基于百度指數(shù)的山西省城市網(wǎng)絡(luò)特征研究

高燁昕， 郭曉佳

(山西師范大學(xué) 地理科學(xué)學(xué)院, 山西 臨汾 041000)

國(guó)家的“一帶一路”倡議，為山西省城市網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的發(fā)展提供了新的機(jī)遇。截至2017年底，山西省城鎮(zhèn)人口占比58.41%，城鎮(zhèn)常住人口2 171.88萬人，經(jīng)濟(jì)也在穩(wěn)步發(fā)展。然而，當(dāng)前山西省內(nèi)部各城市的發(fā)展并不均衡，存在較大差距，這顯然與國(guó)家2020基本實(shí)現(xiàn)小康全民共同富裕相悖，進(jìn)一步影響到山西省城市的協(xié)調(diào)發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。經(jīng)濟(jì)全球化，互聯(lián)網(wǎng)+時(shí)代城市不再是封閉孤立的，城市中心和周邊區(qū)域都有著千絲萬縷的聯(lián)系，并且這種聯(lián)系隨著社會(huì)科技的發(fā)展日趨頻繁緊密，城市的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更錯(cuò)綜復(fù)雜，因此對(duì)山西省城市網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的研究非常有必要。

關(guān)于城市網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的研究，國(guó)外學(xué)者最先對(duì)城市間存在的關(guān)系進(jìn)行了初步探索。Taylor P J[1]認(rèn)為世界城市網(wǎng)絡(luò)由節(jié)點(diǎn)、網(wǎng)絡(luò)以及次節(jié)點(diǎn)構(gòu)成。Derudder B[2]、Leung I X Y[3]、Sébastien Antoine[4]等從航空流、交通流、物流等方面對(duì)區(qū)域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行研究。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，國(guó)內(nèi)越來越多的學(xué)者借助流空間理論研究城市網(wǎng)絡(luò)，研究視角多選擇百度指數(shù)[5]、微博關(guān)系[6]、58同城數(shù)據(jù)[7]、QQ群網(wǎng)絡(luò)[8]等作為表征特征進(jìn)行研究，數(shù)據(jù)來源越來越廣泛。研究對(duì)象多集中于長(zhǎng)江三角洲城市群[9-11]、長(zhǎng)江中游城市群[12-14]、京津冀城市群[15]等。研究方法多使用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)方法[16-17]對(duì)城市網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。但從目前的文獻(xiàn)數(shù)量來看，關(guān)于城市網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的研究還不是很多，且研究對(duì)象多集中于熱門或經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)區(qū)域，缺乏對(duì)中西部經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)的相關(guān)研究，此外研究山西省各城市空間聯(lián)系多從引力模型等傳統(tǒng)視角著眼。因此，本文從信息流的角度研究探討山西城市網(wǎng)絡(luò)特征，為山西省城市研究提供新方法和借鑒，另一方面對(duì)山西省信息交流的健康發(fā)展有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以山西省11個(gè)地級(jí)市為研究對(duì)象，采用百度平臺(tái)提供的百度搜索指數(shù)，首先通過C-Value、D-Value和E-Value分析法，分析山西省節(jié)點(diǎn)城市在城市網(wǎng)絡(luò)中的影響力和控制力；接著使用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析法，揭示山西省城市網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化；最后通過ArcGIS可視化分析法，進(jìn)一步探討山西省各城市之間的空間聯(lián)系特征。

1 研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1 研究方法

1.1.1C-Value、D-Value和E-Value分析法

使用C-Value和D-Value分析法，結(jié)合百度搜索指數(shù)和山西省城市網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的實(shí)際情況，能夠衡量單一城市在山西省空間格局中所體現(xiàn)的主導(dǎo)性和控制性。為了衡量某一城市與其他城市之間的交流能力，考慮到這兩個(gè)指標(biāo)的不足之處，本文在該方法的基礎(chǔ)上加入E-Value模型，用這3個(gè)指標(biāo)共同測(cè)度山西省各城市之間的網(wǎng)絡(luò)空間聯(lián)系。利用的公式如：

D=Cs-Cr,

E=Cs+Cr,

式中Cs代表城市發(fā)送的百度指數(shù)，Cr代表城市收到的百度指數(shù)；C代表城市在網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系中的主導(dǎo)力，C值大于0，表明該城市是主導(dǎo)型城市，C值小于0，則該城市為從屬型城市；D代表城市在網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系中的控制力，D值越大，即城市信息流向的差異性越大，說明該城市控制信息的等級(jí)越高，成為區(qū)域中心城市的可能性越大；E代表城市與城市之間信息流向的共存性，E值越大，說明該城市發(fā)出信息與接收信息的總量越大，進(jìn)一步表明該城市與其他城市之間的交流越頻繁，將來該城市等級(jí)上升的可能性越大，反之，E值越小，說明該城市的信息總量越小，該城市與其他城市之間的交流較少，將來該城市可能處于信息邊緣位置，該城市的等級(jí)可能進(jìn)一步下降。

