控制与决策  2020, Vol. 35 Issue (11): 2619-2625  
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费巍, 余高锋, 李登峰. 乡村旅游开发适宜性等级评价TOPSIS方法[J]. 控制与决策, 2020, 35(11): 2619-2625.
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FEI Wei, YU Gao-feng, LI Deng-feng. TOPSIS method of suitability grade assessment for rural tourism development[J]. Control and Decision, 2020, 35(11): 2619-2625. DOI: 10.13195/j.kzyjc.2018.1565.
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基金项目

国家自然科学基金重点项目(71231003)

作者简介

费巍(1965-), 女, 副教授, 博士, 从事文化遗产保护与传承、旅游及城乡规划等研究, E-mail: feiwei@fzu.edu.com;
余高锋(1986-), 男, 讲师, 博士生, 从事模糊决策与对策的研究, E-mail: yugaofeng666@163.com;
李登峰(1965-), 男, 教授, 博士生导师, 从事模糊决策与对策等研究, E-mail: lidengfeng@fzu.edu.cn

通讯作者

李登峰, E-mail: lidengfeng@fzu.edu.cn

文章历史

收稿日期:2018-11-14
修回日期:2019-01-19
乡村旅游开发适宜性等级评价TOPSIS方法
费巍 1, 余高锋 2, 李登峰 2     
1. 福州大学 建筑学院,福州 350108;
2. 福州大学 经济与管理学院,福州 350108
摘要:针对乡村旅游开发适宜性等级评价问题, 提出基于TOPSIS的等级评价模糊综合方法.首先, 描述乡村旅游开发适宜性等级评价问题, 构建乡村旅游开发适宜性评价指标体系及其等级划分标准; 其次, 构造基于等级划分的等级隶属函数, 确定评价指标权重, 进而提出计算各待开发乡村旅游地(方案)隶属于不同等级的贴近度; 然后, 计算其级别特征值, 运用二元语义方法确定乡村旅游开发适宜性等级及其排序; 最后, 利用实例对文中模型与方法进行分析、说明.结果表明, 所提出的等级评价TOPSIS模型与方法充分反映了等级评价概念的本质要求和特征, 可有效克服常用的线性加权平均等级评价方法和最大隶属度原则的不足, 不仅使得等级评定结果更加合理、可靠, 而且能够区分相同等级时的差异程度, 可为乡村旅游开发适宜性等级评价提供一种定量计算与定性分析相结合的新方法, 创新发展多属性决策TOPSIS方法.
关键词乡村旅游开发    适宜性评价    综合评价    二元语义    
TOPSIS method of suitability grade assessment for rural tourism development
FEI Wei 1, YU Gao-feng 2, LI Deng-feng 2     
1. School of Architecture, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China;
2. School of Economics and Management, Fuzhou University, Fuzhou 350108, China
Abstract: Aiming at the suitability grade assessment problem for rural tourism development, an assessment method based on TOPSIS is proposed. Firstly, the suitability grade assessment problem for rural tourism development is described, and the index system and grade division of rural tourism development are proposed. Then, the membership functions based on grade division are constructed and the weights of indexes are computed. Furthermore, the closeness degree of each scheme on different levels based on the TOPSIS are calculated. Computing their grade characteristic values, the suitability grades of rural tourism destinations are determined by using two-tuple semantic method. Finally, a rural tourism destination is taken as an example and the analysis results are also given. It is shown that the proposed TOPSIS model and method can sufficiency reflect the essential requirements and characteristics of the concept of grade evaluation and efficiently overcome the issues resulted from the commonly-used linear weighted average grade evaluation method and maximum membership degree principle. The proposed method not only makes the results more rational and reliable but also can distinguish the difference of the identical grades. It can provide a new method of quantitative computation and qualitative analysis for the suitability assessment of rural tourism development and generalizes the TOPSIS in multiattribue decision making.
Keywords: rural tourism development    suitability assessment    comprehensive evaluation    two-tuple semantic    
0 引言

