基于因子分析的全國各省市基礎設施現代化研究

彭妍　沈陸明

[摘要]文章通過收集我國2016年共31個省份在四個基礎設施水平方面的數據，構建含有15個變量的評價指標體系進行實證研究，建立因子分析模型，綜合分析和比較全國各地區的基礎設施現代化的發展水平。由綜合得分排名圖發現我國省份基礎設施現代化水平具有從東南沿海地區向內陸地區遞減的規律，具體表現為西藏自治區的水平最差，北京市、浙江省和廣東省的發展水平最高。

[關鍵詞]基礎設施；現代化水平；因子分析；綜合評價指標體系

[DOI]10.13939/i.cnki.zgsc.2018.20.008

1 引言

基礎設施現代化是城市建設與發展現代化的前提，其直接影響著城市經濟系統運行的效率以及城市居民的生活質量。隨著我國城市體制的深度改革，以可持續發展為戰略目標，加強城市基礎設施現代化建設是必不可少的，由于我國各地區經濟發展水平及地理位置條件的差異，導致各省份基礎設施現代化發展水平有較大的差距。為研究我國各省份的基礎設施發展水平，通過查閱文獻，從以下四個方面來綜合評價基礎設施水平，構建含有15個變量的指標體系，如表1所示。

2 指標相關性

進行因子分析的前提是要求各個解釋變量之間有較強的相關性，滿足前提后才能提取出綜合解釋原始解釋變量信息的少數幾個“公共”因子，達到降維和簡化問題的目的。為避免各變量量綱對結果的影響，對X1，X2，…，X15，數據進行標準化處理后，應用SPSS軟件進行KMO和Bartlett球度檢驗，得到結果：KMO=0.649（>0.5），Bartlett檢驗的p值=0.000<0.01，表示原始變量之間有較強的相關性，可以建立因子分析模型進行后續的研究。

3 因子模型的建立

因子模型消除了指標問的相關性，簡化了數據結構，既區分了差異，又找到了共性。用F=（F1，F2，…，Fn）'（n<15）表示公共因子，s=（s1，s2，…，sn）'（n<15）表示特殊因子，可建立因子模型。

4 求解過程及結果分析

因子分析由數據的相關陣出發，旨在運用主成分法、主軸因子法及極大似然等方法求得載荷矩陣A，采用正交或斜交等方法進行因子旋轉，因子旋轉后的載荷矩陣及因子得分系數矩陣發生變化，使得因子矩陣中元素更傾向于0或-1，此時能夠找到最好的公共因子。本文由數據的相關性矩陣出發利用主成分法，基于特征值大于1的原則提取公共因子，由SPSS軟件運行出的結果表1可知，提取4個“公共”因子，累計貢獻率達73%即4個公共因子總共解釋原始數據總體方差的73%，為找出最好的因子，更好地對因子進行解釋，利用最大方差法進行因子旋轉后對因子“命名”。分析旋轉后的載荷矩陣表明F1與變量X4、X5、X6、X7的載荷系數最大，即相關系數最大，因此將F.命名為“郵電通信基礎設施”；F2與變量X9、X10、X11的載荷系數最大，將F2命名為“環境基礎設施”；同理命名F3為“人均道路與人均公園面積”；命名F4為“人均日生活水消耗量”。綜上分析，可將影響城市基礎設施水平的因素主要分為四大類，即“郵電通信基礎設施”“環境基礎設施”“人均道路與人均公園面積”及“人均日生活水消耗量”。詳見表2和表3。

以各省市的因子得分做出因子得分散點圖如圖1和圖2所示，最后建立綜合評價模型，由各因子方差貢獻率a（i=l，2，3，4）計算各省市的綜合得分，并做出各省市綜合得分排名圖。

基于對公共因子合理的解釋，結合各省市4個公共因子上的得分和綜合得分，可評價全國各省市的城市基礎設施現代化發展水平。在代表“郵電通信基礎設施水平”的因子F1中，北京市、廣東省和浙江省在全國中名列前茅，但我國大部分省市的得分聚集在-1～0分之間，表明全國整體水平不高，全國郵電通信基礎設施有待整體水平的提升；在代表“環境基礎設施水平”的因子F2中，大部分省份得分集中于中等水平，但兩級分化情況嚴重，得分排名前三名與后三名的省市分別為上海市、重慶市和安徽省；西藏自治區、黑龍江省及甘肅省，這說明由于經濟發展及科技發展水平的差異，導致個別省份在生活垃圾無害化處理和一般工業固體廢物綜合利用等環境基礎設施水平差異較大，全國省市在因子F3和因子F4的得分對比分析中，除上海市在F3得分較低以及西藏自治區在F4中得分較低，其余省市發展水平較為均衡。由綜合得分排名圖（見圖3）中可知，北京市、浙江省和廣東省的城市基礎設施現代化發展水平在全國范圍內最高，充分利用了其現有的社會經濟基礎和技術條件，北京市作為首都城市，城市基礎設施發展水平必定是衡量全國水平的標桿，浙江省和廣東省擁有優越的地理位置和經濟發展條件，高水平的基礎設施促進了該地區全面高速化、高質量、高效率發展；綜合得分最低的三個省市依次是西藏自治區、甘肅省和貴州省，其中西藏自治區遠遠低于其他省市的水平，由于西藏偏居祖國一隅，閉塞的交通與獨特的高原環境，強烈地影響著城市基礎設施水平，總體來看我國基礎設施發展水平具有從東南沿海地區向內陸地區遞減的規律，偏遠地區的城市基礎建設水平遠不及東部地區的發展水平，城市實力較弱，在基礎建設發展方面有待提高。

5 總結

綜合上述分析，可將我國省市基礎設施現代化水平大致分為三個等級，如表4所示，研究發現較高發展水平的身份大多數位于我國東南沿海地區；中等發展水平的省份大多數位于我國中部地區；位于偏遠地區的省份的發展水平較低，如云貴高原、青藏高原等地區。

城市的發展是全面的發展，是社會的全面進步，就我國目前形勢而言，東南沿海地區擁有優越的經濟發展條件與地理位置優勢，提高了全國整體發展的水平，而我國偏遠地區應更著眼于城市的基礎建設，所謂“下層基礎決定上層建筑”，重視城市基礎的建設，加強城市硬實力，城市才能更好地發展。總的來說，本文對我國各地區的城市基礎設施現代化水平的實證研究仍為初步分析，指標的選取還有待進一步地完善和修正，方法的運用也需要更多地驗證。當代社會在高強度發展經濟的同時，加強基礎設施的建設是必不可少的。

[作者簡介]彭妍（1997—），女，湖南岳陽人，湖南農業大學理學院學生，研究方向：統計學；通訊作者：沈陸明（1973—），男，湖南岳陽人，湖南農業大學理學院教授，研究方向：分析幾何及應用。