基于因子分析法對皖江城市群宜居度評估

張正威　朱金濤　祝雨豪　武玲玲

摘要：“宜居城市”是一個(gè)由自然物質(zhì)環(huán)境和社會(huì)人文環(huán)境構(gòu)成的復(fù)雜巨系統(tǒng)，本文基于因子分析法，通過13個(gè)二級指標(biāo)提取出三大主因子構(gòu)成評價(jià)模型對城市進(jìn)行宜居度評估，從而得出皖江城市群所包含的合肥、蕪湖、馬鞍山、安慶、滁州、池州、銅陵、宣城這8個(gè)地級市的宜居度得分及排名情況，同時(shí)對建設(shè)“宜居城市”提出建設(shè)性意見及對策。

關(guān)鍵詞：宜居城市;因子分析法;皖江城市群;生態(tài)文明

隨著人們生活水平的提高，對所定居的環(huán)境要求也日益提高。中華人民共和國建設(shè)部于2006年決定將《宜居城市科學(xué)評價(jià)指標(biāo)體系研究》列為年度軟科學(xué)科技計(jì)劃項(xiàng)目，“宜居城市標(biāo)準(zhǔn)”也由此而來。生態(tài)宜居城市的提出是對生態(tài)和宜居理念的融合，將二者進(jìn)行互補(bǔ)，揚(yáng)長避短，進(jìn)而推動(dòng)城市沿著健康、和諧的道路實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

目前，在皖江城市帶結(jié)構(gòu)的生態(tài)化和功能人性化的規(guī)劃下，皖江地區(qū)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)進(jìn)入綠色生態(tài)、快速發(fā)展的新階段，此時(shí)進(jìn)行生態(tài)宜居城市評價(jià)，可以更好的貫徹和落實(shí)我國“大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)”的戰(zhàn)略決策部署，同時(shí)推進(jìn)“十三五”時(shí)期經(jīng)濟(jì)與資源、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展和共同進(jìn)步，對創(chuàng)造更優(yōu)化的產(chǎn)業(yè)體系、生態(tài)環(huán)境、社會(huì)結(jié)構(gòu)及人居環(huán)境和增強(qiáng)皖江地區(qū)在新一輪發(fā)展中的競爭力均具有重要的戰(zhàn)略意義。

一、評價(jià)指標(biāo)的確立

評價(jià)指標(biāo)的確立是評價(jià)宜居城市的極其關(guān)鍵的一步，指標(biāo)的選取即要反映出一個(gè)城市的宜居綜合得分，還要結(jié)合所評價(jià)地區(qū)的實(shí)際，才能確保所評價(jià)城市宜居度的真實(shí)性。

通過查閱相關(guān)論文資料[1]、同具有專業(yè)經(jīng)驗(yàn)的指導(dǎo)老師討論，結(jié)合皖江城市群的地理位置、經(jīng)濟(jì)發(fā)展重心等因素，綜合選取以下13個(gè)宜居城市評價(jià)指標(biāo)：生產(chǎn)總值指數(shù)（x1）、人均地區(qū)生產(chǎn)總值（x2）、人均城市道路面積（x3）、城市綠化覆蓋率（x4）、城鎮(zhèn)居民可支配收入（x5）、城市人均受教育年限（x6）、每萬人擁有的體育館數(shù)量（x7）、每萬人擁有的圖書數(shù)量（x8）、人均住房建筑面積（x9）、人均水資源量（x10）、每十萬人口受高等教育數(shù)（x11）、空氣質(zhì)量達(dá)到及好于二級天數(shù)比例（x12）、城鎮(zhèn)化率（x13），以此建立皖江地區(qū)的宜居城市科學(xué)評價(jià)體系。在翻閱《安徽統(tǒng)計(jì)年鑒——2019》和檢索EPS中的中國城市數(shù)據(jù)庫、安徽統(tǒng)計(jì)局官網(wǎng)后，收集并記錄安徽省16個(gè)地級市的所需指標(biāo)數(shù)據(jù)。

二、所獲數(shù)據(jù)的處理

（一）相關(guān)性檢驗(yàn)

在獲取數(shù)據(jù)后，第一步要確定數(shù)據(jù)的可用性。運(yùn)用專業(yè)的數(shù)據(jù)處理軟件SPSS25.0進(jìn)行 KMO和Bartlett檢驗(yàn)，所得結(jié)果見表1，該實(shí)驗(yàn)可以比較觀測到的原始變量間的相關(guān)系數(shù)和偏相關(guān)系數(shù)的大小，當(dāng)KOM值越大或顯著性越小時(shí)，說明變量間的相關(guān)關(guān)系越強(qiáng)，所得結(jié)果越符合實(shí)際。本文的KOM值為0.568、顯著性<0.005，表明數(shù)據(jù)滿足做因子分析的要求。

