基于熵权TOPSIS的海域使用分等方法研究——以浙江省工业用海为例

彭勃 沙敏 王晓慧

（浙江海洋学院经济与管理学院，浙江舟山316022）

基于熵权TOPSIS的海域使用分等方法研究
——以浙江省工业用海为例

彭勃 沙敏 王晓慧

（浙江海洋学院经济与管理学院，浙江舟山316022）

海域等别能够反映海域质量的差异，海域分等是保证海域有偿使用制度顺利实施的关键。本文根据海域的经济和自然等属性及其在社会经济活动中的地位、作用等因素构建了等级评估指标体系，以官方数据为基础并利用信息熵模型量化反映各指标的重要程度，采用TOPSIS法对浙江省沿海县（市、区）工业海域进行聚类分析进而划分等别。结果表明：指标权重随着海洋经济、区域社会的发展不断发生变化；海洋等别和海域质量排序有着紧密联系。［关键词］熵权；TOPSIS法；海域分等；工业用海

随着全球经济一体化化进程的加快，海洋对我国经济秩序和国家安全与发展的影响与日剧增。2007年1月，财政部与国家海洋局联合颁布了不同等别、不同类型用海的海域使用金征收标准，为实施海域有偿使用制度，提高海域开发利用效率提供了科学依据。但是，从整体来看，由于近年来沿海县（市、区）的经济社会发展水平以及海域自然条件等因素变化较大，导致现行海域等别的高低难以反映海域质量的优劣程度，使得海域使用金的征收标准与海域的质量等别不能保持一致，不仅降低海域使用的综合效益，而且也贻误海域开发的有利时机。对中国沿海县（市、区）的海域重新进行等别划分，使海域使用金征收标准与海域等别保持一致，促进海域资源合理配置，亟待探索与实践。

国内专家、学者随之从不同角度对海域分等进行了探讨，研究成果主要集中在指标体系和评价方法两个领域。大部分学者根据海域的特点，选取包括自然、区位、社会、经济、环境等因素，重点考虑社会经济的综合发展程度，设计海域等级评估指标体系；也有学者认为应以海域的区位因素以及稀缺性为核心构建指标体系。海域分等定级是一项影响因素多、技术难度大的课题，目前国内外均欠缺成熟的评价方法，现阶段国内海域分等主要采用多因素综合评定法，而且由于分等评价指标难以全部用量化数据表示，国内研究大多采用特尔菲测定法、层次分析法或因素成对比较法等主观赋权法确定各种因素对海域级别的影响程度，造成目前划分的海域等别不够科学，随意性较大。由此可见，国内研究无论在分等方法上还是在指标构建基础理论上都不够全面、系统，尚未摆脱传统的陆地思维模式、形成富有海域特色的研究思路和方法，部分研究即使结论有所创新，也常常缺乏前瞻性理论和科学的研究工具支撑。对此，本文采用基于信息熵赋权的多目标决策TOPSIS法，对沿海县（市、区）海域进行聚类分析进而划分等级，使海域使用金的征收标准与海域的等别保持一致，并填补海域分等客观评价方法研究的不足。

一、TOPSIS法概述

TOPSIS法称为偏好顺序评估法，该法是多目标决策分析中较为常用的方法。其基本原理是基于归一化后的原始数据矩阵，找出经济增长指标的最劣方案和最优方案（分别用最劣向量和最优向量表示），根据有限

（五）计算相关贴近度

相对贴近度反映了评价指标趋近正理想解或趋远负理想解的程度δi

δi越大，方案越优；反之亦然。对所有δi（i=1，2，…，m）进行排序便可确定最优海域。

（六）依据相关贴近度进行聚类分析并划分海域等别

本文采取数轴法对各海域评价指标综合分值进行聚类分析。通过将各单元综合分值标绘在数轴上，根据反映在数轴上数据实际的聚合程度，选择合适的分等界限，将海域分成若干等别。

三、实证分析

（一）实例概述

浙江是海洋大省，下辖30个沿海县（市、区），海域面积26万平方公里，海岸线长达6486公里，占全国总长度的20.3%，居全国第1位。为更好地说明运用信息熵赋权TOPSIS模型划分海域等级的科学性及可行性，本文以浙江省19个沿海县（市、区）工业用海海域为研究样本，旨在定量化评估海域等级。财政部、国家海洋局2007年颁布的浙江省沿海县（市、区）工业用海海域等别。使用金征收标准如表1所示。

表1 浙江省19个沿海县（市、区）工业用海海域等别及使用金征收标准

（二）评价指标体系的确定

影响海域价值的因素很多，涉及自然、经济、人文社会等方面，但不同因素对海域施加的影响各不相同。一般认为社会和经济对海洋工业发展的影响始终是第一位的，地区经济在涉海工业的倾斜强度会进一步刺激海洋经济的发展。海洋经济发展的规模和速度决定于社会对海洋经济的投资和海洋经济的需量。［5］在选择指标时需要注重现有的海洋经济结构和发展水平，也要考虑沿海陆地区域发展水平。而且更要充分认识到环境对工业用海的影响日益加强，资源的质量好坏直接影响海域开发的潜力。本文在参考浙江省19个县（市、区）的海洋经济数据和临海地区社会经济数据的基础上，突出与工业用海相关性最强的四个影响因素，涉及海洋经济发达程度、区域经济发展状况、区域社会发展水平以及资源环境条件。最后依据客观性、独立性、系统化、易量化等原则，确立了海域分等评价指标体系。如图1所示。

