基于投影尋蹤模型的省域公共圖書館發展水平空間分異研究水

[摘要]從基礎設施、資源利用、財政支出、民眾受益4個方面構建我國公共圖書館發展水平評價指標體系，采用基于實數編碼加速遺傳算法優化的投影尋蹤模型，對30個省（除西藏）公共圖書館發展水平進行的實證研究表明，我國省域公共圖書館發展在地理上存在東、中、西階梯分布狀態。東南沿海地區形成以上海為中心的圖書館發展水平高值集聚，在這個高值集聚中心以南、以西形成以福建和四川為中心的異質性突出的區域。在我國西部地區，形成以甘肅、寧夏、新疆為中心的低值集聚中心。

[關鍵詞]公共圖書館 投影尋蹤 空間自相關

[中圖分類號]G250 [文獻標識碼]A

1引言

公共圖書館具有文化傳播、知識教育和信息服務等多種重要職能，是我國開展公共文化服務的重要基地。2013年《全國公共圖書館事業發展“十二五”規劃》的出臺，表明公共圖書館事業在我國社會主義文化建設中具有重要的戰略地位。目前，我國公共圖書館事業正面臨著嚴峻的發展問題，其中不同省份之間不均衡發展是較為突顯的問題之一，因此構建科學的評價指標體系對省域公共圖書館的發展現狀進行評價，并探究其空間分布格局，有助于圖書館資源的均衡有效配置，也是不同省份開展公共圖書館評估定級工作和政府文化建設績效考核的基礎，可以為全國公共圖書館事業發展“十三五”規劃的制定提供參考依據，具有重要的研究意義。

國外學者對公共圖書館評價體系的研究較為深入。其研究內容逐漸從基礎設施、從業人員、資源效用和服務質量等方面轉向探究公共圖書館發展與社會效益、經濟學、管理學等外部范疇的相關性。其代表人物有Morse、Orr、Zweizig、Lancsate、Sawyer等；國內學者多把研究的焦點放在公共圖書館發展水平的實證研究上，綜合運用數學模型對各地區公共圖書館的發展現狀進行評價。例如，任玉翠、劉輝采用聚類分析法，楊志和構建模糊評價體系，牛勇平、王立成采取因子分析模型，廉超、何小貞運用灰色關聯分析方法，程慧平、萬莉、張熠運用偏最小二乘結構方程模型，胡弢通過泰爾指數及空間自相關分析法，對我國公共圖書館的發展現狀進行了定性及定量的分析與研究。

國內對圖書館事業發展水平的評價方法雖然很多，但多數研究方法均存在一定的缺陷。主觀賦權法在科學性和客觀性方面有所欠缺，其研究結論不能保證正確性；灰色系統評估由于采用的灰色聚類的觀測對象有較多特征指標，難以進行準確的分類，需依據專家經驗人為確定最優解，最優解的不同使得測評結果存在差異；熵權法雖解決了人為因素問題，但由于對信息無序度的依賴，使得各屬性權重易出現平均化；模糊綜合評判無法確定專家給出的權重矩陣為各屬性在低維度空間的最優投影值等。對于我國省域公共圖書館發展水平的研究，由于采用的模型不同，得到的結果存在出入，使得結果的準確性無法確定。而在研究內容上，學者多數采取個別年份的截面數據對圖書館發展水平進行評價，較少采用空間分析模型進行研究，同時將時間、空間維度納入分析框架的研究更為少見，特別缺乏系統性、前瞻性的研究，所以國內對公共圖書館發展水平的評價研究具有較大的提升空間。為此，本文采用投影尋蹤模型對我國2009—2013年省域公共圖書館發展水平動態數據進行實證研究，并結合Geoda軟件進行自相關分析，以期直觀呈現我國省域圖書館發展不平衡的現象，并依此提出相關對策與建議。

2研究方法

2.1基于投影尋蹤模型的評價指標體系構建

根據程慧平、胡弢等人的研究，參考2009—2013年《中國文化文物統計年鑒》可提供的指標數據，考慮到指標的可獲取性、系統性、動態性、可量化性、綜合性以及我國公共圖書館的發展現狀，本文從基礎設施、資源利用、財政支出和民眾受益4個子系統、23個具體要素建立了公共圖書館發展水平的測度指標體系（見表1），這些測度指標較全面地反映了公共圖書館的各方面特性及關聯關系。由于西藏自治區的部分指標數據缺乏，加之沒有港澳臺地區的相關數據，所以我們評價的對象是我國除這3個地區之外的30個省、市、自治區。

投影尋蹤（Projection Pursuit，簡稱PP）是用來分析處理非正態、高維度數據的一種行之有效的統計方法，其出發點是把高維數據投影到低維子空間，采用投影指標函數來反映高維數據結構可能性的大小，進而尋找最優投影值。本文將其引入圖書館評價模型，進行了有益嘗試。

