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为解决现有熵权计算工具在灵活性、易用性等方面的局限,研究人员开发交互式软件 EWMS。经案例验证,该软件能精准构建综合指数,提高熵权计算效率与准确性,为可持续性评估提供有力支持。
在当今全球追求可持续发展的浪潮中,可持续性评估成为了关键环节。随着可持续发展目标的提出,各国政府和研究机构都在积极探寻科学有效的评估方法。可持续性评估就像是发展道路上的 “导航仪”,能帮助决策者发现关键问题,优化发展策略。在众多评估手段中,复合指标通过加权方法整合不同维度信息,为决策提供定量支持,发挥着重要作用。
而在复合指标的应用里,权重的确定直接决定了最终的评估结果。权重确定方法多种多样,主观加权法,比如层次分析法(AHP),依赖专家经验,虽然适用于政策决策,但容易产生主观偏差;客观加权法,像熵权法(EWM),依据数据特征计算权重,减少了人为干预,客观性更强。熵权法基于信息熵理论,通过衡量指标数据的变异程度来确定权重,熵值越小的指标对系统影响越大,权重也就越高。它具有客观性强、适用于多维数据和动态分析等优势,在可持续性评估中应用广泛 。
然而,现有的各类支持熵权计算的软件工具却存在不少问题。Excel 适用于小数据集的手动计算,但自动化程度低;MATLAB 计算能力强,却有着高昂的商业许可成本;SPSSAU 能在线自动计算,可定制性却不足;Stata 擅长面板数据分析,学习难度却很大;EvaGear 主要用于制药领域,应用范围受限;Python 和 R 虽然生态丰富,但对编程能力要求高;DEMATEL - ISM 在系统动力学分析中使用小众。这些工具在交互计算、可视化支持以及适应不同数据结构方面都有待提升。
为了突破这些困境,研究人员开展了一项重要研究。虽然文中未提及具体研究机构,但他们开发了一款名为熵权法软件(Entropy Weight Method Software,EWMS)的交互式软件工具。这款软件基于 C# 和.NET 框架开发,它的出现带来了诸多惊喜。通过案例验证,EWMS 在构建复合指数方面表现精准,在实际应用中切实可行。这意味着它能够更高效、准确地助力可持续性评估,无论是在学术研究还是政策制定方面,都具有重要意义。
在技术方法上,EWMS 采用递归熵权计算方法,这种方法使其能够适应多层次指标系统,实现从基本指标到最终复合指数的自动计算。同时,软件构建于.NET 框架之上,提供了交互式用户界面,优化了计算工作流程,大大提高了熵权计算的效率,减少了人工干预可能产生的错误。
在研究结果方面:
- 软件原理与架构:EWMS 基于信息熵理论来确定指标权重。软件整体架构分为数据、计算、可视化和用户交互四层。这种分层架构设计合理,各层分工明确,确保软件高效运行。
- 应用场景与功能:EWMS 支持多种应用场景,涵盖时间序列数据、横截面数据和面板数据等,能够满足各类可持续性评估的需求。软件还具备直观的可视化功能,如展示权重分布、时间序列趋势和对比分析等,方便用户理解数据和做出决策。
- 案例验证:研究人员以中国西宁的经济 - 资源 - 生态(ERE)系统为案例,模拟了该系统在六种政策情景下的发展情况。通过 EWMS 计算了 2021 - 2030 年西宁 ERE 系统三个子系统在不同权衡情景下的复合指数得分,并利用软件绘图功能对比了各种情景,分析了各子系统在多个情景下的综合性能趋势。结果证实了 EWMS 在构建复合指数方面的准确性和在实际应用中的实用性。
在结论与讨论部分,EWMS 作为一款自动化计算工具,成功解决了基于熵权评估中的诸多关键问题,如分析情景的结构化识别、层次指标权重传播和计算工作流程优化等。它提高了熵权计算的效率、准确性和可用性,增强了熵权法在不同可持续性评估场景中的可及性和适用性,为学术研究和政策制定的标准化和广泛传播提供了有力支持。这一研究成果发表在《Environmental Modelling 》上,为该领域的发展注入了新的活力,有望推动可持续性评估朝着更高效、更精准的方向迈进。