近年来, 中国乡村旅游产业得到了快速发展, 在富民、扶贫、促民生等方面做出了巨大贡献, 已经成为建设社会主义新农村及有效解决“三农”问题的有力推手, 乡村旅游仍是农村振兴战略的催化剂.乡村旅游开发适宜性评价指在进行旅游开发之前, 对待开发乡村旅游地适宜开发利用程度的分析与评价.有关这一方面的研究, 国内外相对较少.文献[1-3]从成本效益视角, 分析了乡村旅游开发的可行性和适宜性; 文献[4]对古村镇旅游开发效果相关问题进行研究, 认为古村镇旅游开发利大于弊, 且需考虑其经济可行性; 文献[5]采用Delphi法与AHP法, 对乡村旅游资源开发适宜性进行了评价; 文献[6]提出了旅游地生态效率测度的SBM-DEA分析方法, 为乡村旅游资源开发提供了参考; 另外, 文献[7-10]分别开展了乡村能源消费模式转型与综合效益评估、乡村旅游目的地乡村性非使用价值评估、生态旅游资源非使用性价值评估和青岛滨海游憩资源价值评估等方面研究; 文献[11]提出了基于邦费罗尼平均数和模糊集的餐馆决策支持系统; 文献[12]构建了生态文明视角下的旅游评估体系, 利用内蒙古区域旅游进行实证分析.

上述研究推动了乡村旅游开发适宜性评价工作的开展, 取得了一定效果, 但也存在许多不足, 比如:定性分析多定量研究较少, 缺乏系统深入的系列化研究成果, 评价方法主要采用综合排序的方法(尤其绝大多数是层次分析法), 缺乏对模型与方法的深层次运用, 从而很难保证评价结果的正确性和客观性等.为此, 不同于现有的综合排序方法, 本文从等级评价的概念出发, 构建乡村旅游开发适宜性等级评价指标体系及其等级划分标准, 着重提出乡村旅游开发适应性等级评价TOPSIS方法, 为乡村旅游地旅游开发管理决策提供方法支持与参考依据.

1 乡村旅游开发适宜性等级评价问题

乡村旅游开发适宜性等级评价涉及众多因素(即指标).借鉴文献[7]的研究成果, 构建一个具有3层递阶结构的乡村旅游开发适宜性等级评价指标体系.其中: oijl表示第1层评价指标Oi(i=1, 2, …, I)下第2层评价指标Oij(j=1, 2, …, Ji)的第3层第l(l=1, 2, …, Lij)个评价指标.这里: I=4, J1=J3=J4=2, J2=3, L11=7, L12=5, L21=3, L22=4, L23=2, L31=5, L32=4, L41=L42=3.

ek(k=1, 2, …, h)表示乡村旅游开发适宜性评价的第k个等级, 且规定ek>ek+1, 即乡村旅游开发适宜性的第k个等级较第k+1个等级ek+1好.此处, 将乡村旅游开发适宜性评价等级划分为5个级别, 即h=5.其中: e1表示“很适宜开发”、e2表示“适宜开发”、e3表示“基本适宜开发”、e4表示“不适宜开发”、e5表示“很不适宜开发”.进一步, 确定各项评价指标等级划分标准和乡村旅游开发适宜性等级评价标准, 如表 1所示.其中: aijlk表示第1层评价指标Oi下第2层评价指标Oij的第3层第l个评价指标Oijl隶属于旅游开发适宜性等级ek(k=1, 2, …, 5)的基准值(可以是数值或语言值).

表 1 乡村旅游开发适宜性等级评价指标及其等级划分标准
2 乡村旅游开发适宜性等级评价TOPSIS方法及其步骤

针对多指标等级综合评价的内涵和特征, 围绕乡村旅游开发适宜性等级评价问题的要求, 提出乡村旅游开发适宜性等级评价方法, 主要原理与步骤如下.

step 1:定性评价指标等级隶属函数的确定.对于定性等级评价指标, 根据乡村旅游开发适宜性等级评价的特点和要求, 乡村旅游地At(t=1, 2, …, N)关于第3层定性评价指标Oijl值的等级隶属函数μtijlk可定义为

(1)

式(1)同样也适用于第2层定性评价指标值的等级隶属函数的确定.

step 2:定量评价指标等级隶属函数的确定.用ytijl表示乡村旅游地At(t=1, 2, …, N)关于第3层定量等级评价指标Oijl值.对于效益型等级评价指标Oijl, At关于值Oijl的等级隶属函数μtijlk选取为

(2)
(3)
(4)
(5)
(6)

其中: aijlk表示Oijl值隶属于等级ek的基准值, 如表 1所示, 这里h=5.