（2）優化投影方向

各省的公共圖書館發展水平評價指標值獲取后，目標函數Q（a）只隨投影方向的變化而變化。最佳投影方向應實現對數據的最大利用，減少數據損失，可利用以下公式求解最佳投影方向：

對此非線性優化問題，采用實數編碼的加速遺傳算法（RAGA）進行全局尋優更為簡便有效。

（3）確定投影值則表示省域公共圖書館發展水平在空間聯系上存在正相關；若z值顯著為負，則表示存在負的空間相關；若z值為0，則表示不存在空間自相關性。為確定局部不同區域間的空間關聯模式，本文用Moran指數散點圖和LISA圖描述區域公共圖書館發展水平與周邊區域的空間差異性。

3結果與分析

3.1公共圖書館發展水平綜合評價

本文根據投影尋蹤模型測算出2009—2013年我國省域公共圖書館的發展水平，同時結合時序加權平均算子確定了時間權向量，最終計算出動態綜合評價投影尋蹤值（見下頁表2），并利用ArcGis作出了相應的格局圖（見下頁圖1），結果如下：

根據綜合投影值以及排名，可分析省域公共圖書館發展水平。從30省的綜合投影尋蹤聚類（Projection Pursuit Classification，簡稱PPC）值來看，相應值分布在0.182 7到3.462 4之間，離散性較好，有明顯的區分性。上述結果基本反映了實際情況，與參考文獻基于偏最小二乘法結構方程模型對我國省域公共圖書館評價得到的排序基本一致。因此，投影尋蹤模型用于公共圖書館發展水平的綜合評價具有可行性。

從表2中可以看出，綜合PPC值最高的省份是廣東（3.4624），遠高于其他省市，且在基礎設施、資源利用、財政支出、民眾受益4個準則層均位列第一，走在公共圖書館發展水平的前列。緊跟其后的是浙江、江蘇、上海，綜合投影值均大于2.40，公共圖書館發展水平較其他省區而言處在高水平。其后是PPC值介于1.0061到1.8154之間的省份，包括山東、遼寧、四川、湖北、福建、河南、湖南、北京、云南、重慶、廣西共11個地區，其公共圖書館建設處于中等發展水平。綜合PPC值介于0.625 5到0.8748之間的地區包括河北、天津、江西、陜西、安徽、山西、內蒙古、黑龍江、新疆、吉林、甘肅共11個地區，其圖書館事業處于弱發展階段。而貴州、寧夏、海南、青海PPC值均小于0.50，其圖書館事業發展處于我國最低水平。其中，青海綜合PPC值僅為0.1827，是唯一一個投影值小于0.2的地區。在基礎設施方面，PPC值最低的為海南；在資源利用和財政支出方面，寧夏均排名最低在民眾受益方面，青海均排名最低。

山東、四川、河南、河北面積廣闊，其基礎設施排名均明顯高于PPC綜合排名。而4個直轄市由于規模較小，僅上海PPC綜合排名靠前，居于第4位，北京、重慶、天津PPC綜合排名分別為第12、14、17位，處于中等發展水平，且4個直轄市在財政支出方面的排名高于基礎設施、資源利用的排名，這說明4個直轄市對公共圖書館的資金支持力度較大，但由于在直轄市的公共圖書館設置中，僅有省級與縣市級，圖書館層級結構相對較少，因此其評價指標體系規模較其他省存在差異。同時，這4個地區應進一步加強基礎設施與資源條件的配置，提高民眾受益水平。

從表2可以看出，PPC綜合排名前5位均為東部地區的省份，前10名中，屬于東部地區的省份有7個，中部地區的省份有2個，分別為湖北、河南，西部地區的省份僅有1個，即四川，排第7位，遙遙領先西部其他省區。而圖書館發展水平后10名中，有西部地區的6個省份，中部地區的3個省份，東部僅海南1個省份，與東部其他省份相差巨大。

根據樣本綜合PPC值，本文利用ArcGis軟件繪制出我國30省份公共圖書館發展水平空間分異圖（見圖1），展現了我國公共圖書館事業發展水平的空間分布情況。

由圖1可以看出，在我國省域公共圖書館發展水平中存在明顯的東西、南北區域性發展現象，以東南沿海地區為核心向外輻射，呈現東部優于西部、南方優于北方的不均衡發展態勢，這與區域發展的經濟實力、科技水平和資源條件息息相關。我國東部沿海地區經濟較為發達，資金雄厚，信息化、流通服務能力與人力資源狀況均能形成良好的互動機制，為公共圖書館的發展提供了有力支撐。江西、安徽雖受到廣東、浙江、江蘇的圖書館發展水平輻射，但是由于區位地理、經濟基礎等條件的限制，信息閉塞，圖書館事業的發展還不夠完善。圖書館發展水平較弱的省區多位于經濟發展水平也相對較弱的中西部地區，其科技水平較低，資金支撐、信息化與流通服務能力均處于較低水平。

