基于主成分和聚類分析的城市化綜合評(píng)價(jià)研究

張贇 張榮天

摘要：文章從人口—經(jīng)濟(jì)—空間—生態(tài)—社會(huì)維度上構(gòu)建出城市化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，利用主成分分析法對(duì)2011～2017年甘肅城市化水平進(jìn)行實(shí)證評(píng)價(jià)，并運(yùn)用聚類分析法對(duì)城市化進(jìn)行類型劃分。結(jié)果表明：甘肅省城市化水平在2011～2017年間均有較大程度的提升，發(fā)展水平仍處于不平衡階段。聚類分析得到蘭州市為第一類，城市化水平最高;第二類為金昌與嘉峪關(guān)，其城市化水平處于中等位置;而平?jīng)?、酒泉、武威、慶陽、天水、張掖以及白銀市，其城市化水平目前處于相對(duì)低水平階段。最后，提出了相關(guān)的對(duì)策建議。

關(guān)鍵詞：城市化;主成分分析;聚類分析;對(duì)策建議

城市化即為農(nóng)村地區(qū)轉(zhuǎn)變?yōu)槌鞘羞^程及人口向城市地區(qū)集中的過程，它是當(dāng)今社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要現(xiàn)象之一，在其變化的過程中，會(huì)相應(yīng)引起區(qū)域人口、社會(huì)、產(chǎn)業(yè)及空間等結(jié)構(gòu)的變化，其變化會(huì)對(duì)城市的發(fā)展速度及性質(zhì)等造成一定的影響。1978年以來，國內(nèi)城市化發(fā)展速度逐漸加快，地級(jí)市數(shù)目從1978年的98個(gè)增加到2017年的294個(gè)，城鎮(zhèn)人口增加64102萬人，城鎮(zhèn)化率由改革初期的17.92%增加到現(xiàn)階段的58.52%，但如此快速的發(fā)展也隨之帶來諸多問題，如非正常征地現(xiàn)象加重、各種環(huán)境污染瀕臨出現(xiàn)、城鄉(xiāng)收入之間的差距拉大及資源危機(jī)等現(xiàn)象。因此，如何全面真實(shí)、清晰地反映我國城市化發(fā)展的進(jìn)程，對(duì)城市化發(fā)展進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)具有十分重要的實(shí)踐價(jià)值。本文以甘肅省作為研究案例地，采用主成分分析及聚類分析法對(duì)甘肅省10個(gè)地級(jí)市的城市化水平進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，使其盡可能準(zhǔn)確、真實(shí)地反映該城市的實(shí)際發(fā)展水平，并為當(dāng)?shù)匾院蟮陌l(fā)展提供一定的依據(jù)。

一、城市化水平測度及評(píng)價(jià)

（一）指標(biāo)體系建立

遵循系統(tǒng)性、科學(xué)性、層次性、可操作性以及可代表性的原則，選取26個(gè)指標(biāo)來具體構(gòu)建：非農(nóng)業(yè)人口占總?cè)丝诒戎?、人口自然增長率、總從業(yè)人數(shù)、城市人口密度、人均GDP、二產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP比重、三產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占GDP比重、人均社會(huì)消費(fèi)品零售額、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入、在崗職工平均工資、建成區(qū)面積、年末實(shí)有道路長度、城市排水管道長度、人均城市道路面積、民用汽車擁有量、人均公園綠地面積、建成區(qū)綠化覆蓋率、用水普及率、燃?xì)馄占奥?、固定資產(chǎn)投資總額、醫(yī)療衛(wèi)生機(jī)構(gòu)數(shù)、高等學(xué)校在校學(xué)生數(shù)、科技發(fā)展經(jīng)費(fèi)支出、文化事業(yè)單位數(shù)、郵政業(yè)務(wù)總量、互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)。

（二）主成分分析評(píng)價(jià)

首先，對(duì)其所選擇的指標(biāo)及數(shù)據(jù)進(jìn)行檢驗(yàn)，檢驗(yàn)其是否適用于主成分分析。因此，本文選擇了KMO測度及Bartlett的球形度檢驗(yàn)，KMO的檢驗(yàn)結(jié)果大于0.5，Bartlett的球形度檢驗(yàn)近似卡方分布為1911.676，自由度為325，顯著性為小于0.01，表明了所選取的指標(biāo)彼此之間存在較多的共同因素，適合用于進(jìn)行主成分分析。

