基于主成分分析的鄭州市綜合實(shí)力發(fā)展研究

摘要：統(tǒng)計(jì)鄭州市2010～2019年年份總?cè)丝跀?shù)、城鎮(zhèn)化率、自然增長(zhǎng)率、糧食播種面積、生產(chǎn)總值、第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、工業(yè)產(chǎn)值、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、人均生產(chǎn)值、客運(yùn)量、貨運(yùn)量、利用外資、居民零售消費(fèi)總額、城建面積15類指標(biāo)型數(shù)據(jù)，利用時(shí)序主成分分析法描繪河南經(jīng)濟(jì)發(fā)展歷程。結(jié)果表明，模型能較好地與實(shí)際情況相吻合，該方法能為政府規(guī)劃、企業(yè)發(fā)展等提供參考和依據(jù)。

關(guān)鍵詞：時(shí)間序列分析;主成分分析;綜合實(shí)力發(fā)展;鄭州市

引言：鄭州，是河南省省會(huì)、特大城市、中原城市群核心城市，國(guó)務(wù)院批復(fù)確定的中國(guó)中部地區(qū)重要的中心城市、國(guó)家重要的綜合交通樞紐。[1]鄭州市近年來經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)健康發(fā)展，綜合實(shí)力不斷提升，在2019年新頒布的城市等級(jí)劃定中，首次被列為新一線城市。憑借出色的交通運(yùn)輸業(yè)和不俗的文化旅游產(chǎn)業(yè)，鄭州正發(fā)揮著越來越重要的區(qū)域和國(guó)際影響作用。為了響應(yīng)國(guó)家的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，鄭州市如何根據(jù)往年的發(fā)展數(shù)據(jù)科學(xué)地規(guī)劃未來的發(fā)展道路，成為了很多學(xué)者研究的焦點(diǎn)。而時(shí)序主成分分析方法正是為解決該類問題提出的一種新的多元統(tǒng)計(jì)方法，為政治經(jīng)濟(jì)等決策提供了一種快速、科學(xué)的量化分析工具。主成分分析是尋找用較少的新變量代替原來較多的舊變量，使得這些新變量之間互不相關(guān)，而且這些新變量在反映問題的信息方面還能保持原有的信息，對(duì)原來復(fù)雜的數(shù)據(jù)關(guān)系進(jìn)行簡(jiǎn)明有效的統(tǒng)計(jì)分析，從而簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)的方法。時(shí)序主成分分析方法是時(shí)序分析和主成分分析方法的結(jié)合，在經(jīng)典主成分分析的基礎(chǔ)上，較少個(gè)綜合變量來取代原來的全局變量，再以此為基礎(chǔ)描繪出系統(tǒng)整體水平的變化軌跡。[2]

1研究方法與數(shù)據(jù)來源

1.1數(shù)據(jù)來源與標(biāo)準(zhǔn)

經(jīng)濟(jì)建設(shè)是我國(guó)長(zhǎng)期的發(fā)展重心，經(jīng)濟(jì)實(shí)力很大程度上可以代表一個(gè)地區(qū)的綜合實(shí)力，并且經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)也是容易量化表示并且較為成熟的指標(biāo)。因此文章選取鄭州市2010年～2019年的15類數(shù)據(jù)：總?cè)丝跀?shù)、城鎮(zhèn)化率、自然增長(zhǎng)率、糧食播種面積、生產(chǎn)總值、工業(yè)產(chǎn)值、第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、第三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值、人均生產(chǎn)值、客運(yùn)量、貨運(yùn)量、利用外資、居民零售消費(fèi)總額、城建面積。以上所有數(shù)據(jù)來源于鄭州市統(tǒng)計(jì)局官網(wǎng)對(duì)外公開的歷年統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。由于選取指標(biāo)類型較多，量綱（單位）存在很大的差異，可能對(duì)接下來數(shù)據(jù)的分析產(chǎn)生復(fù)雜的未知影響，因此在應(yīng)用數(shù)據(jù)進(jìn)行分析之前，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。這里采用標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)用了SPSS軟件，標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)果不再贅述。