类似地, 对于成本型定量评价指标Oijl, 乡村旅游地At(t=1, 2, …, N)关于值Oijl的等级隶属函数μtijlk可选取为

(7)
(8)
(9)
(10)
(11)

特殊地, 当定量评价指标的等级基准值为同一数值或同一区间值时, 乡村旅游地At关于定量评价指标值Oijl的等级隶属函数μtijlk可选取为

(12)

step 3:各等级评价指标权重的确定.对于第1层等级评价指标Oi(i=1, 2, …, I), 利用有序链式比值法[13], 首先确定第1层等级评价指标Oi(i=1, 2, …, I)的一致性定性排序, 不妨假设为O1O2≻ …≻ OI-1OI; 其次, 让乡村旅游评审专家或旅游管理者等给出两两评价指标Oi-1Oi的重要性判断及其理性比值ωi-1/ωi, 即

其中ρi≥ 1.于是, 由上述递推关系式可得

(13)

由此可以计算得到第1层等级评价指标Oi(i=1, 2, …, I)的权重wij.

类似地, 可以计算得到第2层等级评价指标Oij(i=1, 2, …, Ji)的权重和第3层等级评价指标Oijl(l=1, 2, …, Lij)的权重wijl.

step 4:计算乡村旅游地关于第2层评价指标值隶属于各等级的贴近度.根据多指标等级综合评价的特点, 选择第3层评价指标Oijl的基准值等级隶属度关于等级ek的正理想点μijk+=(1)ij×1和负理想点μijk-=(0)ij× 1作为参考点, 受TOPSIS思想的启发[14], 计算乡村旅游地At(t=1, 2, …, N)关于第2层评价指标Oijl值隶属于等级ek的贴近度

(14)

其中: Dtijk+Dtijk-分别是At关于第2层评价指标Oij值隶属于等级ek的隶属度向量与正理想点μijk+、负理想点μijk-的闵可夫斯基(Minkowski)距离, 即

其中: p>0是距离参数; p=1时, 上述距离是海明(Hamming)距离; p=2时, 上述距离是欧氏距离; p→∞时, 上述距离是切比雪夫(Chebyshev)距离.

对式(14)的贴近度做规范化处理, 可得At关于第2层评价指标Oij值隶属于等级ek的规范化贴近度(简称为等级隶属度)

于是, 可得乡村旅游地At关于第2层评价指标Oij值隶属于所有等级ek的等级隶属度向量utij=(utij1, utij2, ..., utijh), 进而可得At关于第1层评价指标Oi下第2层所有评价指标的等级隶属度矩阵 =(utijk)Ji× h.

为了叙述一致与方便, 仍将矩阵记为矩阵μti.

step 5:计算乡村旅游地关于第1层评价指标值隶属于各等级的贴近度.选择第1层评价指标Oi的基准值等级隶属度关于等级ek的正理想点μik+=(1)Ji×1和负理想点μik-=(0)Ji×1作为参考点, 计算乡村旅游地At(t=1, 2, …, N)关于第1层评价指标Oi值隶属于等级ek的贴近度

(15)

其中: Dtik+Dtik-分别是At关于第1层评价指标Oi值隶属于等级ek的隶属度向量与正理想点μik+、负理想点μik-的闵可夫斯基距离, 即

计算乡村旅游地Ai关于第1层评价指标Oi值隶属于等级ek的规范化贴近度(即等级隶属度)

(16)

于是, 可以得到Ai关于第1层评价指标Oi值隶属于所有等级ek的等级隶属度向量uti=(uti1, uti2, …, utih), 进而可得对于第1层所有评价指标值的等级隶属度矩阵μt=(utik)I×h.为叙述统一并一致, 将矩阵μt中的元素utik仍记为μtik.

step 6:计算乡村旅游地隶属于各等级的贴近度.类似于前面step 4和step 5, 选取μk+=(1)I× 1μi-=(0)I×1分别作为等级ek基准值的正理想点和负理想点, 计算乡村旅游地At(t=1, 2, …, N)关于等级ek的贴近度

(17)

其中: Dtk+Dtk-分别是At关于等级ek与正理想点μk+、负理想点μi-的闵可夫斯基距离, 即

计算乡村旅游地At(t=1, 2, …, N)关于等级ek的规范化贴近度(即等级隶属度)

(18)

于是, 可得At对于所有等级的等级ek隶属度向量μt=(utk)h.

step 7:计算乡村旅游地的级别特征值.考虑到不同等级即位置分布信息的影响, 将等级ek的下标k(级别变量)看作变“权重”, 定义乡村旅游地At(t=1, 2, …, N)的级别特征值为

(19)

显然υt∈ [1, h], t=1, 2, …, N.

