基于主成分分析的云南省系統協調度評價

薛佳文+林幼斌

[摘要]區域發展過程中的人口、資源、環境、經濟和社會等方面之間的關系最終會影響到區域的可持續發展，相互之間的協調關系會促進區域的持續發展，相互之間的不協調關系會導致區域的不持續發展。一個區域發展過程中的人口、資源、環境、經濟、社會等方面表現出的關系，在很大程度上就是該區域的發展模式，即區域協調發展的水平決定著區域發展的模式。因此，一個區域的可持續發展水平不僅僅取決于該區域的發展階段和發展速度，更應該取決于該區域的發展模式。評價一個城市發展模式的方法就是判斷該城市的系統協調度。因此，文章以主成分分析法對云南省城市的系統協調度進行評價。

[關鍵詞]主成分分析法；系統協調度；可持續發展

[DOI]1013939/jcnkizgsc201714148

1主成分分析法

主成分分析法是通過一定的數學變換和數學方法將原變量轉換為新的變量使新變量成為原變量的線性組合，并選取少數幾個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點：首先可以消除指標之間的相關影響，主成分分析在對原變量進行變換后形成了彼此相互獨立的主成分，而且指標間的相關程度越高，主成分分析效果越好。其次可以減少指標選擇的工作量。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，可以舍棄一部分主成分，只取前后方差較大的幾個主成分來代表原變量。主成分分析法的計算步驟：

第一：原始指標數據的標準化。用Z-score法對數據進行標準化變換，即Zij=（xij-ij）1sj，其中：

2指標數據的選擇及處理

21指標數據的選取

在城市形成和發展的過程中，城市資源與環境子系統為城市提供支持、容納、凈化及緩沖功能。城市經濟子系統的核心要素是經濟資源及經濟要素，經濟子系統將物質及能量從核心向分散運轉，以信息的交流為基礎，以資金的有效流動為特征。城市社會和人口子系統主要功能是滿足城市人口的教育、醫療、就業以及居住。城市發展的基礎是經濟的發展同時要保持一定規模的人口、持續可利用的資源、良好的社會環境以及良好的生態環境。通過構建云南省城市可持續發展的指標體系，以云南省8個市和8個自治州為研究對象，選取2004年、2009年、2014年三個時間點，從經濟、社會、人口、資源、環境5個系統構建城市可持續發展評價指標體系該部分數據來源于云南統計局，國家統計局云南調查總隊《云南統計年鑒2015》《云南統計年鑒2010》《云南統計年鑒2005》《2005中國區域統計年鑒》。，運用主成分分析法先得到各個城市的每個子系統的得分（F1、F2、F3、F4、F5）。再根據均方差賦值的權重系數（λ1，λ2，λ3，λ4，λ5）采用線性加權的方法，確定區域經濟協調發展綜合評價數學模型，求出城市經濟可持續發展的綜合評價值U，公式為U=λ1×E1+λ2×E2+λ3×E3+λ4×E4。

22數據的歸一化處理

從指標體系的特征分析，可以把指標分為兩種類型：一是發展類指標，該類指標是需要滿足的基本要求，指標越高越好，如國內生產總值；二是逆向指標，即制約類指標，該類指標現狀值若超過一定的限度會制約城市的可持續發展，如工業廢水排放量等。三是中性指標，即數值不是越大越好，也不是越小越好。為了使指標對評價目標影響一致，需要將逆指標和中性指標轉為正指標，即歸一化處理。各指標的上限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X*=M-X，對于中性指標：

X*=2（x-m），若m≤x≤M+m12

2（M-m），若M+m12≤x≤M

3云南省城市系統協調度評價

31模型檢驗

先對經濟子系統13個指標進行KMO和Bartlett球形檢驗，判斷子系統是否滿足主成分分析的條件。從表1可以看出，KMO的檢驗值為0630，說明指標之間相互影響，數據適合進行主成分分析。

根據同樣的方法對2004年、2009年、2014年的資源、環境、人口、社會的子系統進行主成分分析。系統協調度見表2。

33結論

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

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