 李 馨, 李旭祥, 王 婷, 等.基于因子分析的黄河流域人居环境评价[J]. 环境科学与技术, 2010, 32(6): 189-195.

[9] 丛艳国, 夏 斌, 章家恩. 城市尺度人居环境的主客观综合评价——以广州市为例[J]. 热带地理, 2010, 30(3): 183-187.

[10] 李雪铭, 张建丽, 杨 俊, 等. 社区人居环境吸引力研究——以大连市为例[J]. 地理研究, 2012, 31(7): 1199-1208.

[11] 徐建华, 现代地理学中的数学方法[M]. 北京：高等教育出版社, 2002: 23-26.

[12] 刘 颂, 滨 谊. 城市人居环境可持续发展评价指标体系研究[J]. 城市规划汇刊, 1999(5): 14, 35-37.

(责任编辑：朱秀英)

StudyonHumansettlementsevaluationinZhengzhou,KaifengandLuoyang

FAN Hui-ping, WEN Qian, SONG Wen-bo

(College of Resources and Environment, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China)

This paper evaluated and analyzed the Human settlements of Zhengzhou, Kaifeng and Luoyang in Henan province from 2002 to 2011 with the Analytical Hierarchy Process (AHP). Results of this study showed that: the quality of Human settlements in Zhengzhou, Kaifeng and Luoyang was generally on the rise， indexes of Human settlements in Zhengzhou were higher than that in Luoyang and Kaifeng; During the study period, the Human settlements indexes of Zhengzhou were always higher than that of Luoyang and Kaifeng and rising to 1.561 in 2011, and the social and economic environment indexes in Zhengzhou was the most superior especially the per capita GDP and the proportion of the output value of tertiary industry. But lack of per capita proportion of urban roads and other infrastructure still exists. Human settlements index of Luoyang was 0.571 in 2011, and urban green coverage rates and gas penetration rates were the main limiting factors. Overall, constructions of Human settlements in Kaifeng was lagging behind Zhengzhou and Luoyang for a long time and the index in 2011 was just 0.303, because of the restriction of social and economic development level, especially the per capita GDP. However during the study period, the ecological environment indexes of Kaifeng gradually improved and surpassed that of Luoyang, and the rate of sewage treatment had been significantly improved.

Human settlements; AHP; Zhengzhou; Kaifeng; Luoyang

X 820

：A

2013-12-18

国家自然科学基金资助项目(40901120)

范慧平，1989年生，女，河南夏邑人，硕士研究生，研究方向为土地规划与可持续发展.

文 倩，1974年生，女，辽宁本溪人，副教授，硕士生导师.

1000-2340(2014)05-0643-05