長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用定量分析

顧婧瑜

(上海城投航道建設(shè)有限公司，上海 寶山 200441)

自1990年起，由于長江深水河段航道建設(shè)的進程不斷加快，使地區(qū)的經(jīng)濟快速融入進長三角一體化中，有利于完善交通方式，提高運輸效率，降低運輸成本，對于區(qū)域經(jīng)濟起到了很好的促進作用[1]?；谏虾３峭逗降澜ㄔO(shè)有限公司自2008年12月17日成立以來，主要的經(jīng)營范圍包括：航道建設(shè)投資和項目投資以及參股經(jīng)營；建設(shè)工程項目管理，建設(shè)工程技術(shù)咨詢服務(wù)，對于長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用一直是本公司重點關(guān)注的領(lǐng)域。但在針對長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用研究中可知，通過長江深水河段航道建設(shè)，為周邊區(qū)域的發(fā)展提供了基地，有利于區(qū)域沿岸地區(qū)擴大對外開放和加強與內(nèi)地的聯(lián)系，帶動其城市化工業(yè)化的發(fā)展，有利于吸引外部投資，帶動區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟發(fā)展，為周邊河流發(fā)展內(nèi)外貿(mào)易提供了中轉(zhuǎn)站，為區(qū)域內(nèi)的資源整合提供了條件，利于鞏固國防和民族團結(jié)和區(qū)域內(nèi)的協(xié)調(diào)發(fā)展。考慮到長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用本身是一個較為抽象的概念，很難用具體的數(shù)學(xué)變量來對其進行度量[2]。因此，需對長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用進行定量，通過建立一個適當?shù)哪Ｐ蛠頊y度這些量，進而實現(xiàn)對長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用的定量精準分析。在我國，針對長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用定量建模分析十分罕見，該研究領(lǐng)域整體處于百廢待興的狀態(tài)[3]。為此，通過了解國外對定量建模的分析，得出在國外主要應(yīng)用于定量分析的模型為Devarajan、Swroop提出的柯布-道格拉斯定量分析模型，一經(jīng)推出便立即受到相關(guān)學(xué)者的重點關(guān)注，能夠取得一定的研究成果。本文以此為研究依據(jù)，對建立長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用進行量化分析，致力于為該方面的研究提供更加精準的數(shù)據(jù)支持。

1 定量建模

結(jié)合中國地理學(xué)會百年慶典中巨型交通工程對區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展影響的空間定量模型研究，利用ArcGIS矢量柵格化，通過建立長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用定量模型的方式進行設(shè)計。在本文設(shè)計的定量模型中，根據(jù)長江深水河段航道建設(shè)的實際進程以及區(qū)域經(jīng)濟促進方面的各項指標數(shù)據(jù)，將長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用定量建模分為三步驟依次進行實現(xiàn)[4]。

1.1 數(shù)據(jù)矢量柵格化

在定量建模前，需對航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用進行矢量柵格化，滿足量化此問題的基本需求[5]。航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用矢量柵格化的具體流程為：首先，列出當前工作空間中所有的航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用數(shù)據(jù)源，選擇需要柵格化的矢量數(shù)據(jù)集所在的數(shù)據(jù)源。而后，在列出所選數(shù)據(jù)源所有的矢量數(shù)據(jù)集中，選擇需要柵格化的矢量數(shù)據(jù)集。在此基礎(chǔ)上，設(shè)置柵格值字段，選取一個字段值作為航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用結(jié)果數(shù)據(jù)集的像元值。需要注意的是：柵格值字段中的數(shù)值范圍需要與像素格式相匹配，即柵格字段值的取值范圍需要位于結(jié)果數(shù)據(jù)集的像素格式的存儲范圍內(nèi)，一旦柵格字段值超出結(jié)果數(shù)據(jù)集“像素格式”的存儲范圍時，對應(yīng)像元的柵格值將被處理成0。最后，完成柵格化相關(guān)字段中的參數(shù)的設(shè)置后，單擊“確定”按鈕，執(zhí)行矢量柵格化操作，從而得出航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用矢量柵格化結(jié)果數(shù)據(jù)[6]。在航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用矢量柵格化過程中，支持將環(huán)境參數(shù)設(shè)置為全局變量，即將此處設(shè)置的參數(shù)值作為總柵格環(huán)境分析環(huán)境參數(shù)，其他支持環(huán)境參數(shù)設(shè)置的功能，無需再重復(fù)設(shè)置。如果在此處不設(shè)置環(huán)境參數(shù)，則分析時讀取柵格分析環(huán)境中該參數(shù)的設(shè)置。對航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用數(shù)據(jù)矢量柵格化的過程，也就是航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用定量的過程。

1.2 定量數(shù)據(jù)歸一化獲取

完成航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用數(shù)據(jù)矢量柵格化后，本文采用成本加權(quán)距離分析模塊，從中提取促進作用指數(shù)用以代表航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用[7]。從獲取到的航道建設(shè)影響區(qū)域經(jīng)濟定量數(shù)據(jù)變化當中提取有關(guān)促進作用指數(shù)，根據(jù)促進作用指數(shù)的高低可以準確的反映出航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用情況。由于獲取到的航道建設(shè)影響區(qū)域經(jīng)濟定量數(shù)據(jù)各不相同，為提高定量數(shù)據(jù)獲取的效率，需要對定量數(shù)據(jù)進行歸一化獲取[8]。設(shè)定量數(shù)據(jù)歸一化獲取促進作用指數(shù)為N，則其計算公式如下：

N=(P2-P1)/(P2+P1)

(1)