图1 工业用海等别评价体系

（三）数据来源

本文数据主要来源于以下2个方面：1.相关统计年鉴，包括浙江19个县（市.区）统计年鉴、《中国海洋年鉴》、《中国海洋统计年鉴》和各地区海事部门的统计资料。2.相关的规划区划资料，包括社会经济规划，海洋功能区规划，不同用海类型规划等。

（四）计算过程

采用上文所述的信息熵的TOPSIS模型的评价方法，通过计算得出各评价区域指标值，按照指标值进行排序。

1.标准化矩阵的构建与无量纲化处理

在公式（1）的基础上，将收集的分等数据进行标准化矩阵构建，同时按照公式（2）进行无量纲化处理。

2.确定指标权重

根据公式（3）、公式（4）、公式（5）计算变异度和熵权W，计算出的各指标权重结果如表2所示。

表2 海域分等评价指标权重

续上表

3.模型计算及排序

按照公式（6）、公式（7）得出四个评价因素的正负理想解值，并分别计算各评价海域的评价向量到正理想解的距离和到负理想解的距离。最后加权赋值利用公式（10）计算贴近度，用接近度表示各评价单位的综合状态。各地区海域综合评价值排列如表3所示。

表3 浙江19个县（市、区）计算结果

（五）海域等别划分

将浙江省19个沿海县市海域的综合评价值标注在数轴上，根据数据实际聚合程度大小使用数轴法进行聚类分析。海域设为5个等别（Ⅱ级-Ⅵ级），以0.1，0.2，…0.6等点作为分等阀值。海域综合评价值越高，海域等别就越高。具体等别划分归类如表3所示。

图2 海域分等频率分布图

四、海域等别时空演变机理分析

（一）熵权TOPSIS法的海域等别划分与标准文本对比

从表4可以看出浙江省19个临海县（市、区）海域等别在过去的8年后发生了变化。递进一个等别的地区有椒江区、路桥区、玉环县、乐清市、洞头县、宁海县、象山县、苍南县；递进二个等别的地区有平湖市、嵊泗县、普陀区、临海市；等别未发生变化的有定海区、温岭市、瑞安市、平阳县；岱山县海域等别最大，由五等进入一等，递进四个等别。另外也存在降低一个等别的地区为龙湾区。

表4 2007年浙江19个沿海县（市、区）海域分等标准与最新分等结果对比表

（二）海域等别时空变化的内在原因分析

时空变化的机理是指事物随时间和空间变化所遵循的内在逻辑和规律。海域等别的时空变化是该地区社会、经济、环境等诸多因素综合表现。我们从评价指标体系角度出发结合等别变化的典型地区分析海域等别的变化内在动因。

两张等别表变化反映浙江省沿海县（市、区）绝大多数海域的价值评价得到了提升，这在一定程度上表明浙江省2007年以后海洋产业经济发展有明显的进步。据了解到2010年浙江经济的年均增长率达到6.5%，高于全国3个百分点，特别是我国“十二五”规划提出了“发展海洋经济”的战略部署后，浙江更是加快了发展海洋产业建设的步伐，提出港航强省的战略需求。目前来看浙江的海洋发展思路已具有全局性的设计，力图构建完备的海洋工业体系。在这背后浙江各个县市做了很多努力，包括加强基础设施和交通设施建设、建设国际港航产业、引进海洋新兴产业、保护海洋和海岸滩涂资源、拓展国际市场等。这些举措极大地促进了浙江海洋资源的开发利用程度，使得浙江海域资源利用得到优化，深刻地改变和提升了浙江诸海域的使用价值。

同时我们也应当注意到在浙江海洋产业整体进步的同时，存在的南北分化、“北强南弱”的局面。从地图上来看宁波象山县以南的地区海域等别变化只递进一等，以北地区变化达到二等以上，这一现象表明浙江海洋经济的产业重心在舟山宁波地区。我们认为该现象产生受到下述几个因素的影响。其一，浙江以北地区是浙江港口资源、海岛资源以及生态环境最佳的地区，发展潜力巨大。其二，区位条件优越，这些地区地处长三角经济发展核心地带，经济基础雄厚，基础设施完善，人力物力资源丰富，受上海的辐射影响最深刻。另外不可忽视的还有国家层面政策的支持，譬如国务院批准舟山群岛新区和自贸区建设、丝绸之路战略的提出等。浙江沿海地区发展上的差异从侧面印证了我们所做的海域等别的划定与区域发展的现状具有一致性。最后尽管岱山县海域等别的变动最大，但也在意料之中。岱山县是浙江北部地区发展与长三角经济带互动最好的反映。

五、结论与讨论

本文以海域等别评价指标体系为基础，采用熵权TPOSIS法计算欧式距离，并通过数轴法对浙江沿海19个县（市、区）海域进行分等，得到以下三点认识:

