基于主成分分析的云南省系統(tǒng)協(xié)調(diào)度評價(jià)

薛佳文+林幼斌

[摘要]區(qū)域發(fā)展過程中的人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)和社會等方面之間的關(guān)系最終會影響到區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展，相互之間的協(xié)調(diào)關(guān)系會促進(jìn)區(qū)域的持續(xù)發(fā)展，相互之間的不協(xié)調(diào)關(guān)系會導(dǎo)致區(qū)域的不持續(xù)發(fā)展。一個(gè)區(qū)域發(fā)展過程中的人口、資源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、社會等方面表現(xiàn)出的關(guān)系，在很大程度上就是該區(qū)域的發(fā)展模式，即區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展的水平?jīng)Q定著區(qū)域發(fā)展的模式。因此，一個(gè)區(qū)域的可持續(xù)發(fā)展水平不僅僅取決于該區(qū)域的發(fā)展階段和發(fā)展速度，更應(yīng)該取決于該區(qū)域的發(fā)展模式。評價(jià)一個(gè)城市發(fā)展模式的方法就是判斷該城市的系統(tǒng)協(xié)調(diào)度。因此，文章以主成分分析法對云南省城市的系統(tǒng)協(xié)調(diào)度進(jìn)行評價(jià)。

[關(guān)鍵詞]主成分分析法；系統(tǒng)協(xié)調(diào)度；可持續(xù)發(fā)展

[DOI]1013939/jcnkizgsc201714148

1主成分分析法

主成分分析法是通過一定的數(shù)學(xué)變換和數(shù)學(xué)方法將原變量轉(zhuǎn)換為新的變量使新變量成為原變量的線性組合，并選取少數(shù)幾個(gè)在變差信息中占比較大的主成分來分析事物的一種方法。主成分分析法有如下優(yōu)點(diǎn)：首先可以消除指標(biāo)之間的相關(guān)影響，主成分分析在對原變量進(jìn)行變換后形成了彼此相互獨(dú)立的主成分，而且指標(biāo)間的相關(guān)程度越高，主成分分析效果越好。其次可以減少指標(biāo)選擇的工作量。最后主成分分析中各主成分是按方差大小依次排練順序的，在分析問題時(shí)，可以舍棄一部分主成分，只取前后方差較大的幾個(gè)主成分來代表原變量。主成分分析法的計(jì)算步驟：

第一：原始指標(biāo)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化。用Z-score法對數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化變換，即Zij=（xij-ij）1sj，其中：

2指標(biāo)數(shù)據(jù)的選擇及處理

21指標(biāo)數(shù)據(jù)的選取

在城市形成和發(fā)展的過程中，城市資源與環(huán)境子系統(tǒng)為城市提供支持、容納、凈化及緩沖功能。城市經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)的核心要素是經(jīng)濟(jì)資源及經(jīng)濟(jì)要素，經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)將物質(zhì)及能量從核心向分散運(yùn)轉(zhuǎn)，以信息的交流為基礎(chǔ)，以資金的有效流動為特征。城市社會和人口子系統(tǒng)主要功能是滿足城市人口的教育、醫(yī)療、就業(yè)以及居住。城市發(fā)展的基礎(chǔ)是經(jīng)濟(jì)的發(fā)展同時(shí)要保持一定規(guī)模的人口、持續(xù)可利用的資源、良好的社會環(huán)境以及良好的生態(tài)環(huán)境。通過構(gòu)建云南省城市可持續(xù)發(fā)展的指標(biāo)體系，以云南省8個(gè)市和8個(gè)自治州為研究對象，選取2004年、2009年、2014年三個(gè)時(shí)間點(diǎn)，從經(jīng)濟(jì)、社會、人口、資源、環(huán)境5個(gè)系統(tǒng)構(gòu)建城市可持續(xù)發(fā)展評價(jià)指標(biāo)體系該部分?jǐn)?shù)據(jù)來源于云南統(tǒng)計(jì)局，國家統(tǒng)計(jì)局云南調(diào)查總隊(duì)《云南統(tǒng)計(jì)年鑒2015》《云南統(tǒng)計(jì)年鑒2010》《云南統(tǒng)計(jì)年鑒2005》《2005中國區(qū)域統(tǒng)計(jì)年鑒》。，運(yùn)用主成分分析法先得到各個(gè)城市的每個(gè)子系統(tǒng)的得分（F1、F2、F3、F4、F5）。再根據(jù)均方差賦值的權(quán)重系數(shù)（λ1，λ2，λ3，λ4，λ5）采用線性加權(quán)的方法，確定區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展綜合評價(jià)數(shù)學(xué)模型，求出城市經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的綜合評價(jià)值U，公式為U=λ1×E1+λ2×E2+λ3×E3+λ4×E4。