（二）公因子方差

在spss軟件中采取主成分分析法進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，所生成的公因子方差見表2，該表格體現(xiàn)了所提取的因子代表原始數(shù)據(jù)的解釋率，解釋率越高，則代表提取的信息度越好。本文的因子提取率均大于0.6，說明所提取因子的貢獻(xiàn)率較大，即顯著程度較高。

（三）總方差解釋和碎石圖

在進(jìn)行因子提取時(shí)，設(shè)置提取的特征值大于1，以確保提取數(shù)據(jù)的可靠性，所得的總方差解釋表見表3、碎石圖見圖1，由表3中的旋轉(zhuǎn)載荷平方和可知，表中第一個(gè)成分可表達(dá)整體信息的36.644%、第二個(gè)成分可表達(dá)整體信息的29.669%、第三個(gè)成分可表達(dá)整體信息的18.530%，前三個(gè)成分對總方差的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá)到了84.843%，已經(jīng)代表了原始數(shù)據(jù)的絕大部分信息。再結(jié)合碎石圖進(jìn)行判斷，從第四個(gè)特征值點(diǎn)開始，所代表的特征值均小于1且碎石圖走向趨于平穩(wěn)，說明前三項(xiàng)成分可解釋原始數(shù)據(jù)的大部分信息，所得結(jié)論與總方差解釋一致。綜合以上，說明全部的因子指標(biāo)提取三個(gè)主因子最為適宜。

上文可知應(yīng)提取三個(gè)主因子，采用最大方差法進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，根據(jù)旋轉(zhuǎn)后的成分矩陣，將因子貢獻(xiàn)率低于0.5的刪除，所留下的指標(biāo)進(jìn)行歸類至三大主因子中，格式為：因子名稱（序號，主因子分類，因子貢獻(xiàn)率絕對值），具體結(jié)果如下：

人均地區(qū)生產(chǎn)總值（x2，F(xiàn)1，0.953）、城鎮(zhèn)居民可支配收入（x5，F(xiàn)1，0.882）、城市人均受教育年限（x6，F(xiàn)1，0.884）、人均住房建筑面積（x9，F(xiàn)1，0.631）、每十萬人口受高等教育數(shù)（x11，F(xiàn)1，0.927）、城鎮(zhèn)化率（x13，F(xiàn)1，0.868）這六個(gè)指標(biāo)歸為第一個(gè)主因子，對應(yīng)宜居度評價(jià)體系中的經(jīng)濟(jì)發(fā)展與教育水平部分;每萬人擁有的體育館數(shù)量（x7，F(xiàn)2，0.955）、每萬人擁有的圖書數(shù)量（x8，F(xiàn)2，0.937）、人均水資源量（x10，F(xiàn)2，0.938）、空氣質(zhì)量達(dá)到及好于二級天數(shù)比例（x12，F(xiàn)2，0.865）這四個(gè)指標(biāo)歸為第二個(gè)主因子，對應(yīng)宜居度評價(jià)體系中的文化資源與自然環(huán)境部分;生產(chǎn)總值指數(shù)（x1，F(xiàn)3，0.953）、人均城市道路面積（x3，F(xiàn)3，0.782）、城市綠化覆蓋率（x4，F(xiàn)3，0.768）這三個(gè)指標(biāo)歸為第三個(gè)主因子，對應(yīng)宜居度評價(jià)體系中的發(fā)展?jié)摿εc居住舒適部分。

最后提取的三大主因子為：經(jīng)濟(jì)發(fā)展與教育水平（F1）、文化資源與自然環(huán)境（F2）、發(fā)展?jié)摿εc居住舒適部分（F3）。

四、建立得分模型

Spss25.0軟件自帶計(jì)算各因子得分功能，勾選因子得分保存為變量后，根據(jù)生成各成分得分系數(shù)矩陣點(diǎn)擊并拖拽以移動(dòng)乘以各因子數(shù)值點(diǎn)擊并拖拽以移動(dòng)進(jìn)行運(yùn)算，會(huì)自行生成的各因子得分并保存，其計(jì)算公式為：點(diǎn)擊并拖拽以移動(dòng)。在表3中的旋轉(zhuǎn)載荷平方和中可知各主因子對總方差的貢獻(xiàn)率，設(shè)第i個(gè)主因子貢獻(xiàn)率為點(diǎn)擊并拖拽以移動(dòng)、主因子總的貢獻(xiàn)率為點(diǎn)擊并拖拽以移動(dòng)，建立主因子權(quán)重為點(diǎn)擊并拖拽以移動(dòng)，為使結(jié)果明顯，將最后的分?jǐn)?shù)乘以100。綜上，點(diǎn)擊并拖拽以移動(dòng)[2]。