1.1.2 社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法

本文運(yùn)用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析方法，從網(wǎng)絡(luò)密度以及網(wǎng)絡(luò)中心性兩個(gè)方面分析山西省城市網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)演化特征。本文使用Ucinet軟件，首先計(jì)算出山西省整體的網(wǎng)絡(luò)密度值，判斷山西省城市網(wǎng)絡(luò)中城市之間聯(lián)系的緊密度。然后利用Ucinet軟件，計(jì)算山西省各個(gè)城市的點(diǎn)出度和點(diǎn)入度，兩者求和，作為各個(gè)城市的點(diǎn)度中心度值，使用該值揭示山西省各個(gè)城市的城市網(wǎng)絡(luò)中的影響力和控制力。

1.1.3 可視化分析方法

首先在ArcGIS中，錄入每個(gè)城市的坐標(biāo)，其次，在Excel中將百度指數(shù)原始數(shù)據(jù)值進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使得兩兩城市間的聯(lián)系用唯一值來表示，最后進(jìn)行城市間聯(lián)系的分析。同時(shí)利用自然斷裂點(diǎn)法，將城市之間的聯(lián)系強(qiáng)度分為3級(jí)，進(jìn)而探討山西省各城市之間的空間聯(lián)系特征。

1.2 數(shù)據(jù)來源

百度搜索平臺(tái)可以在較短的時(shí)間內(nèi)獲取大量的互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)，利用百度搜索平臺(tái)獲取的數(shù)據(jù)可以很好的反映城市與城市之間的信息聯(lián)系情況。基于此，本文使用百度指數(shù)中的搜索指數(shù)，選取2011年和2018年的百度指數(shù)，利用日均值作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。本文通過百度指數(shù)平臺(tái)，使用一個(gè)城市搜索其他城市，形成山西省11個(gè)地級(jí)市之間的聯(lián)系矩陣，作為山西省城市網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系的依據(jù)。

2 山西省網(wǎng)絡(luò)特征分析

2.1 城市網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)分析

首先，統(tǒng)計(jì)出山西省11個(gè)地級(jí)市的信息流流向矩陣。接著通過C-Value、D-Value和E-Value模型計(jì)算山西省各城市的C、D、E值(表1)。

從表1可以看出，2011—2018年，山西省11個(gè)地級(jí)市有3個(gè)城市的C值一直大于0，即這3個(gè)城市搜索別的城市的次數(shù)大于被別的城市搜索的次數(shù)，2018年運(yùn)城市的C值也大于0，說明運(yùn)城市逐漸發(fā)展為信息控制城市。山西省的信息流空間以太原市為主導(dǎo)，晉中市、呂梁市為控制點(diǎn)，其他城市為低等級(jí)的信息流空間等級(jí)結(jié)構(gòu)。主導(dǎo)型或控制型城市為省會(huì)城市或距省會(huì)城市較近的城市，搜索別的城市的次數(shù)和被別的城市所搜的次數(shù)都比較高。

表1 2011年和2018年山西省各地級(jí)市C、D、E值

太原市的D值遠(yuǎn)高于其他10個(gè)城市，搜索別的城市的次數(shù)遠(yuǎn)大于被別的城市搜索的次數(shù)。在山西省的整個(gè)網(wǎng)絡(luò)空間中，太原市主導(dǎo)信息或控制信息的能力比其他城市高。運(yùn)城市和其他城市的聯(lián)系總量較大，未來運(yùn)城市對(duì)信息的控制力需增強(qiáng)。C、D值為負(fù)值，E值不同，意味著該城市在網(wǎng)絡(luò)空間中與其他城市的聯(lián)系是不同的。附屬型城市中，大同市的D值為負(fù)數(shù)，但E值較大，在信息化時(shí)代，城市信息流的等級(jí)有望提升。而朔州市、陽(yáng)泉市的E值較小，這兩城市自身的特色還沒有被人們注意到，因此這兩個(gè)城市在信息流方面的潛在性需進(jìn)一步提升。從理論角度而言，該研究具有合理性。