step 8:根据二元语义方法评定乡村旅游开发适宜性等级.利用二元语义模型[15-16], 对于任意级别特征值υt∈[1, h], 都可以写成下面的二元语义形式:

(20)

其中: estV={e1, e2, …, eh}, 且V是前面选定的乡村旅游开发适宜性等级集; st=Round(υt)是对υt的取整函数, 且st∈{1, 2, …, h}, δst=υt-st是级别特征值υt与整数st的偏差值, 且δst∈[-0.5, 0.5).于是, 根据二元语义的大小比较关系[15-16], 首先根据式(20)的第1个分量est判定乡村旅游地At的旅游开发适宜性等级, 然后在等级相同的情况下, 根据式(20)的第2个分量δst对乡村旅游地At的旅游开发适宜性进行优序排列.

3 应用实例研究与对比分析 3.1 实例计算

为验证所提出模型与方法的可行性和有效性, 选取某地3个乡村旅游地At(t=1, 2, 3)作为旅游开发适宜性等级评价对象.根据该地相关统计数据、文献资料及实测数据可得其具体评价指标值, 如表 2所示.

表 2 某地3个乡村旅游地等级评价指标值

首先, 按照step 3的方法, 确定各评价指标权重.以第2层评价指标O11(生态环境)下的第3层评价指标为例, 经专家研究, 确定第3层评价指标的“重要性”一致性定性排序为: O114O116O117O112O111O115O113, 再根据专家判断, 得到两两评价指标O11δ(i-1)O11δ(i)的重要性之比ω11δ(i-1)/ω11δ(i)的理性判断值ρδ(i)(i=2, 3, …, 7)依次为1.0、1.035、1.03、1.04、1.06、1.3.于是, 根据式(13)可得第2层评价指标O11(生态环境)下的第3层评价指标权重向量为

注意到上述一致性定性排序与第3层评价指标的下标之间的置换关系.类似地, 可以得到其他各层评价指标权重, 如表 1所示.

利用式(1) ~ (12), 结合表 1表 2, 可以计算得到3个乡村旅游地At(t=1, 2, 3)关于各层每个评价指标的等级隶属度.进而利用式(14) ~ (20)可计算得到3个乡村旅游地At(t=1, 2, 3)的级别特征值及其二元语义, 如表 3所示.

表 3 某地3个乡村旅游地的级别特征值及其二元语义

表 3可知, 乡村旅游地A1A2A3的旅游开发适宜性等级均为e3, 即基于适宜开发, 但3个乡村旅游地的旅游开发适宜性程度不同, 其优序排列为A1A3A2.

3.2 结果分析

采用文献[16]的线性加权平均等级评价方法和最大隶属度原则, 计算结果如表 4所示.可见, 文献[16]的方法判定3个乡村旅游地A1A2A3的旅游开发适宜性等级均为e2, 即适宜开发, 且无法区分它们的旅游开发适宜性差异程度, 这显然不同于本文方法得到的结果.

表 4 文献[16]计算得到的评价结果

比较表 3表 4可以看出, 本文创建的等级评价TOPSIS方法相对于文献[16]具有以下优点: 1)本文方法同时考虑了其与正、负理想点的差异程度, 很好地权衡了他们之间的差异, 具有均衡性, 使得等级评定结果更加符合实际, 而传统的线性加权平均等级评价方法是一种典型的补偿性折中方法, 没有考虑其与正、负理想点的差异, 往往会使评定等级偏离实际情况; 2)本文提出的级别特征值和二元语义方法不仅综合考虑了不同等级的隶属度, 而且考虑了各等级的位置差异信息, 很好地反映了等级评价的内涵和特征, 既可评定等级又可区分相同等级时的不同差异, 而采用最大隶属度原则, 只考虑最大隶属度, 丢失了不少信息, 有时会导致不合理的等级评定结果, 也无法区分相同等级时的差异程度.

4 结论

本文构建了乡村旅游开发适宜性等级评价指标体系及其定性和定量评价指标的等级隶属函数, 并针对多指标等级评价的特点和要求, 创建了乡村旅游开发适宜性等级评价TOPSIS模型和方法, 可有效克服常用的线性加权平均等级评价方法和最大隶属度原则的不足, 提高多指标等级综合评价的合理性、可靠性.本文创建的等级模型与方法不仅符合等级评价的概念和要求, 而且能够细致区分评价等级的差异程度, 可为解决乡村旅游开发适宜性等级评价问题提供理论和方法支持, 亦创新发展了多属性决策TOPSIS方法.

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