1.2主成分選取

用IBM SPSS Statistics 20軟件對(duì)標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)化過后的數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，由相關(guān)矩陣可以初步窺見各成分之間的相關(guān)程度，相關(guān)程度指數(shù)的絕對(duì)值介于0到1，絕對(duì)值越大，代表兩者的相關(guān)關(guān)系越明顯。與時(shí)間關(guān)系最明顯的分別是人均生產(chǎn)總值、總?cè)丝跀?shù)和城鎮(zhèn)化率，結(jié)合這三項(xiàng)數(shù)據(jù)的歷年變化趨勢(shì)圖，初步判定鄭州市近十年來人均生產(chǎn)總值、總?cè)丝跀?shù)和城鎮(zhèn)化率穩(wěn)步提升。糧食播種面積與其他指標(biāo)均呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，結(jié)合時(shí)間序列圖可知鄭州市糧食播種面積在近十年呈下降趨勢(shì)，且有加速下降的表征，初步猜測(cè)原因系其他產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益遠(yuǎn)高于糧食播種，使得耕地面積或糧食播種面積被工廠、商場(chǎng)、樓盤等擠壓和替代，這也反映出鄭州市整體經(jīng)濟(jì)水平在提升，地區(qū)之間的不均衡發(fā)展如城中村、城中縣的現(xiàn)象在逐步減少。由于要素過多，并不能有效地辨別出哪些指標(biāo)所蘊(yùn)涵的信息是重復(fù)的或是關(guān)鍵的，因此難以分析整個(gè)城市的發(fā)展?fàn)顩r，更難以有效地去評(píng)估城市的未來發(fā)展并做出合理布局。此時(shí)，主成分的提取就顯得至關(guān)重要。用SPSS對(duì)15個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，其中前兩個(gè)成分的特征值累計(jì)值已經(jīng)達(dá)到92.089%（超過了85%），因此可以將前兩個(gè)成分作為主成分，從而簡(jiǎn)化研究。將兩個(gè)主成分分別命名為“綜合發(fā)展指數(shù)1”和“綜合發(fā)展指數(shù)2”，并導(dǎo)入新建數(shù)據(jù)文件作為新的指標(biāo)進(jìn)行研究和分析。

2結(jié)果分析

通過分析成分矩陣，能判斷出成分1所代表的信息多與第二和第三產(chǎn)業(yè)相關(guān)，并且與糧食播種面積呈現(xiàn)較顯著的負(fù)相關(guān)關(guān)系，其所蘊(yùn)涵的發(fā)展指數(shù)信息呈穩(wěn)健上升趨勢(shì)，判斷其為以服務(wù)業(yè)、“智慧和技術(shù)密集型”為主的現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)和發(fā)展成分。而成分2呈現(xiàn)加速下降趨勢(shì)，對(duì)照成分矩陣，發(fā)現(xiàn)其與客運(yùn)量和貨運(yùn)量呈一定的負(fù)相關(guān)關(guān)系，而與第一產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值呈一定的正相關(guān)關(guān)系，大體上判斷其代表傳統(tǒng)的土地資源密集型的農(nóng)業(yè)類生產(chǎn)活動(dòng)。

利用SPSS對(duì)兩個(gè)綜合發(fā)展指數(shù)進(jìn)行時(shí)間序列分析，得到綜合發(fā)展指標(biāo)1和綜合發(fā)展指標(biāo)2圖、貨運(yùn)量時(shí)序圖和客運(yùn)量時(shí)序圖。分析主成分的時(shí)間序列變化，發(fā)現(xiàn)“綜合發(fā)展指標(biāo)1”除2012年到2013年出現(xiàn)短暫停歇，其他年份均逐年穩(wěn)步上升。查詢年報(bào)后發(fā)現(xiàn)，我國(guó)在2012年經(jīng)濟(jì)態(tài)勢(shì)整體較弱，經(jīng)濟(jì)下行的壓力增大，直到年底才顯現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)企穩(wěn)回升、通脹溫和反彈的態(tài)勢(shì)，[3]在經(jīng)濟(jì)略有停滯的大背景下，鄭州市的綜合發(fā)展指標(biāo)1在2012年顯現(xiàn)出的頹靡之象卻仍有些異常。同年，綜合發(fā)展指標(biāo)2出現(xiàn)陡崖式增長(zhǎng)，對(duì)比15個(gè)指標(biāo)的時(shí)間序列圖，發(fā)現(xiàn)該年鄭州市的客運(yùn)量和貨運(yùn)量發(fā)生明顯下滑，這便較好地解釋了綜合發(fā)展指標(biāo)1在2012年發(fā)生異常于其他主要行業(yè)的明顯停滯的現(xiàn)象：鄭州號(hào)稱“火車?yán)瓉淼某鞘小?，交通運(yùn)輸業(yè)是其支柱產(chǎn)業(yè)之一，在多年的城市建設(shè)和發(fā)展中，發(fā)揮著越來越深刻而廣泛的作用，因此該行業(yè)的起伏勢(shì)必對(duì)整個(gè)鄭州市的發(fā)展產(chǎn)生巨大的影響?；究梢詳喽ǎ?012年，在中國(guó)經(jīng)濟(jì)形勢(shì)出現(xiàn)短暫低迷的大背景下，由于某種特定因素的影響，鄭州市的支柱產(chǎn)業(yè)——交通運(yùn)輸行業(yè)遭到了較大的沖擊，使得鄭州市整體經(jīng)濟(jì)發(fā)生較大波動(dòng)，體現(xiàn)為該年份綜合發(fā)展指標(biāo)1的異常停滯以及綜合發(fā)展指標(biāo)2的暴增。也因此，綜合發(fā)展指標(biāo)2可以定義為一種不利因素的外在表征，尤其能反映到客運(yùn)量和貨運(yùn)量相關(guān)的指標(biāo)指數(shù)上來。