五、各城市綜合得分及排名

根據(jù)上述所建立的得分模型，借助spss25.0軟件進(jìn)行計(jì)算，得出安徽全部城市的得分情況，單獨(dú)提取皖江城市群所包含的合肥、蕪湖、馬鞍山、安慶、滁州、池州、銅陵、宣城這8個(gè)地級市，各城市得分及排名情況見表4。

六、提升城市宜居度的發(fā)展建議

根據(jù)所得皖江城市群城市宜居度的排名和得分情況進(jìn)行分析，宜居度這個(gè)概念所包含的條件是全面的，不能一味的追求經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，更應(yīng)該關(guān)心居民的所需所求[3]，同時(shí)要積極響應(yīng)“綠水青山就是金山銀山”的號召，走經(jīng)濟(jì)可持續(xù)化發(fā)展道路，為居民打造綠色、生態(tài)的居住環(huán)境。綜上所述，就提升城市宜居度所提建議如下：

（1）建設(shè)更多具有文化內(nèi)涵的娛樂設(shè)施：建立例如主題公園等公共設(shè)施，將當(dāng)?shù)鬲?dú)有的文化融入其中，并開展相應(yīng)的文化活動(dòng)，讓居民參入其中，豐富人們?nèi)粘＞裆睢＜訌?qiáng)文化建設(shè)，讓居民從家中走出來，解決鄰里之間互不相識的情況，讓居民更加有歸屬感。

（2）提升小區(qū)居民生活舒適度：可以定期開展問卷調(diào)查，從根本上了解城市居民的居住問題并解決。加強(qiáng)居民基礎(chǔ)生活設(shè)施的建設(shè)，例如建立更加完善的地下水處理系統(tǒng)以防止城市內(nèi)澇產(chǎn)生、加強(qiáng)小區(qū)環(huán)境建設(shè)以解決臟亂差等一系列問題。

（3）優(yōu)化城市及城鎮(zhèn)交通水平：良好的交通環(huán)境，是一個(gè)城市保持運(yùn)轉(zhuǎn)的基本條件，是實(shí)現(xiàn)城市與鄉(xiāng)鎮(zhèn)人力與資源溝通，推動(dòng)城市發(fā)展的必要條件。政府應(yīng)積極規(guī)劃與建設(shè)城市及城鎮(zhèn)交通，并為居民提供方便，快捷，綠色的交通方式（例如：新能源公交，地鐵）。

七、總結(jié)

國內(nèi)外對于城市宜居度的判斷方法有很多種，例如熵值法、主成分分析法等。熵值法其主要原理是通過得到各個(gè)指標(biāo)的信息熵，根據(jù)信息熵的大小確定指標(biāo)的權(quán)重[4]。主成分分析法則是通過正交變換將各項(xiàng)指標(biāo)間可能存在相關(guān)性的變量轉(zhuǎn)換為一組線性不相關(guān)的變量，從而得到影響宜居城市評價(jià)所占權(quán)重較大的相關(guān)指標(biāo)[5]。本文基于因子分析法通過生產(chǎn)總值指數(shù)、城市綠化覆蓋率、人均住房面積等13個(gè)相關(guān)的指標(biāo)，綜合計(jì)算得出了皖江城市群中八個(gè)地級市的城市宜居度。因子分析方法其目的是在變量群中提取公共變量因素，將具有共同本質(zhì)的因子歸為一個(gè)主因子，進(jìn)而克服了主觀隨意性，可以更加準(zhǔn)確的反映各個(gè)地級市的城市宜居度。

參考文獻(xiàn)

[1]李麗萍，郭寶華.關(guān)于宜居城市的幾個(gè)基本問題[J].重慶工商大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，16（3）：54-58.

[2]王宇璇，朱家明.基于因子分析法對城市宜居度的綜合評價(jià)[J].安徽科技學(xué)院學(xué)報(bào)，2018，32（1）：111-116.

[3]董曉峰，楊保軍.宜居城市研究進(jìn)展[J].地球科學(xué)進(jìn)展，2008，23（3）：323-326.

[4]武玲玲，紀(jì)潔.基于熵值法的安徽省生態(tài)宜居度評價(jià)研究[J].廣西師范學(xué)院院報(bào)，2018，35（3）：87-91.

[5]梁文釗，候典安.宜居城市的主成分分析的評價(jià)[J].蘭州大學(xué)學(xué)報(bào)，2008，44（4）：51-54.

項(xiàng)目一：201911306077《基于多方法聯(lián)合的皖江城市帶宜居度評價(jià)》安徽省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目

項(xiàng)目二：2018XSJJD03池州學(xué)院池州市國土資源規(guī)劃勘測院實(shí)踐教育基地