基于主成分分析的城市智能增長率評價模型

張慶隆　朱江　楊鑫

摘要：文章構建了一個關于城市智能增長率的數學模型，以便于對城市當前的可持續發展水平進行評估并對城市未來發展政策的制訂提供參考。為了能夠做出全面而準確的評估，我們建立了一個具有三級指標的評價體系，這個體系被劃分為經濟、社會、資源與環境三個子系統。為了協調整體與部分的關系，我們進行了兩次主成分分析來獲得城市的智能增長率，并將其劃分為不同的等級。應用上述的評估體系對東方市近年來的發展狀況做出評價，發現在2012年之前，東方市一直處于負增長的發展狀態。由于近年來當地政府及時地對發展戰略作出了合理的調整，這座城市的發展狀況不斷得到改善，城市的智能增長率也穩步上升。

關鍵詞：持續發展；智能增長率；三級指標；主成分分析

東方市坐落于中國海南省西南部，擁有悠久的歷史和豐富的資源。它是海南省重要的能源基地和重化工業基地，也是海南西南地區的經濟中心。作為第二批國家新的城市化試點區域，東方市的經濟近年來一直保持快速增長。但是，經濟的快速發展勢必需要以減緩環境與社會的發展等作為代價。因此，對于東方市當年的可持續發展狀況進行合理的評估已經迫在眉睫。

一、評價因素的選取

（一）建立評價指標的原則

1. 綜合性。因為可持續發展的問題涉及到經濟、社會、自然和其他復雜的因素的諸多方面，我們應該盡可能的全面而綜合的來選擇評價因子，使這些因子能夠反映一個地區可持續發展的整體水平。

2. 獲取數據的難度。只有我們成功地獲得相關數據，我們才可以進行評估。此外，我們必須確保數據的客觀性，否則這些數據是沒有意義的。

（二）三級評價指標體系的建立

考慮到建立評價指標的原則，并結合“三E（經濟繁榮、社會公平、環境可持續）”的智能增長原則，本文采用如表1所示的評價指標體系。

二、主成分分析的過程

在這個評價體系中，我們使用三個層次的評價體系來描述一個地區的精明增長指數。就整體而言，三個子系統（經濟系統、社會系統、資源和環境系統）是可持續性評估的一部分。因此我們有必要將這三個系統組合在一起得到一個地區發展的大局。

首先，應用PCA分析三個子系統中每個指標的數據，并根據標準方差大于85%和特征值大于1的條件確定主成分的數量。由此，我們得到每個系統主成分的權重和主成分負荷矩陣。

其次，根據加法合成模型的公式，我們得到每個子系統的綜合評價指數。

然后，我們使用來自各子系統的主成分數據作為指標因素進行第二次主成分分析。可以得到綜合主成分和主成分負荷矩陣。

最后，通過綜合主成分指數的比重得到智能增長的指數。我們對智能增長率進行等級劃分如表2。

三、分析結果

利用SPSS軟件求解，結果如表3。

為了更直觀的體現東方市的智能增長情況，采用EXCEL繪制得折線圖。

四、結論

結合圖1與表5中的數據，我們不難發現，在近些年中，東方市的綜合智能增長率有著穩步的提升。但與此同時，經濟的迅速發展也帶來了社會和環境方面的諸多問題。

在2010年，東方市的綜合評價指數為-0.9202，這說明東方處于非常差的增長情況。之后，隨著經濟的快速發展，城市的綜合評價指數開始逐漸增加。東方市在2012年綜合評價指數達到0.2040，這反映出它正處于一個較好發展過程中。然而在接下來的兩年里，我們可以看到增長率與之前相比有著明顯的下降。這是因為東方市近幾年的綜合發展指數的提升主要以經濟迅猛增長為動力。顯然，經濟的快速發展勢必需要以減緩環境與社會的發展等作為代價。但當經濟的發展達到一定水平時，它對于綜合評價指數的影響與環境和社會相比就會變得不那么顯著。所以，此時落后的環境與社會兩個因素便會抑制綜合評價指數的增長率，使其變得較為平緩。

這種情形提醒我們，在東方市未來的發展過程中，不能夠一味的強調經濟的增速，還應當注重城市的環境與綠化問題，并努力維護社會公平，為居民提供一個更好的生存空間。

參考文獻：

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（作者單位：南京郵電大學自動化學院）