22數(shù)據(jù)的歸一化處理

從指標(biāo)體系的特征分析，可以把指標(biāo)分為兩種類型：一是發(fā)展類指標(biāo)，該類指標(biāo)是需要滿足的基本要求，指標(biāo)越高越好，如國內(nèi)生產(chǎn)總值；二是逆向指標(biāo)，即制約類指標(biāo)，該類指標(biāo)現(xiàn)狀值若超過一定的限度會制約城市的可持續(xù)發(fā)展，如工業(yè)廢水排放量等。三是中性指標(biāo)，即數(shù)值不是越大越好，也不是越小越好。為了使指標(biāo)對評價(jià)目標(biāo)影響一致，需要將逆指標(biāo)和中性指標(biāo)轉(zhuǎn)為正指標(biāo)，即歸一化處理。各指標(biāo)的上限M和下限L分別取各因子序列的最大值和最小值，對于逆指標(biāo)X*=M-X，對于中性指標(biāo)：

X*=2（x-m），若m≤x≤M+m12

2（M-m），若M+m12≤x≤M

3云南省城市系統(tǒng)協(xié)調(diào)度評價(jià)

31模型檢驗(yàn)

先對經(jīng)濟(jì)子系統(tǒng)13個(gè)指標(biāo)進(jìn)行KMO和Bartlett球形檢驗(yàn)，判斷子系統(tǒng)是否滿足主成分分析的條件。從表1可以看出，KMO的檢驗(yàn)值為0630，說明指標(biāo)之間相互影響，數(shù)據(jù)適合進(jìn)行主成分分析。

根據(jù)同樣的方法對2004年、2009年、2014年的資源、環(huán)境、人口、社會的子系統(tǒng)進(jìn)行主成分分析。系統(tǒng)協(xié)調(diào)度見表2。

33結(jié)論

2004年昆明的系統(tǒng)協(xié)調(diào)度最高為0471，怒江最低為0089，昆明各個(gè)子系統(tǒng)中除了環(huán)境外，其他子系統(tǒng)都處于較高的發(fā)展水平，而怒江的各個(gè)子系統(tǒng)中除了環(huán)境子系統(tǒng)得分較高外，其他子系統(tǒng)的得分水平較低，因此造成怒江的系統(tǒng)協(xié)調(diào)度落后。2009年及2014年的情況與2004年相同，昆明系統(tǒng)協(xié)調(diào)度仍然最高，怒江系統(tǒng)協(xié)調(diào)度水平和2004年相同。從空間上看，系統(tǒng)協(xié)調(diào)度呈現(xiàn)“滇中—滇西—滇西南—滇東—滇西北”逐漸遞減的趨勢。從系統(tǒng)協(xié)調(diào)度的角度來看，昆明在發(fā)展過程中一直保持較高的系統(tǒng)協(xié)調(diào)度，2004年昆明的系統(tǒng)協(xié)調(diào)度與相對落后城市的差距較大，隨著時(shí)間的推移城市間系統(tǒng)協(xié)調(diào)度的差距在縮小。

參考文獻(xiàn)：

[1]張自然，張平，劉霞輝，等1999—2011年中國城市可持續(xù)發(fā)展評價(jià)[J].金融評論，2014（5）：45

[2]張黎云南省區(qū)域經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)發(fā)展研究[D].昆明：云南大學(xué)，2004

[3]張彤軍北京市可持續(xù)發(fā)展能力綜合評價(jià)研究[D].北京：北京工業(yè)大學(xué)，2008

[4]楊根峰，石培基甘肅省城市可持續(xù)發(fā)展系統(tǒng)協(xié)調(diào)發(fā)展評價(jià)研究[J].經(jīng)濟(jì)地理，2011（31）：66-72

[5]石培基，楊銀峰，吳艷芳基于復(fù)合系統(tǒng)的城市可持續(xù)發(fā)展協(xié)調(diào)性評價(jià)模型[J].2010（10）