基于主成分和聚類分析的城市化綜合評價研究

張贇 張榮天

摘要：文章從人口—經濟—空間—生態—社會維度上構建出城市化評價指標體系，利用主成分分析法對2011～2017年甘肅城市化水平進行實證評價，并運用聚類分析法對城市化進行類型劃分。結果表明：甘肅省城市化水平在2011～2017年間均有較大程度的提升，發展水平仍處于不平衡階段。聚類分析得到蘭州市為第一類，城市化水平最高;第二類為金昌與嘉峪關，其城市化水平處于中等位置;而平涼、酒泉、武威、慶陽、天水、張掖以及白銀市，其城市化水平目前處于相對低水平階段。最后，提出了相關的對策建議。

關鍵詞：城市化;主成分分析;聚類分析;對策建議

城市化即為農村地區轉變為城市過程及人口向城市地區集中的過程，它是當今社會、經濟發展的重要現象之一，在其變化的過程中，會相應引起區域人口、社會、產業及空間等結構的變化，其變化會對城市的發展速度及性質等造成一定的影響。1978年以來，國內城市化發展速度逐漸加快，地級市數目從1978年的98個增加到2017年的294個，城鎮人口增加64102萬人，城鎮化率由改革初期的17.92%增加到現階段的58.52%，但如此快速的發展也隨之帶來諸多問題，如非正常征地現象加重、各種環境污染瀕臨出現、城鄉收入之間的差距拉大及資源危機等現象。因此，如何全面真實、清晰地反映我國城市化發展的進程，對城市化發展進行綜合評價具有十分重要的實踐價值。本文以甘肅省作為研究案例地，采用主成分分析及聚類分析法對甘肅省10個地級市的城市化水平進行綜合評價，使其盡可能準確、真實地反映該城市的實際發展水平，并為當地以后的發展提供一定的依據。

一、城市化水平測度及評價

（一）指標體系建立

遵循系統性、科學性、層次性、可操作性以及可代表性的原則，選取26個指標來具體構建：非農業人口占總人口比重、人口自然增長率、總從業人數、城市人口密度、人均GDP、二產業產值占GDP比重、三產業產值占GDP比重、人均社會消費品零售額、城鎮居民人均可支配收入、在崗職工平均工資、建成區面積、年末實有道路長度、城市排水管道長度、人均城市道路面積、民用汽車擁有量、人均公園綠地面積、建成區綠化覆蓋率、用水普及率、燃氣普及率、固定資產投資總額、醫療衛生機構數、高等學校在校學生數、科技發展經費支出、文化事業單位數、郵政業務總量、互聯網用戶數。

（二）主成分分析評價

首先，對其所選擇的指標及數據進行檢驗，檢驗其是否適用于主成分分析。因此，本文選擇了KMO測度及Bartlett的球形度檢驗，KMO的檢驗結果大于0.5，Bartlett的球形度檢驗近似卡方分布為1911.676，自由度為325，顯著性為小于0.01，表明了所選取的指標彼此之間存在較多的共同因素，適合用于進行主成分分析。

其次，將標準化后的數據輸入SPSS17.0軟件進行運算，采用四次方差最大法（Quartimax）進行旋轉，并遵循特征值大于1，以及因子個數提取時累積方差貢獻率大于85%的原則，提取6個主成分，分別記為F1，F2，F3，F4，F5，F6，提取的6個主成分中其特征值最小的為3.990，其值大于1，方差貢獻率分別達到：38.993%、17.011%、9.139%、9.050%、6.960%及5.060%，且累計貢獻率達到了86.213%，滿足提取原則，說明了提取的6個主成分基本反映了原始指標體系的所有信息。

最后，使用SPSS軟件，計算出甘肅省10個地級市2011～2017年分別在6個主成分上的得分，即城市化水平綜合得分F（表1）。通過表1可知：2011～2017年間甘肅城市化水平在整體方向上都在隨著年份的提高而呈現出不同程度上的提升。其中，在2011-2013年的時間里，除了嘉峪關市以及慶陽市的城市化水平有稍微下降趨勢外，其他城市的城市化水平都有不同程度的提高;2013～2015年，10個地級市的城市化水平均呈現上升的趨勢，其中蘭州市的增幅在10個地級市中位于首位最大;2015～2017年，除天水市和酒泉市的城市化水平有輕微下降趨勢之外，其他城市的城市化水平依舊保持上升狀態。

二、城市化水平聚類分析

為更直觀清晰地了解甘肅省10個地級市之間的城市化水平，采用Ward法進行系統聚類分析，其度量標準為Euclidean距離。從圖1可知，橫軸代表距離，縱軸代表甘肅省的10個地級市，其中，當距離為10時，10個地級市被分為3類。

第一類城市為蘭州市。這與蘭州市作為甘肅省會的地位相匹配，具有相對發達的科教、豐富的旅游資源，綜合能力強的工業、便利的交通，相對完善的基礎設施，但在環境綠化方面相對落后，與其省會城市的地位相對不符，主要由于其人多、規模大等原因造成。第二類城市為金昌與嘉峪關。其城市化水平僅低于蘭州市，嘉峪關由于其較小的占地面積，因此其在各方面的發展都僅次于蘭州市，而金昌在城市生活方式、教育方式及經濟發展方面都相對落后，相對而言其交通相對偏僻，產業發展相對滯后，其所在地只有一所高校，這些因素都導致了其城市化水平相對落后。其余7個城市都屬于第三類城市。城市化水平各項指標都低于一、二類城市，相比其他5個城市，天水、平涼的非農業人口比重分別為33.6%、34.03%，很顯然其農業人口規模依然較大，致使城市化水平落后。

三、結論與建議

以甘肅省為案例地，從人口—空間—經濟—生態—社會維度上構建城市化評價指標體系，綜合運用主成分分析法、聚類分析等方法開展2011～2017年甘肅城市化綜合評價。得到以下結論：甘肅省10個地級市的城市化水平在2011～2017年間均有較大程度的提升，尤其是在近兩年以來發展速度更快。但同時各城市間的發展水平仍處于不平衡階段，其中蘭州處于領先地位，其次是嘉峪關與金昌，其他城市均處于較為滯后狀態。但城市化的快速發展也會隨之帶來一系列的問題出現，如非正常征地現象加重、各種環境污染現象快速出現、同時城鄉收入之間的差距進一步拉大、資源危機等現象比比皆是。因此，在加大城市化水平發展的同時，要協調好經濟結構、第三產業的發展，同時加大人口城市化的保障，加強基礎設施以及環境綠化和公共服務等方面的保護。