3結(jié)論與討論

3.1結(jié)論。通過對(duì)選取的15個(gè)指標(biāo)進(jìn)行主成分分析與主成分的時(shí)間序列分析，大致明確了鄭州市以經(jīng)濟(jì)為主的綜合實(shí)力發(fā)展情況——近十年來鄭州市的支柱產(chǎn)業(yè)仍然是交通運(yùn)輸業(yè)和房地產(chǎn)業(yè)，[4]交通運(yùn)輸業(yè)在2012年受某種極端因素的影響發(fā)生了較大的下滑，但是整體仍呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。第一產(chǎn)業(yè)農(nóng)業(yè)由于城市化進(jìn)程的不斷加速以及耕地面積和播種面積不斷縮減，漸顯式微。其余各行業(yè)或穩(wěn)定或波動(dòng)，但都呈現(xiàn)出動(dòng)力十足的增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。代表健康現(xiàn)代化經(jīng)濟(jì)成分的綜合發(fā)展指標(biāo)1近十年來穩(wěn)定上升，并有持續(xù)上升的趨勢(shì);作為某種不利因素外在表征的綜合發(fā)展指標(biāo)2在2012年中國(guó)經(jīng)濟(jì)整體弱勢(shì)的情況下陡增，之后呈加速下降趨勢(shì)，說明鄭州市整體實(shí)力將有良好的發(fā)展前景。

3.2討論。鄭州市作為國(guó)家中心城市，憑借地理優(yōu)勢(shì)發(fā)展起來的交通運(yùn)輸業(yè)承擔(dān)了全市較大的展壓力，2012年交通運(yùn)輸業(yè)受到較大沖擊時(shí)，盡管其他行業(yè)和指標(biāo)諸如工業(yè)、人均消費(fèi)水平等穩(wěn)定上升，綜合發(fā)展指標(biāo)1幾近停滯不前，這說明鄭州市的交通運(yùn)輸業(yè)并未與其他行業(yè)形成較好的融合，這從相關(guān)矩陣中也可見一斑。在今后的發(fā)展中，鄭州市應(yīng)充分發(fā)揮交通運(yùn)輸業(yè)的龍頭優(yōu)勢(shì)，通過與其他行業(yè)的交融，形成“交通運(yùn)輸+”的發(fā)展理念與規(guī)劃模式，使支柱產(chǎn)業(yè)交通運(yùn)輸業(yè)不僅在生產(chǎn)值的面板數(shù)據(jù)上，而且在帶動(dòng)其他行業(yè)穩(wěn)定發(fā)展上發(fā)揮完全的優(yōu)勢(shì)帶頭作用，充分利用資源，形成一中心、多重點(diǎn)的發(fā)展格局，這樣，在以后面臨類似沖擊時(shí)，不至于出現(xiàn)全市經(jīng)濟(jì)被某一領(lǐng)域的暫時(shí)下滑而拖垮的現(xiàn)象?？傮w看來，鄭州市的綜合實(shí)力將會(huì)穩(wěn)步提升，支柱產(chǎn)業(yè)與邊緣產(chǎn)業(yè)的不斷交流與有機(jī)融合，將使鄭州市的優(yōu)勢(shì)得到更好的發(fā)揮，形成支柱產(chǎn)業(yè)帶動(dòng)周邊產(chǎn)業(yè)，周邊產(chǎn)業(yè)支持支柱產(chǎn)業(yè)的健康穩(wěn)定局面。

參考文獻(xiàn)：

[1]國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)國(guó)家發(fā)展改革委關(guān)于支持支持鄭州建設(shè)國(guó)家中心城市的復(fù)函[EB/OL].http：//www.pkulaw.cn/fulltext_form.aspx？gid=289476，2017-01-22.

[2]馮建中，周德強(qiáng).基于時(shí)序全局主成分分析的河南省經(jīng)濟(jì)發(fā)展動(dòng)態(tài)研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2010，38（29）：16577-16579.

[3]賈欣，程煒杰.世界經(jīng)濟(jì)形勢(shì)回顧及展望[J].對(duì)外經(jīng)貿(mào)，2013（4）：7-9+45.

[4]趙海賓，廖凱，郭忠，吳洪洋.鄭州全域公交協(xié)同發(fā)展對(duì)策研究[J].綜合運(yùn)輸，2020（6）：101-106.

作者簡(jiǎn)介：馬延超（2001.6-），男，河南安陽人，東北師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院在讀本科生。

（東北師范大學(xué)地理科學(xué)學(xué)院 吉林長(zhǎng)春 130012）