第二節(jié)　中國陸海經(jīng)濟(jì)空間聯(lián)動與耦合評價(jià)方法

一、權(quán)重設(shè)置及指標(biāo)合成

本章采用標(biāo)準(zhǔn)離差法進(jìn)行權(quán)重設(shè)置，標(biāo)準(zhǔn)離差法是一致客觀的權(quán)重賦值法。如果某個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差越大，表明指標(biāo)值的變異程度越大，提供的信息量越多，在綜合評價(jià)中所起的作用越大，其權(quán)重也越大。相反，某個(gè)指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)差越小，表明指標(biāo)值的變異程度越小，提供的信息量越少，在綜合評價(jià)中所起的作用越小，其權(quán)重也越小。

第一，數(shù)據(jù)無量綱化處理。利用極差法對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，首先求出變量的最大值與最小值，計(jì)算極差，然后計(jì)算出新數(shù)據(jù)。

第二，求出無量綱數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差。

第三，求出指標(biāo)權(quán)重。第i個(gè)指標(biāo)的客觀權(quán)重為：

第四，合成指標(biāo)。根據(jù)各指標(biāo)的權(quán)重，利用無量綱數(shù)據(jù)加權(quán)得到合成的陸域經(jīng)濟(jì)及海洋經(jīng)濟(jì)的總指標(biāo)。

上式中，Z_i表示陸域或海洋系統(tǒng)的綜合得分，表示z_i指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)值。

二、相關(guān)性分析法

卡爾·皮爾森（Karl Pearson）提出了相關(guān)性分析，主要是指通過計(jì)算兩個(gè)處于同等地位的變量之間的相關(guān)系數(shù)來判斷它們之間的相關(guān)程度的統(tǒng)計(jì)分析方法，它廣泛地運(yùn)用于各個(gè)領(lǐng)域。相關(guān)系數(shù)用R表示，取值范圍為[-1，1]，R>0表示正相關(guān)，R<0表示負(fù)相關(guān)。特殊地，R=1稱為完全正相關(guān)，R=-1稱為完全負(fù)相關(guān)，R=0稱為不相關(guān)。以下為相關(guān)系數(shù)的計(jì)算公式：

三、交叉譜分析法

時(shí)間序列數(shù)據(jù)一方面可以直接分析數(shù)據(jù)的時(shí)變特征，另一方面可以將其視為時(shí)間軸上許多個(gè)不同頻率的正弦波或者余弦波的疊加。頻域分析主要使用傅立葉變換和譜密度函數(shù)比較不同的波動情況，來尋找時(shí)間序列波動的主要周期。一個(gè)協(xié)方差平穩(wěn)時(shí)間序列過程，既可以用時(shí)域來表示，也可以用頻域來表示，二者可以進(jìn)行轉(zhuǎn)換。兩者從不同側(cè)面來描述時(shí)間序列數(shù)據(jù)的特征。

譜分析主要通過將時(shí)間序列數(shù)據(jù)分解為不相關(guān)的頻率分量，再對各個(gè)不同分量進(jìn)行分析比較，得出時(shí)間序列的頻域結(jié)構(gòu)，以此分析時(shí)間序列波動變化的特征。

譜分析首先假設(shè)過程是協(xié)方差平穩(wěn)的，序列的均值和方差在所研究時(shí)間范圍內(nèi)保持不變。對于單個(gè)時(shí)間序列的譜分析，即對自相關(guān)函數(shù)進(jìn)行傅立葉變換得到功率譜密度函數(shù)：

其中時(shí)間序列的自相關(guān)函數(shù)為：

交叉譜分析是對兩個(gè)時(shí)間序列進(jìn)行譜分析，它還可以對兩個(gè)時(shí)間序列之間的領(lǐng)先與滯后關(guān)系及是否存在相互影響進(jìn)行評估。對于兩個(gè)時(shí)間序列之間的關(guān)系進(jìn)行分析，可以將其中一個(gè)設(shè)為輸入信號，另一個(gè)設(shè)為輸出信號，兩者之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系稱之為沖擊響應(yīng)。兩者的基本關(guān)系如下：

時(shí)間差為k時(shí)，時(shí)間序列的x_n與y_n之間的相關(guān)系數(shù)為：

根據(jù)傅立葉變換的性質(zhì)，時(shí)間序列x_n與時(shí)間序列y_n之間的互譜密度函數(shù)為：

在帶有噪聲且有損耗的環(huán)境中，時(shí)間序列x_n與時(shí)間序列y_n之間的互譜密度函數(shù)還可表示為：

互譜概率密度函數(shù)可寫為：

其中，實(shí)部γ_xy（k）稱為余譜，虛部ψ_xy（k）稱為正交譜，由此通過計(jì)算可得到兩個(gè)序列的交叉振幅譜：

其反映時(shí)間序列各頻率變量在振幅上的相互關(guān)系。互譜相位亦稱相位譜，可以寫為：

其用以描述不同頻率下成分所處的相對位置，可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)時(shí)間序列是否領(lǐng)先另一個(gè)時(shí)間序列，以揭示同一時(shí)間兩個(gè)序列的領(lǐng)先與滯后關(guān)系。最后：

其表示在頻率f下，兩序列的一致性，在交叉譜分析中稱為相干譜，意義類似于相關(guān)系數(shù)R²，反映兩個(gè)序列在特定頻率下的相關(guān)性。相干譜的取值范圍為[0，1]，越接近1，說明兩序列的相關(guān)性越強(qiáng)。

四、耦合協(xié)調(diào)度模型

陸域產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)與海洋產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)協(xié)同發(fā)展就是兩者不斷耦合發(fā)展的過程。區(qū)域陸海產(chǎn)業(yè)的耦合過程，就是由低水平的耦合向高水平的耦合逐漸發(fā)展。借用物理學(xué)耦合的原理，兩子系統(tǒng)耦合度可以用下面的公式來度量：

上式6-16中，C為耦合度，X、Y為陸域經(jīng)濟(jì)與海洋經(jīng)濟(jì)的綜合評價(jià)得分，k為調(diào)節(jié)系數(shù)，本書取2，a_i與b_i為權(quán)重，x_i與y_i為陸海經(jīng)濟(jì)的具體指標(biāo)得分。C值越大則耦合度越高，但由于存在高水平的子系統(tǒng)與低水平的子系統(tǒng)的耦合度相同，因此C值并不能完全反映系統(tǒng)耦合程度，為此引入耦合協(xié)調(diào)度來反映系統(tǒng)的耦合水平。耦合協(xié)調(diào)度D如下：

其中，α與β為權(quán)重，T為陸海經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)綜合評價(jià)指數(shù)，本書假定陸域經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)與海洋經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)同等重要，因此權(quán)重均為0.5。參考現(xiàn)有的研究，將耦合協(xié)調(diào)度分為10級，用來衡量陸海經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)耦合協(xié)調(diào)發(fā)展的具體情況（如表6-2所示）。