基于PCA的山東沿海城市宜居性評價

文/姜妍 張立新 陶冶

1996年聯合國第二次人居大會提出了城市應當是適宜居住的人類居住地的概念。該概念被提出后，被世界各國所認可，部分國家開始將宜居城市當做國家建設的新理念、新目標。本文基于2007年“宜居城市科學評價標準”，采用主成分分析法，建立社會文明度、經濟富裕度、環境優美度、資源承載度、生活便宜度和公共安全度6項一級指標和17個二級指標體系對這七個山東沿海城市進行宜居性評價，分析影響宜居的最重要因素，為宜居城市建立提供依據。

1.宜居

早在中國先秦和西方古希臘時代就已經出現宜居思想。它圍繞著構建和諧的人與大自然、人與人和人與社區生活的主題。吳良鏞是國內最早研究人居環境理論并進行實證研究的學者。宜居城市內涵的概念多且相似，例如有山水、生態、園林和綠色城市等。

1.1宜居內涵

目前對宜居城市還未給出明確定義，任致遠[1]著重從居住條件的角度出發，給出宜居城市的定義，“宜居城市”需要滿足人們有其居，而且居得起、居得好和居得久的基本要求，總結起來就是：“易居、逸居、康居、安居”。張文忠[2]則認為宜居城市是一個適合居住和適合生活的城市，是宜人的自然、生態環境與社會、人文環境相統一的整體，是城市未來的發展目標。不同時期不同學者對宜居城市的理解和認識有所差異，因此其內涵與實質至今未達成統一。綜合國內研究表明，“宜居城市”要滿足以下要求：就業機會要充分；居住環境要舒適；在發展過程中，我們必須以人為本，走可持續發展之路。

1.2宜居城市評價的目的

從城市整體的角度來分析，城市的宜居程度事關城市的整體發展理念、經濟發展能力和社會發展水平、城市的生態建設現狀等，因此，一個城市的宜居水平影響到該城市的健康發展和綜合競爭力；從城市內部角度來分析，城市內部整體的布局及建設能力、文化的傳承、街區的特色、環境保護、綠化和綠地建設等與宜居城市緊密相關；從人民的角度來分析，城市的宜居程度直接體現在居民的日常生活、心理、觀念和行為等方面。簡而言之，城市的宜居性關乎著人們的生活質量。

因此，不論從哪個角度出發，建設宜居城市，打造宜人的居住環境，對城市的發展和居民日常生活都具有實際的意義。

表1 “ 宜居城市”指標體系

2.主成分分析法

2.1宜居指標構建

宜居城市評價指標的選取是依據2007年中國原建設部發布的《宜居城市科學評價標準》指出城市宜居性評價標準，結合已有宜居城市指標體系的研究，選取社會文明度、經濟富裕度、環境優美度、資源承載度、生活便宜度、公共安全度6個一級指標體系，17個二級指標體系如表1所示。

2.2數據來源

表中各項指標數據來源于2017年《山東省統計年鑒》和2017年威海市、青島市、煙臺市、濰坊市、日照市、東營及濱州國民經濟和社會發展統計年報，并對收集到的數據采用無綱量化標準的處理方法。對于正向指標（越大越好），計算公式為：評價分值=[（Xi-Xmin）/（Xmax-Xmin）]×100；對于逆向指標（越小越好），計算公式為：評價分值=[（Xmax-Xj）/（Xmax-Xmin）]×100。

2.3主成分分析法

主成分分析法的主要原則是利用降維的思想，研究指標體系的內部結構關系，把多個指標轉化為一些相互獨立，且包含原有指標大部分信息（85%以上）的綜合指標。其優點是：主成分分析法確定的權重是基于數據分析得出的，因此不受主觀因素的影響，而重新得到的綜合指標彼此之間相互獨立，減少了信息之間的共性，使得評價結果客觀準確。

（1）使用SPSS24.0軟件對標準化后的數據進行主成分分析。確定主成分因子，最終產生的5個主成分因子，它們的特征向量大于1，累計貢獻率達到94.895%，它表明，這五個主成分因子反映的信息占所有指標信息的94.895%。每個主成分因子的貢獻率所占的百分比、特征值的數值，如表2～1所示。

