基于主成分分析和系統聚類對山西省城市化水平綜合評價

李欣霞　賈文毓

摘要：以山西省各地市州為研究對象，運用主成分分析法和系統聚類法對山西11個地級市城市化水平進行了綜合評價，指出了各地市州的城市化發展的不平衡性，提出了促進城市化發展的主要指標和應采取的對應措施，為促進城市化的進一步發展提供參考依據。

關鍵詞：山西；城市化水平；主成分分析；系統聚類

中圖分類號：F291

文獻標識碼：A文章編號：16749944（2017）18021303

1引言

城市化是農村人口向城市集中的過程，是鄉村生活方式轉為城市生活方式的過程，是農業活動向非農業活動轉換的過程。一方面，城市是人類文明的代表，時代的經濟、文化、社會、科學的淵藪和焦點，是社會生產力發展的必然產物；另一方面，城市也集中了整個社會生活，整個時代所具有的各種矛盾。

1867年，西班牙工程師塞達（A.Serda）首先使用urbanization一詞。20世紀50年代后，隨著世界范圍內城市化進程加快，城市化水平綜合評價指標也越來越多。根據國家統計局數據顯示，2015年我國的城市化水平達到56.10%。2015年山西省的城市化水平達到55.02%，與全國相差僅0.08%。

2城市化水平指標體系的構建

城市化發展水平評價指標體系實際上是利用具體的指標對城市化所包括的內容、結構、特征進行具體化、層次化的統計描述和綜合評價。本文根據指標體系的全面性、層次性、簡要性、可比性和可操作性等原則對城市化水平指標體系進行構建。

由于影響城市化因子是多方面的，不同的分類方法得到的評價指標也有所不同，本文根據指標體系構建原則，構建了由經濟城市化水平、人口城市化水平和社會城市化水平3個一級指標以及13個二級指標，以測度山西省11個地市州的城市化水平，反映山西省城市化實際發展水平。具體評價指標體系如表1所示。

3主成分分析

3.1分析過程及結果

根據《山西統計年鑒2016》和山西省各地市州2015年和2014年國民經濟統計國民經濟和社會發展統計公報，可以構建2015年山西省11個地市州城市化發展水平的原始數據指標，運用IBM SPSS Statistics 19軟件對11市城市化發展水平進行主成分分析。

（1）首先對指標進行標準化處理，采用Z-score方法（標準差標準化）保存并顯示新生成的變量，表2為標準化后各項指標的相關系數矩陣。該表顯示許多變量之間有很強相關性，證明它們之間存在較強的信息重疊，因此有必要對它們進行主成分分析。

（2）然后再按照各公因子的特征值大于1的原則提取3個主成分F1、F2、F3，并計算貢獻率和累積貢獻率，顯示其方差累積貢獻率達到83.022%，能夠反映原始數據指標的大部分信息，有顯著代表性。其主成分特征值及方差貢獻率如表3所示。

（3）通過方差最大法，把各指標變量的初始因子載荷矩陣正交旋轉后得到表4主成分載荷矩陣。其中載荷值的大小反映了各指標變量與主成分的相關程度。

3.2分析結果

第一主成分貢獻率為53.382%，F1與X1，X3，X4，X5，X6，X7，X8，X9，X10，X11，X12，X13呈較強正相關，而這些變量綜合反映了城市發展的結構狀況，因此可以認為第一主成分F1是城市發展的代表，稱為“城市發展綜合因子”。第二主成分貢獻率為20.646%，F2 與X2、X6、X9呈出較強正相關，這些變量反

映了城市化進程中工業化發展程度，稱為“城市工業化因子”。第三主成分貢獻率為8.994%，F3與X1、X5、X6，X9呈較強正相關，這些變量反映了非農業人口數量增長的快慢，稱為“人口非農化因子”，然后對各個因子的貢獻率作為權數，計算山西省11個市的綜合得分。公式為：Fi=0.53382F1+0.20646F2+0.08994F3 其中，表示各城市綜合得分（i=1，2，3？，11）。F1、F2、F3分別表示各主成分的得分。因此根據標準化的原始數據，按照各個指標，分別代入主成分表達式，就可以得到各主成分下各指標的新數據，即為主成分得分。具體形式可見表4，可以計算出山西省11個市城市化發展水平及排序情況，見表5。

4山西城市體系的聚類分析及其評價

為更直觀、清晰地了解山西省11市主成分分析的結果，以Euclidean 距離為度量標準，采用Ward系統聚類分析方法進行聚類分析，它可以根據研究對象多方面的特征進行綜合分類，通過分析方法可突出同質性和差異性，其樹狀圖如圖1所示。

圖中，橫軸表示距離，縱軸表示山西省的11個市，從該譜系聚類可以看出 ，在并類距離為15的時候，11個地區可被聚為三類，其中運城市、臨汾市、晉中市、忻州市和呂梁市被聚為一類，是第一類，擁有較低的城市化水平，全省排名比較落后，城市發展綜合得分、城市工業化得分、城市非農人口得分均比較低，因此要大力發展可持續經濟，提高非農人口比重，發展第二產業，特別是承接發達城市的工業產業的擴散，建立具有特色的工業園區和高新技術開發區，同時大力發展第三產業服務業和休閑旅游業；陽泉市、朔州市、大同市、長治市和晉城市被聚為一類，為第二類，擁有比中等城市化水平，大力實施生態建設工程和低碳經濟，進一步加快中心城區的建設與發展，加強以縣城為重點的小城鎮建設，加快發展新的經濟增長極，完善第三產業服務功能，完善社會保障制度，切實保障進城農民就業和生活，為農村人口向城鎮轉移創造條件。；太原市單獨為第三類，綜合得分排序第一，表明太原市在城市規模、人均GDP、基礎設施建設及工業產業結構方面發展優勢突出，對山西省的輻射能力較強。但其在城市工業化因子上排序較低，這主要是因為太原的產業結構轉變和高新技術產業的不斷加快，三次產業結構不斷得到優化。

5結語

通過人口、經濟、社會城市化評價指標，利用SPSS統計分析軟件中的主成分分析法和系統聚類法科學合理地對山西11個地級市的城市化水平進行了測度，并將山西省城市化水平大致分為3個層次，確定了山西省11個地級市城市化進程中的主要影響因素，從而了解城市化發展的主要原因，為山西省各地區城市化的進一步發展提供參考。

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