3.2公共圖書館發展水平空間自相關分析

（1）全局空間自相關分析

根據各省域行政區間的鄰接關系，本文采用Queen鄰接權重矩陣，在顯著性為0.1的條件下計算2009—2013年的全局Moran指數I，運用GeoDa軟件進行處理，結果如表3所示。

2009年以來Moran’s I的z值全部為正，且p值均小于0.1，說明全局Moran’s I統計量在10%水平下顯著。我國30個省域公共圖書館的發展水平在整體上具有顯著的空間自相關，呈現非隨機的空間分布狀態，即圖書館發展水平較高的區域傾向于聚集，發展水平較低的區域也有聚集傾向。同時，在2011年呈現Moran’s I值最高的現象，說明2011年的公共圖書館發展相互影響，存在一定的關聯性。

（2）局部空間自相關分析

由于全局Moran’s I并未對空間自相關的區域結構進行評價，不能反映出區域內部的集聚特征。為了進一步分析每個省域與周邊區域的局部空間格局分布，檢測局部空間的集聚性與不穩定性，本文選用Moran散點圖和LISA集聚圖對我國30個省域公共圖書館發展水平進行空間統計分析。Moran散點圖將局部空間關聯模式分為HH、HL、LH和LL4種類型。HH（LL）型表示局部Moran’s I值為正，存在較強的空間正相關；HL（LH）型表示局部Moran’sI值為負，存在較強的空間負相關。圖2和表4反映了Moran散點圖展現的分布特征。

Moran散點圖的橫軸是各單元標準化處理后的屬性值，縱軸是基于橫軸對應觀察的加權平均值（同樣經標準化處理），4個象限表達了某區域與周圍區域4類局域空間的聯系。多數省位于第1和第3象限內，屬于正空間相關聯系，即低低聚集和高高聚集。第一象限表示各省域公共圖書館發展高一高（HH）水平的鄰接，在這1象限中的4個省域公共圖書館事業的發展具有較強的空間關聯性，可代表著國內公共圖書館發展水平的核心區域，此類地區產生了空間擴散或溢出，使得區域差異減小，實現了共同發展；第2象限表示國內省域公共圖書館發展低一高（LH）水平的鄰接，該類地區圖書館發展水平較低，受鄰近公共圖書館發展水平較高地區影響較小，空間分異明顯；第3象限為國內省域公共圖書館發展低一低（LL）水平的鄰接，包括14個省，這些地區圖書館發展事業處于較低水平，其臨近的大部分區域的公共圖書館發展水平也較低，這類地區大部分聚集于我國中西部，代表國內公共圖書館發展較為落后的區域；落在Moran圖第4象限的省區，其省域公共圖書館發展水平為高一低（HL）的鄰接，該區域內的圖書館發展程度較高，但是并沒有帶動其周圍區域內公共圖書館的發展。

為在Moran散點圖的基礎上進一步分析各區域的局部相關類型及其聚集區的顯著性水平，本文利用GeoDa軟件進行處理，得到中國30個省域公共圖書館發展水平的LISA集聚圖和顯著性水平檢驗分布圖（見圖3）。

由圖3可以看出，并不是所有的集聚區域都在LISA集聚圖中顯示出來，只有各集聚中心區域得到反映。高值集聚只有上海一個地區，其公共圖書館發展水平較高，并對鄰近區域產生輻射效應；低值集聚有寧夏、新疆和甘肅，且這些地區互相連通，相互影響，圖書館發展水平整體較低；福建處于低高集聚區，四川處于高低集聚區，這兩個地區具有明顯的空間負相關特征，圖書館事業發展聯動性不強，使得與周邊地區圖書館發展水平相異特征突出。由顯著性水平分布圖可知，甘肅在0.01水平下顯著，四川、福建、上海、寧夏、新疆在0.05水平下比較顯著，均符合集聚狀態。

綜合Moran散點圖與Lisa集聚圖可以看出，我國省域公共圖書館發展水平的空間異質性表現為發展水平相對較高的“江浙滬”與發展水平相對較低的“甘新寧”在空間上分別趨于集聚。

