基于主成分分析的云南省系统协调度评价

[摘要]区域发展过程中的人口、资源、环境、经济和社会等方面之间的关系最终会影响到区域的可持续发展，相互之间的协调关系会促进区域的持续发展，相互之间的不协调关系会导致区域的不持续发展。一个区域发展过程中的人口、资源、环境、经济、社会等方面表现出的关系，在很大程度上就是该区域的发展模式，即区域协调发展的水平决定着区域发展的模式。因此，一个区域的可持续发展水平不仅仅取决于该区域的发展阶段和发展速度，更应该取决于该区域的发展模式。评价一个城市发展模式的方法就是判断该城市的系统协调度。因此，文章以主成分分析法对云南省城市的系统协调度进行评价。

[关键词]主成分分析法；系统协调度；可持续发展

[DOI]1013939/jcnkizgsc201714148

1主成分分析法

主成分分析法是通过一定的数学变换和数学方法将原变量转换为新的变量使新变量成为原变量的线性组合，并选取少数几个在变差信息中占比较大的主成分来分析事物的一种方法。主成分分析法有如下优点：首先可以消除指标之间的相关影响，主成分分析在对原变量进行变换后形成了彼此相互独立的主成分，而且指标间的相关程度越高，主成分分析效果越好。其次可以减少指标选择的工作量。最后主成分分析中各主成分是按方差大小依次排练顺序的，在分析问题时，可以舍弃一部分主成分，只取前后方差较大的几个主成分来代表原变量。主成分分析法的计算步骤：

第一：原始指标数据的标准化。用Z-score法对数据进行标准化变换，即Zij=（xij-ij）1sj，其中：

2指标数据的选择及处理

21指标数据的选取

在城市形成和发展的过程中，城市资源与环境子系统为城市提供支持、容纳、净化及缓冲功能。城市经济子系统的核心要素是经济资源及经济要素，经济子系统将物质及能量从核心向分散运转，以信息的交流为基础，以资金的有效流动为特征。城市社会和人口子系统主要功能是满足城市人口的教育、医疗、就业以及居住。城市发展的基础是经济的发展同时要保持一定规模的人口、持续可利用的资源、良好的社会环境以及良好的生态环境。通过构建云南省城市可持续发展的指标体系，以云南省8个市和8个自治州为研究对象，选取2004年、2009年、2014年三个时间点，从经济、社会、人口、资源、环境5个系统构建城市可持续发展评价指标体系该部分数据来源于云南统计局，国家统计局云南调查总队《云南统计年鉴2015》《云南统计年鉴2010》《云南统计年鉴2005》《2005中国区域统计年鉴》。，运用主成分分析法先得到各个城市的每个子系统的得分（F1、F2、F3、F4、F5）。再根据均方差赋值的权重系数（λ1，λ2，λ3，λ4，λ5）采用线性加权的方法，确定区域经济协调发展综合评价数学模型，求出城市经济可持续发展的综合评价值U，公式为U=λ1×E1+λ2×E2+λ3×E3+λ4×E4。

22数据的归一化处理

从指标体系的特征分析，可以把指标分为两种类型：一是发展类指标，该类指标是需要满足的基本要求，指标越高越好，如国内生产总值；二是逆向指标，即制约类指标，该类指标现状值若超过一定的限度会制约城市的可持续发展，如工业废水排放量等。三是中性指标，即数值不是越大越好，也不是越小越好。为了使指标对评价目标影响一致，需要将逆指标和中性指标转为正指标，即归一化处理。各指标的上限M和下限L分别取各因子序列的最大值和最小值，对于逆指标X*=M-X，对于中性指标：

X*=2（x-m），若m≤x≤M+m12

2（M-m），若M+m12≤x≤M

3云南省城市系统协调度评价

31模型检验

先对经济子系统13个指标进行KMO和Bartlett球形检验，判断子系统是否满足主成分分析的条件。从表1可以看出，KMO的检验值为0630，说明指标之间相互影响，数据适合进行主成分分析。

根据同样的方法对2004年、2009年、2014年的资源、环境、人口、社会的子系统进行主成分分析。系统协调度见表2。

33结论

2004年昆明的系统协调度最高为0471，怒江最低为0089，昆明各个子系统中除了环境外，其他子系统都处于较高的发展水平，而怒江的各个子系统中除了环境子系统得分较高外，其他子系统的得分水平较低，因此造成怒江的系统协调度落后。2009年及2014年的情况与2004年相同，昆明系统协调度仍然最高，怒江系统协调度水平和2004年相同。从空间上看，系统协调度呈现“滇中―滇西―滇西南―滇东―滇西北”逐渐递减的趋势。从系统协调度的角度来看，昆明在发展过程中一直保持较高的系统协调度，2004年昆明的系统协调度与相对落后城市的差距较大，随着时间的推移城市间系统协调度的差距在缩小。

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