数据包络分析(data envelopment analysis, DEA)是由美国运筹学家Charnes等以相对效率概念为基础提出的一种新的系统分析方法,经过三十多年的发展,DEA方法已经成为经济系统分析中一种重要的分析方法。但DEA方法本身还有许多问题有待进一步研究,因此,围绕DEA方法在经济系统分析中的应用问题开展了如下工作：1.DEA模型的变换性质研究。传统的DEA模型对输入和输出指标限定为正数,这约束了DEA方法的应用。加性模型可以通过变换不变性来处理输入和输出数据中存在负数和零的情况,但是C2R模型和BC2模型在平移后却不能保持最优解不变,第三章研究了在输入和输出指标中含有非正值条件下传统DEA模型最优解和投影的变化情况。2.DEA与非均衡复杂系统评估方法。第四章运用PCA对微观指标进行指标凝聚,建立了基于非均衡复杂系统的城市竞争力模型(CC-DEA),并将其应用于山东省城市竞争力评估中。3.基于面板数据的样本DEA分析方法。第五章运用AHP对微观指标进行指标凝聚,建立了基于面板数据的样本DEA模型(ED-DEA),通过结合DEA方法的客观性和AHP方法的主观性,使评估的结果更加准确。本文从理论和实证的角度进行了研究。理论方面,给出了DEA模型的变换性质研究；实证方面,建立了适用于不同经济环境下的DEA模型,将其应用于山东省城市竞争力和内蒙古区域经济发展水平的评估中。