第一主成分的貢獻率最大為33.59%，是最重要的影響因子。其中就業率（0.941），第三產業人口占就業總人口比（0.908），建成區綠化覆蓋率（0.872），交通事故發生起數（0.867），醫療衛生機構個數（0.804），文化事業占財政支出（0.724），火災安全事故起數（0.548）。反應出各城市社會經濟發展情況，文明程度，環境優美度、社會安全度和生活便捷程度是影響城市宜居的主要因素。

第二主成分的貢獻率為24.479%，其中空氣質量好于或等于二級標準的天數（0.96），人均可用淡水資源總量（0.9），社會保險覆蓋率（0.825），工業固體廢物處置利用率（0.706）。反應出環境質量、社會保障以及人均資源擁有量是影響城市宜居的次要因子。

表2～1 總方差解釋

表2～2 旋轉后成分矩陣

第三主成分的貢獻率為1 8.0 7 9%，其中人口密度（0.913），人均日生活用水總量（0.829），人均擁有道路面積（0.726），城鎮居民人均可支配收入（0.712）。表明居民日常生活環境以及便捷程度和社會經濟發展對城市宜居性有較大影響。

第四主成分的貢獻率為9.82 5%，其中火災安全事故起數（0.804），城市燃氣普及率（0.756）。第五主成分貢獻率為8.9 2 3%，其中人均擁有道路面積（0.554），人均住房面積（0.92）。表明居民日常生活環境以及便捷程度和社會安全程度對城市宜居性有一定影響。

（2）計算結果

對于sp ss24.0軟件分析產生的五個主成分因子，加權計算每個城市的宜居性綜合得分，其中的權重為各個因子的貢獻率。基于主要成分分析法的城市宜居性綜合得分計算公式為：Y=a1*f1+a2*f2+a3*f3+a4*f4+a5*f5。其中a1，a2，a3，a4，a5為各因子的貢獻率，f1，f2，f3，f4，f5為樣本城市在主要因子的作用下的得分，經計算各城市得分，如表2～3所示。

表2～3 各城市得分及排名

（3）小結

表2～3可以看出在第一主要成分社會經濟發展情況，文明程度方面，威海排第一，濰坊最后一名；第二主要成分環境質量、社會保障方面威海排第一，濱州最后一名；第三主要成分環境以及生活便捷程度方面東營排第一，日照倒數第一。最后綜合五個主要成分排名情況得到，排第一名是青島，得分0.56；排第二名的是威海，得分0.54；排名第三是東營得分0.4分，排名第四得是日照，得分0.35；排名第五的是濱州，得分0.23；排名第6的是濰坊，得分0.17；最后一名是煙臺，得分0.14。

整體來看，青島雖然排第一，但是在社會經濟發展方面仍然需要改善；威海在生活便捷程度方面需要加強；東營在社會經濟發展及社會文明程度方面需要加強；日照在社會經濟發展及生活便捷程度方面需要提高；濱州在生活便捷程度方面需要增強；濰坊在社會經濟發展方面需要改進；煙臺在社會經濟發展及生活便捷度方面需要改進。

3.結論

由于僅挑取一部分的指標所以對于SPSS24.0軟件分析所得到的結論不夠準確，僅供參考。通過以上數據分析及所得到的結論，對山東省沿海城市宜居性影響大的指標有經濟富裕度和生活便宜度。

在城市發展的經濟基礎方面，需要構建可持續發展的經濟系統，城市經濟發展要避免對其環境的破壞，形成可持續發展的生產和消費方式。這就要求在生產方面上，采用先進的科學技術管理，使得產業向綠色環保、循環再生化方向發展，城市和產業布局要與環境和生態格局相協調。在消費方面上，鼓勵居民低碳出行，不隨意亂扔垃圾，制造白色污染。從而建造出有利于人民健康生活的和諧社會環境。

在城市發展的生活便捷度方面，需要構建方便快捷的生活系統。首先完善服務設施類型，提供適合不同人群、不同年齡的生活、教育、醫療和娛樂設施等；其次提高服務設施可達性，使居民在其生活圈內最基本的生活需求得到滿足；完善城市道路交通設施，鼓勵出行優選公共交通設施；鼓勵綠色出行方式，改善綠色出行環境，設公共自行車系統，提高居民綠色出行的意識。

我們在進行山東省沿海地區宜居城市建設時，需要不斷提高城市的綜合實力，不斷提高已有宜居城市的質量，使山東省越來越多的城市建設成適宜人類居住與發展的現代宜居城市。