實(shí)際上，2011—2018年，山西省整體的信息流總量呈上漲趨勢(shì)且漲幅比較大，各城市的信息流總量之和由931 648上升到1 845 509，增長(zhǎng)了98%，說明隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，山西省各城市之間的信息聯(lián)系越來越緊密。2011年和2018年，太原市的信息流總量一直排在第一位。從圖1也可以看出，太原市的信息流總量值遠(yuǎn)高于山西省其他城市，信息流總量占比幾乎達(dá)到山西省11個(gè)地級(jí)市信息流總量的三分之一，太原市主導(dǎo)山西省的信息流動(dòng)，主導(dǎo)信息或控制信息的能力比其他城市高，與其余10個(gè)城市的信息交流最為頻繁。太原市作為山西省的省會(huì)城市，各方面的實(shí)力都比較發(fā)達(dá)，因此，與其他城市的信息聯(lián)系較為密切。2011年信息流總量排在第二位、第三位的城市分別是長(zhǎng)治市和晉城市，到了2018年，信息流總量排在第二位、第三位的城市變成運(yùn)城市和大同市。從年際變化來看，長(zhǎng)治市和晉城市的信息流總量占比都有不同程度的下降，運(yùn)城市和大同市的信息流總量占山西省信息流總量之和的比重出現(xiàn)小幅增長(zhǎng)。2011年信息流總量排在最后兩位的城市分別是朔州市和呂梁市，2018年，信息流總量排在最后兩位的城市是陽(yáng)泉市和朔州市。在該時(shí)間段內(nèi)，陽(yáng)泉市、朔州市的信息流總量占比呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，這兩城市與其他城市聯(lián)系的積極性有待提升，呂梁市的信息流總量占比有增長(zhǎng)趨勢(shì)，說明呂梁市積極與其他城市尋得信息聯(lián)系。山西省的信息流動(dòng)在理論和實(shí)際上比較吻合，都以太原市為主導(dǎo)，其他城市為從屬城市，說明該分析具有合理性。

圖1 2011年和2018年山西省各城市信息流總量和比重變化

2.2 城市網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)變化

城市網(wǎng)絡(luò)密度值一般在0～1之間。當(dāng)值為0時(shí)，說明網(wǎng)絡(luò)中該城市與其他城市之間沒有任何聯(lián)系；當(dāng)值為1時(shí)，說明網(wǎng)絡(luò)中該城市與其他城市之間都有直接聯(lián)系。2011年，山西省城市網(wǎng)絡(luò)密度值為0.93，2018年，山西省城市網(wǎng)絡(luò)密度值為1，這意味著截至2018年，山西省各城市之間的信息聯(lián)系已達(dá)到較高水平，同時(shí)，也說明在2011—2018年，山西省各城市之間的信息聯(lián)系一直在增強(qiáng)，城市網(wǎng)絡(luò)中各城市的聯(lián)系逐漸緊密。城市作為節(jié)點(diǎn)在城市網(wǎng)絡(luò)中發(fā)揮著不可替代的作用，一定程度上可以決定城市網(wǎng)絡(luò)的形態(tài)。從點(diǎn)度中心度值的排序看(見圖2)，太原市的中心度無論是2011年還是2018年，都明顯高于山西省其余各城市，說明太原市在山西省的信息網(wǎng)絡(luò)中一直處于主導(dǎo)地位，與山西省其他城市相比，太原市具有更高的級(jí)別，太原市有能力推動(dòng)其余10個(gè)城市信息的發(fā)展。從年際變化看，大同市、晉城市、忻州市、晉中市、臨汾市、運(yùn)城市2018年的點(diǎn)度中心度值與2011年相比，有不同程度的提高，這些城市在統(tǒng)計(jì)時(shí)段內(nèi)與其他城市聯(lián)系密切，在山西省城市網(wǎng)絡(luò)中的影響力在提升。中心城市太原市的點(diǎn)度中心度值有所下降，這與晉中市的點(diǎn)度中心度值增加有很大的關(guān)系，晉中市借助鄰近太原市的區(qū)位優(yōu)勢(shì)，積極發(fā)展自身，使得晉中市在山西省城市網(wǎng)絡(luò)中占得一席之位。