4結論與建議

本文運用基于實數編碼遺傳算法優化的投影尋蹤模型，從基礎設施、資源利用、財政支出、民眾受益4個方面構建了我國省域公共圖書館發展水平評價指標體系，對我國30個省（除西藏）2009—2013年公共圖書館發展狀況進行了實證研究，同時結合空間相關分析模型有效揭示了我國省域公共圖書館發展水平的空間分布特征及空間聯系。研究結果表明，我國省域公共圖書館發展在地理上存在明顯的區域差異性和空間分布交錯性。東南沿海地區形成以上海為中心的圖書館發展水平高值集聚，在這個高值集聚中心以南及以西形成以福建和四川為中心的異質性突出的區域；在我國西部地區，形成以甘肅、寧夏、新疆為中心的低值集聚中心。省域公共圖書館發展水平空間分布呈現出的東中西階梯分布狀態與省域經濟發展格局具有很高的吻合性。

公共圖書館具有文化服務的公益性，承擔提高勞動者素質、傳播公共知識、啟迪國民智慧的重要職責，應注重其地理分布格局帶來的社會經濟價值、信息流通能力等其他因素對其區域差異帶來的影響。針對我國省域公共圖書館發展不均衡的現狀，本文提出以下對策建議：

在十八屆五中全會提出的“四大板塊”和“一帶一路”戰略背景下，政府應重視對公共圖書館發展的戰略引導，就發展目標、戰略布局做出總體規劃，為各省域公共圖書館事業的發展創造公平合理的環境。增強公共圖書館發展水平HH、LL、HL、LH 4種集聚模式下的互補性與協調性，促進各圖書館資源的流動。由Moran散點圖可看出，大多數省份的公共圖書館發展水平呈現正空間關聯。HH關聯模式下，即圖書館發展水平高值集聚的“江浙滬”利用其優越的地理位置，已產生了空間擴散效應，但目前這種輻射帶動作用只局限在小范圍的臨近省域。距離東部較遠的廣大中西部地區受增長極的輻射較弱，因此國家要有統籌兼顧的發展策略，加強圖書館發展水平高值集聚中心與周邊地區的聯系，使現有的點、帶狀擴散效應形成相互融合的聯動，增強圖書館高水平發展地區的整體輻射能力，進而不斷縮小地區差異。廣東、浙江、江蘇、上海要加大公共圖書館事業的改革創新，不斷鞏固其領先地位，保證圖書館服務能力的持續穩步提升，并大力提高其圖書館發展事業的集聚與輻射能力，帶動周邊省域的圖書館發展；同時應積極主動幫扶其集聚效應邊緣化的省域，加大與集聚中心的資源分享交流，使產生的輻射效應惠及更多周邊省域甚至全國。對公共圖書館發展水平擴散效應不明顯的省份，要引導圖書館資源在其自身與周邊省域的雙向流動，力爭對周邊落后地區產生正向效應。我國對圖書館發展水平落后的中西部省份如甘肅、寧夏、青海應重點扶持，不僅應在財政、設施、規模、服務上加大投入，也要利用網絡化與數字化背景加大各省域之間的文化傳播機制，突破地理障礙，以豐富落后地區群眾的精神文化生活。此外，應重點培養中西部地區公共圖書館發展水平高值集聚中心，增強人才、物資、信息流建設，確保圖書館事業的公益性主體地位；政府應采取積極的干預政策，設立圖書館發展水平建設的專項資金，并吸引私人投資，加強基礎建設，建立并創新圖書館發展的制度與管理方式，培育中西部各圖書館發展水平高值集聚中心，以輻射效應帶動本地區各省域圖書館同步發展。

對于公共圖書館發展水平存在空間異質性突出的區域，即LH與HL關聯模式下的省域，縮小區域間差異至關重要。發展水平較高的省份如四川、廣東應利用自身優勢，進一步提升服務水平，努力實現與江浙滬高值集聚中心的融合與接軌，從而更好地為落后地區的發展奠定基礎。圖書館發展水平較落后的地區，應結合本區域發展特色，充分利用鄰接高值發展地區的輻射與擴散效應，加強地區之間的文化合作與交流，提升圖書館資源的利用效率，這有助于落后地區借鑒先進的圖書館發展經驗，提高管理水.平，加快自身發展，強化服務意識，從而降低區域間差異。此外，山東、遼寧、四川、湖北要做好集聚中心的承接點，促進圖書館發展水平的流動溢出，可以通過以點帶線，以線帶面的增長方式促進高低值（HL）集聚中心整個區域公共圖書館的發展，從而有效推動我國公共圖書館事業的快速高效發展。

本文依據學者程慧平等人提出的4個維度構建了公共圖書館發展水平評價指標體系，受指標數據的可獲得性以及本人學識水平限制的影響，評價體系尚有待完善；本文僅對我國公共圖書館發展水平的綜合評價以及空間差異進行了探討，對內在分異原因的分析不夠深入，對如何縮小差異把握不夠全面，這將是今后要進一步研究的方向。