式中，P1—長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進特征；P2—因素密度。由于航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用在不同指標下都存在較大的差異，但均能夠有效反映出歸一化促進作用指數(shù)的合理性[9]。因此，本文通過公式(1)得到的定量數(shù)據(jù)歸一化獲取促進作用指數(shù)，能夠為航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用定量模型的建設(shè)提供數(shù)據(jù)支持。

1.3 數(shù)據(jù)標準化定量處理及權(quán)重確定

完成本文定量模型中促進作用指數(shù)的獲取后，本文采用ArcGIS Server 9.2軟件中的相關(guān)應(yīng)用程序?qū)ψ匀灰蛩?、?jīng)濟因素和社會因素中的各項數(shù)據(jù)進行疊加運算，對數(shù)據(jù)進行量化處理[10]。由于影響航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用的各項指標數(shù)據(jù)從分級值和計量單位上，都不具有可比性。因此，為保證定量結(jié)果的公平和合理，在建模前應(yīng)當對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一的標準化處理，從而使其在參與定量的過程中，保證在分級數(shù)量不同的情況下，也不失去因子要素的公平公正性。本文設(shè)置各個指標數(shù)據(jù)的屬性特征數(shù)值均在0～1范圍內(nèi)。設(shè)指標體系中與航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用呈正向相關(guān)的指標數(shù)據(jù)為K1，則其計算公式如下：

K1=(M-Mmin)/(Mmax-Mmin)

(2)

式中，M—指標體系中數(shù)據(jù)的屬性特征值；Mmin—指標體系中數(shù)據(jù)最小的屬性特征值；Mmax—指標體系中數(shù)據(jù)最大的屬性特征值；Mmin—指標體系中數(shù)據(jù)平均的屬性特征值。設(shè)指標體系中與長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用呈逆向相關(guān)的指標數(shù)據(jù)為K2，則其計算公式如下：

K2=(Mmax-M)/(Mmax-Mmin)

(3)

在通過公式(3)得到逆向相關(guān)的指標數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，本文設(shè)計長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用定量模型中的各項指標權(quán)重采用多層因子分析方法確定，具體權(quán)重分配，見表1。

根據(jù)表1中的權(quán)重分配，通過下式計算得出綜合促進作用定量結(jié)果：

(4)

式中，Q—各個促進作用定量指標對區(qū)域經(jīng)濟的影響重要性分配權(quán)重[11]。利用公式(4)，實現(xiàn)模型數(shù)據(jù)標準化定量處理及權(quán)重確定功能。

表1 促進作用定量指標權(quán)重分配

1.4 定量建模分析航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用

根據(jù)數(shù)據(jù)標準化定量處理及權(quán)重確定結(jié)果，下述將定量建模分析航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用[12]。首先，在標準范圍內(nèi)，以交通經(jīng)濟聯(lián)系強度模型為本文建模的基本理論框架，建立航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用定量模型。設(shè)航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用定量模型的表達式為U，則其計算公式如下：

(5)

式中，e—長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟產(chǎn)品的完全消耗系數(shù)；p—長江深水河段航道建設(shè)后區(qū)域經(jīng)濟總值增值系數(shù)；Y—計算期長江深水河段航道建設(shè)的總投入[13]。利用上述得到的航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用定量模型，得出最終航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用定量建模分析結(jié)果。當建模分析結(jié)果U≥0.800，表示為航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用優(yōu)；當0.600

2 實例分析

2.1 實驗準備

根據(jù)上述模型的設(shè)計，進行具體實例分析。本次實驗內(nèi)容為對比兩種定量模型下的回歸系數(shù)，回歸系數(shù)越高證明該定量模型對于長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用分析精度越高。分別使用傳統(tǒng)定量模型以及本文設(shè)計定量模型進行航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用定量分析，設(shè)置傳統(tǒng)的定量模型為實驗對照組。在此次的實驗中，為排除外界因素對兩種定量模型在測試過程中的干擾，整體實驗均在統(tǒng)一測試環(huán)境下完成，將實驗次數(shù)設(shè)為10次，并記錄實驗結(jié)果，進而判斷兩種定量模型對于航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用的分析能力。

2.2 實驗結(jié)果分析與結(jié)論

根據(jù)上述設(shè)計的實驗步驟，采集10組實驗數(shù)據(jù)，將兩種定量模型下的回歸系數(shù)進行對比，回歸系數(shù)對比結(jié)果，見下表2。

表2 實驗結(jié)果對比表

通過表2可得出如下的結(jié)論：本文設(shè)計的定量模型回歸系數(shù)最高為0.1765；而對照組僅為0.0315，設(shè)計的定量模型回歸系數(shù)明顯高于對照組，可以實現(xiàn)對長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟促進作用的精準定量分析。因此，本文設(shè)計定量模型下得出的回歸系數(shù)能夠滿足航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟促進作用定量分析總體要求，可以廣泛應(yīng)用于航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟促進作用定量分析方面。

3 結(jié)語

通過實驗證明，設(shè)計的定量模型在長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟促進作用定量分析中的具體優(yōu)勢已經(jīng)顯現(xiàn)出來。本文通過對長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟促進作用定量模型進行優(yōu)化設(shè)計，提高航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟促進作用定量分析精準度。定量模型下回歸系數(shù)的高低是保證定量分析精準度的主要衡量標準，驗證了本文設(shè)計定量模型的有效性。本文設(shè)計的定量模型，不但簡化了定量計算過程，還能夠完成傳統(tǒng)定量模型不能完成的任務(wù)。定量模型旨在指導(dǎo)長江深水河段航道建設(shè)工作能夠更好的開展。但本文研究立場主要針對長江深水河段航道建設(shè)者進行，未過多考慮航道建設(shè)所需成本因素，相信這一點，也可以作為長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟的促進作用定量建模分析領(lǐng)域日后的重點研究方向。