圖2 2011年和2018年山西省各城市點(diǎn)度中心度值

2.3 城市網(wǎng)絡(luò)空間特征

將信息流的流向和流量矩陣以及E-Value特征值導(dǎo)入ArcGIS中，借助該軟件，制作山西省城市網(wǎng)絡(luò)體系空間結(jié)構(gòu)圖(如圖3)，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)山西省城市網(wǎng)絡(luò)的空間結(jié)構(gòu)特征。2011年，山西省各城市之間的信息聯(lián)系尚未形成一級(jí)水平的聯(lián)系軸線，二級(jí)水平的聯(lián)系軸線較少，只有太原與朔州、太原與大同、太原與陽(yáng)泉、太原與忻州、太原與晉城、太原與臨汾、太原與運(yùn)城、太原與長(zhǎng)治、晉城與長(zhǎng)治、大同與長(zhǎng)治、晉中和太原11條軸線。由太原與其他城市形成的二級(jí)軸線占所有二級(jí)軸線的72.7%。2018年，太原市與大同市的軸線最為突出，日平均信息量高達(dá)360次以上，處于一級(jí)水平。太原與忻州、太原與呂梁、太原與陽(yáng)泉、太原與臨汾、太原與長(zhǎng)治、太原與運(yùn)城、太原與晉城，太原與朔州、太原和晉中、運(yùn)城和長(zhǎng)治、運(yùn)城和晉城的聯(lián)系強(qiáng)度稍微低于一級(jí)水平的聯(lián)系軸線，處于二級(jí)水平。由太原和其他城市形成的一、二級(jí)軸線有10條，占所有一、二級(jí)聯(lián)系軸線的83.3%，一方面表明太原市在山西省所占的地位在上升，另一方面也說明太原市在山西省一直處于中心地位。本研究結(jié)果與安樹偉等[18]的研究相比，主要結(jié)論大致相同，以太原為中心，由太原向外輻射，呈“大”字型的空間聯(lián)系格局，太原市在山西省百度指數(shù)網(wǎng)絡(luò)中依舊是主導(dǎo)城市，結(jié)果與山西省實(shí)際相符，因此百度搜索指數(shù)作為城市空間結(jié)構(gòu)的研究數(shù)據(jù)是合適的。

圖3 2011年和2018年山西省城市網(wǎng)絡(luò)體系空間結(jié)構(gòu)圖

為了更好地了解山西省各城市之間的聯(lián)系關(guān)系，本文進(jìn)一步分析了各城市與首位聯(lián)系城市的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，并繪制出山西省首位聯(lián)系城市網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖(圖4)。就各城市的首位聯(lián)系城市而言，2011年，山西省各城市的首位聯(lián)系城市還比較分散，以太原市為首位聯(lián)系的城市僅有6個(gè)，只占區(qū)域城市個(gè)數(shù)的54.5%。2018年，山西省各城市的首位聯(lián)系城市比較集中，幾乎所有城市都以太原市為首位聯(lián)系城市，表明太原市在信息網(wǎng)路聯(lián)系中逐漸占據(jù)中心位置，太原市的信息網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系向心力在逐漸增強(qiáng)。

圖4 2011年和2018年山西省首位聯(lián)系城市網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖

3 結(jié)論與討論

通過基于百度指數(shù)數(shù)據(jù)對(duì)山西省11個(gè)地級(jí)市的城市信息網(wǎng)絡(luò)空間進(jìn)行了數(shù)據(jù)方法的分析研究，得出的研究結(jié)論如下：

(1)山西省基于信息流的城市網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與原有城市體系有相似之處，都以太原市為主導(dǎo)，又有幾個(gè)城市為控制點(diǎn)，作為省會(huì)城市與其他城市聯(lián)系的紐帶。就城市網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)而言，2011年，節(jié)點(diǎn)城市僅有太原市、呂梁市和晉中市，2018年運(yùn)城市逐漸變?yōu)楣?jié)點(diǎn)城市之一。2011—2018年，11個(gè)地級(jí)市的E值均呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，說明隨著信息化的不斷推進(jìn)，山西省各城市之間的信息聯(lián)系越來越緊密。太原市作為省會(huì)城市，信息交流最為頻繁。

(2)本文使用社會(huì)網(wǎng)絡(luò)分析軟件和ArcGIS進(jìn)一步分析山西省城市網(wǎng)絡(luò)空間特征發(fā)現(xiàn)，城市網(wǎng)絡(luò)密度值由2011年的0.93增長(zhǎng)到2018年的1，表明山西省各城市之間的信息聯(lián)系逐漸緊密，城市網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逐漸穩(wěn)定。目前山西省的城市網(wǎng)絡(luò)以太原為中心，呈“大”字型向外輻射的空間聯(lián)系格局，2011—2018年，山西省信息聯(lián)系處于一級(jí)水平軸線從無到有，形成太原與大同軸線，信息聯(lián)系處于二級(jí)水平的軸線由少變多，新增太原與呂梁、運(yùn)城與長(zhǎng)治、運(yùn)城和晉城軸線。

值得注意的是，影響城市聯(lián)系的因素不只有網(wǎng)絡(luò)，還有其他因素的制約，僅僅依靠百度指數(shù)一個(gè)數(shù)據(jù)解釋城市之間的聯(lián)系有些單薄，以后的研究中應(yīng)該綜合考慮其他因素的影響，把這些因素的數(shù)據(jù)加入其中進(jìn)行對(duì)比研究。