其次，將標(biāo)準(zhǔn)化后的數(shù)據(jù)輸入SPSS17.0軟件進(jìn)行運(yùn)算，采用四次方差最大法（Quartimax）進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，并遵循特征值大于1，以及因子個(gè)數(shù)提取時(shí)累積方差貢獻(xiàn)率大于85%的原則，提取6個(gè)主成分，分別記為F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，F(xiàn)4，F(xiàn)5，F(xiàn)6，提取的6個(gè)主成分中其特征值最小的為3.990，其值大于1，方差貢獻(xiàn)率分別達(dá)到：38.993%、17.011%、9.139%、9.050%、6.960%及5.060%，且累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到了86.213%，滿足提取原則，說明了提取的6個(gè)主成分基本反映了原始指標(biāo)體系的所有信息。

最后，使用SPSS軟件，計(jì)算出甘肅省10個(gè)地級(jí)市2011～2017年分別在6個(gè)主成分上的得分，即城市化水平綜合得分F（表1）。通過表1可知：2011～2017年間甘肅城市化水平在整體方向上都在隨著年份的提高而呈現(xiàn)出不同程度上的提升。其中，在2011-2013年的時(shí)間里，除了嘉峪關(guān)市以及慶陽市的城市化水平有稍微下降趨勢外，其他城市的城市化水平都有不同程度的提高;2013～2015年，10個(gè)地級(jí)市的城市化水平均呈現(xiàn)上升的趨勢，其中蘭州市的增幅在10個(gè)地級(jí)市中位于首位最大;2015～2017年，除天水市和酒泉市的城市化水平有輕微下降趨勢之外，其他城市的城市化水平依舊保持上升狀態(tài)。

二、城市化水平聚類分析

為更直觀清晰地了解甘肅省10個(gè)地級(jí)市之間的城市化水平，采用Ward法進(jìn)行系統(tǒng)聚類分析，其度量標(biāo)準(zhǔn)為Euclidean距離。從圖1可知，橫軸代表距離，縱軸代表甘肅省的10個(gè)地級(jí)市，其中，當(dāng)距離為10時(shí)，10個(gè)地級(jí)市被分為3類。

第一類城市為蘭州市。這與蘭州市作為甘肅省會(huì)的地位相匹配，具有相對(duì)發(fā)達(dá)的科教、豐富的旅游資源，綜合能力強(qiáng)的工業(yè)、便利的交通，相對(duì)完善的基礎(chǔ)設(shè)施，但在環(huán)境綠化方面相對(duì)落后，與其省會(huì)城市的地位相對(duì)不符，主要由于其人多、規(guī)模大等原因造成。第二類城市為金昌與嘉峪關(guān)。其城市化水平僅低于蘭州市，嘉峪關(guān)由于其較小的占地面積，因此其在各方面的發(fā)展都僅次于蘭州市，而金昌在城市生活方式、教育方式及經(jīng)濟(jì)發(fā)展方面都相對(duì)落后，相對(duì)而言其交通相對(duì)偏僻，產(chǎn)業(yè)發(fā)展相對(duì)滯后，其所在地只有一所高校，這些因素都導(dǎo)致了其城市化水平相對(duì)落后。其余7個(gè)城市都屬于第三類城市。城市化水平各項(xiàng)指標(biāo)都低于一、二類城市，相比其他5個(gè)城市，天水、平?jīng)龅姆寝r(nóng)業(yè)人口比重分別為33.6%、34.03%，很顯然其農(nóng)業(yè)人口規(guī)模依然較大，致使城市化水平落后。

三、結(jié)論與建議

以甘肅省為案例地，從人口—空間—經(jīng)濟(jì)—生態(tài)—社會(huì)維度上構(gòu)建城市化評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，綜合運(yùn)用主成分分析法、聚類分析等方法開展2011～2017年甘肅城市化綜合評(píng)價(jià)。得到以下結(jié)論：甘肅省10個(gè)地級(jí)市的城市化水平在2011～2017年間均有較大程度的提升，尤其是在近兩年以來發(fā)展速度更快。但同時(shí)各城市間的發(fā)展水平仍處于不平衡階段，其中蘭州處于領(lǐng)先地位，其次是嘉峪關(guān)與金昌，其他城市均處于較為滯后狀態(tài)。但城市化的快速發(fā)展也會(huì)隨之帶來一系列的問題出現(xiàn)，如非正常征地現(xiàn)象加重、各種環(huán)境污染現(xiàn)象快速出現(xiàn)、同時(shí)城鄉(xiāng)收入之間的差距進(jìn)一步拉大、資源危機(jī)等現(xiàn)象比比皆是。因此，在加大城市化水平發(fā)展的同時(shí)，要協(xié)調(diào)好經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、第三產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，同時(shí)加大人口城市化的保障，加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施以及環(huán)境綠化和公共服務(wù)等方面的保護(hù)。