第一，由于海域分等指标以及其权重是随着沿海县（市、区）经济社会环境的发展逐年变化的，现有的2007年海域等别标准已过时，不能动态地反映海域的价值的变化。随着我国海洋开发速度的加快，海洋利用方式进一步多元化，用海水平和深度得到提升，对海域价值的认识也得到深化，导致评价指标需要重新构建，相应的指标数据和权重需要重新计算。因此海域的等别划定应当在一定期间之后重新进行评价，这段期间设定3—5年较为合理。该期间的选择一方面是3—5年时间区域的发展会发生明显的变化；另一方面也是能够与海洋功能区划和经济的五年一个规划相衔接，使得海域等别调整能够符合社会经济发展的需要。

第二，熵权TOPSIS法在海域分等方面较其他方法具有优越性。本文在海域分等上引入熵权TOPSIS法，其立足点在于尽可能的克服其它方法在使用过程中存在的主观随意，通过对数据的分析处理，实现对不同海域价值的最优评价。同样条件下使用多因素评定法不能较好解决权重和系统目标整体决策的问题。由于熵权TOPSIS法在海域分等领域的研究中还未有过更多的涉及，借鉴这一方法在其他领域的成熟运用能给我们海域分等研究提供新的思路。运用TOPSIS法构建的数学模型特别是在解决多项目选择问题表现出更加高效、便捷性特性，对于解决海域分等复杂大数据的处理有极大的帮助作用。

第三，熵权TOPSIS法确定海域等别仅依赖于观测数据而非主观，可以避免一些非系统因素的影响，适用于海洋经济、区域经济社会发展水平较高，海域分等评价指标数据通过官方渠道可获取的沿海县（市、区）。同时也必须指出，虽然熵权TOPSIS法没有在数据处理过程中剔除指标，但其可靠性在很大程度上依赖于所构造的海域分等指标体系，当个别指标对海域质量无重大影响，然而其波动幅度较大，可能造成其权重偏大，进而扭曲重要指标的权重，使得多个指标的影响程度与权重悖离。令人欣慰的是，部分学者已尝试解决这一问题。如赵玲萍等采用层次分析法和熵值法相结合的组合赋权技术确定评价指标的权重；［6］陶书金借助最小平方法和熵权的原理赋权。［7］不过，这些组合赋权方法目前还处于理论研究阶段，推广应用于海域质量综合评价还需做进一步探索。

［1］周永广，温俊杰，陈鼎文.基于信息熵权TOPSIS法的步行商业街业态竞争力及布局研究——以杭州市两条步行商业街为实证案例［J］.浙江大学学报：理学版，2012，39（6）:725-731.

［2］蔡立亚.基于熵组合权改进TOPSIS法的供应商选择研究［D］.保定:华北电力大学，2009.

［3］刘晓峰，远亚丽.基于改进TOPSIS法的第三方物流供应商选择［J］.物流科技，2011，（3）:102-105.

［4］林云，谢敏，黄波等.TOPSIS定权的FCE法在物流供应商选择中的应用［J］.计算机应用研究，2012，29（5）:1806-1808.

［5］于青松，齐连明.海域评估理论研究［M］.北京:海洋出版社，2006.

［6］赵玲萍，张凤娥，董良飞，等.改进的熵权TOPSIS模型在农村生活污水处理优选中的应用［J］.节水灌溉，2013，（12）:52-58.

［7］陶书金.基于组合赋权——TOPSIS法的房地产投资决策模型的应用研究［D］.重庆:重庆大学，2013.The Method Study of Gradation on the Sea Area Use Based on Entropy Weight and TOPSIS——An Example of the Industrial Sea of Zhejiang Province

PENG Bo SHA Min WANG Xiaohui
（School of Economic and Management，Zhejiang Ocean University，Zhoushan 316022，China）

The gradation ofmaritime space reflects the differences in the quality of the seawater quality.It is the key to ensure the smooth implementation of the grading system of paid use of sea area.According to marine economy and natural attributes and its position in the social economic activities，the index system of grade evaluation was established.Meanwhile，the paper was reflected the importance of every index by using the official data and information entropy models.All of these were better to help the cluster analysis and fraction of gradation ratingwith the TOPSISmethod in the industrial sea of coastal area of Zhejiang Province.The results showed that with the development and change of the marine economy and the regional society，the gradation ofmaritime space has close relationship with the sorting of the quality of the seawater quality.

entropy weight；TOPSIS；the grading ofmaritime space；the industrial sea

P74

A

1008-8318（2015）09-0007-07

2015-06-10

浙江省社科基金项目“浙江省海域持续开发能力评价模型构建及均衡管控机制研究”（编号：15NDJC179YB）阶段性成果；浙江省海洋与渔业局海域海岛管理利用项目“浙江省海域等别分类确定研究”（编号：2013149）阶段性成果。

彭勃（1966-），男，吉林人，教授，研究方向：港口物流管理；沙敏（1990-），男，江苏泰州人，农村与区域发展领域2014级硕士研究生。