長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用定量建模分析

顧婧瑜

(上海城投航道建設有限公司，上海 200441)

自1990年起，由于長江深水河段航道建設的進程不斷加快，使地區的經濟快速融入進長三角一體化中，有利于完善交通方式，提高運輸效率，降低運輸成本，對于區域經濟起到了很好的促進作用[1]。基于上海城投航道建設有限公司自2008年12月17日成立以來，主要的經營范圍包括：航道建設投資和項目投資以及參股經營；建設工程項目管理，建設工程技術咨詢服務，對于長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用一直是其重點關注的領域。但在針對長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用研究中可知，通過長江深水河段航道建設為周邊區域的發展提供了基地，有利于區域沿岸地區擴大對外開放和加強與內地的聯系，帶動其城市化工業化的發展，有利于吸引外部投資，帶動區域內經濟發展，為周邊河流發展內外貿易提供了中轉站，利于鞏固國防或民族團結，為區域內的資源整合提供了條件，利于區域內的協調發展。考慮到長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用本身是一個較為抽象的概念，很難用具體的數學變量來對其進行度量[2]。因此，需對長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用進行定量，通過建立一個適當的模型來測度這些量，進而實現對長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用的定量精準分析。在我國，針對長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用定量建模分析十分罕見，該研究領域整體處于百廢待興的狀態[3]。為此，通過了解國外對定量建模的分析，得出在國外主要應用于定量分析的模型包括：Devarajan、Swroop提出的柯布-道格拉斯定量分析模型，一經推出便立即受到相關學者的重點關注，能夠取得一定的研究成果。本文以此為研究依據，對建立長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用進行量化分析，致力于為長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用方面的研究提供更加精準的數據支持。

1 長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用定量建模

結合中國地理學會百年慶典中巨型交通工程對區域經濟發展影響的空間定量模型研究，利用ArcGIS矢量柵格化，通過建立長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用定量模型的方式進行設計。在本文設計的長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用定量模型中，根據長江深水河段航道建設的實際進程以及區域經濟促進方面的各項指標數據，將長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用定量建模分為三步驟依次進行實現[4]。

1.1 數據矢量柵格化

在長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用定量建模前，需對長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用進行矢量柵格化，滿足量化此問題的基本需求[5]。航道建設對區域經濟的促進作用矢量柵格化的具體流程為：首先，列出當前工作空間中所有的長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用數據源，選擇需要柵格化的矢量數據集所在的數據源。而后，在列出所選數據源所有的矢量數據集中，選擇需要柵格化的矢量數據集。在此基礎上，設置柵格值字段，選取一個字段值作為長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用結果數據集的像元值。需要注意的是：柵格值字段中的數值范圍需要與像素格式相匹配，即柵格字段值的取值范圍需要位于結果數據集的像素格式的存儲范圍內，一旦柵格字段值超出結果數據集“像素格式”的存儲范圍時，對應像元的柵格值將被處理成0。最后，完成柵格化相關字段中的參數的設置后，單擊“確定”按鈕，執行矢量柵格化操作，從而得出航道建設對區域經濟的促進作用矢量柵格化結果數據[6]。在航道建設對區域經濟的促進作用矢量柵格化過程中，支持將環境參數設置為全局變量，即將此處設置的參數值作為總柵格環境分析環境參數，其他支持環境參數設置的功能，無需再重復設置。如果在此處不設置環境參數，則分析時讀取柵格分析環境中該參數的設置。對航道建設對區域經濟的促進作用數據矢量柵格化的過程，也就是長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用定量的過程。

1.2 定量數據歸一化獲取

完成航道建設對區域經濟的促進作用數據矢量柵格化后，本文采用成本加權距離分析模塊，從中提取促進作用指數用以代表長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用[7]。從獲取到的長江深水河段航道建設影響區域經濟定量數據變化當中提取有關促進作用指數，根據促進作用指數的高低可以準確的反映出長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用情況。由于獲取到的長江深水河段航道建設影響區域經濟定量數據各不相同，為提高定量數據獲取的效率，需要對定量數據進行歸一化獲取[8]。設定量數據歸一化獲取促進作用指數為N，則其計算公式，如式(1)所示：

N=(P2-P1)/(P2+P1)

(1)

式中，P1—長江深水河段航道建設對區域經濟的促進特征；P2—因素密度。由于長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用在不同指標下都存在較大的差異，但均能夠有效反映出歸一化促進作用指數的合理性[9]。因此，本文通過式(1)得到的定量數據歸一化獲取促進作用指數，能夠為長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用定量模型的建設提供數據支持。

1.3 數據標準化定量處理及權重確定

完成本文定量模型中促進作用指數的獲取后，本文采用ArcGIS Server 9.2軟件中的相關應用程序對自然因素、經濟因素和社會因素中的各項數據進行疊加運算，對數據進行量化處理[10]。由于影響長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用的各項指標數據從分級值和計量單位上，都不具有可比性。因此，為保證定量結果的公平和合理，在建模前應當對數據進行統一的標準化處理，從而使其在參與定量的過程中，保證在分級數量不同的情況下，也不失去因子要素的公平公正性。本文設置各個指標數據的屬性特征數值均在0～1范圍內。設指標體系中與長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用呈正向相關的指標數據為K1，則其計算公式，如式(2)所示：

K1=(M-Mmin)/(Mmax-Mmin)

(2)

式中，M—指標體系中數據的屬性特征值；Mmin—指標體系中數據最小的屬性特征值；Mmax—指標體系中數據最大的屬性特征值；Mmin—指標體系中數據平均的屬性特征值。設指標體系中與長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用呈逆向相關的指標數據為K2，則其計算公式，如式(3)所示：

K2=(Mmax-M)/(Mmax-Mmin)

(3)

在通過式(3)得到逆向相關的指標數據基礎上，本文設計長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用定量模型中的各項指標權重采用多層因子分析方法確定，具體權重分配，見表1。

表1 促進作用定量指標權重分配

根據表1中的權重分配，通過公式(4)計算得出綜合促進作用定量結果：

(4)

式中，Q—各個促進作用定量指標對區域經濟的影響重要性分配權重[11]。利用式(4)，實現模型數據標準化定量處理及權重確定功能。

1.4 定量建模分析航道建設對區域經濟的促進作用

根據數據標準化定量處理及權重確定結果，下述將定量建模分析航道建設對區域經濟的促進作用[12]。首先，在標準范圍內，以交通經濟聯系強度模型為本文建模的基本理論框架，建設長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用定量模型。設長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用定量模型的表達式為U，則其計算公式，如式(5)所示：

(5)

式中，e—長江深水河段航道建設對區域經濟產品的完全消耗系數；p—長江深水河段航道建設后區域經濟總值增值系數；Y—計算期長江深水河段航道建設的總投入[13]。利用上述得到的長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用定量模型，得出最終長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用定量建模分析結果。當建模分析結果U≥0.800，表示為長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用優；當0.600

2 實例分析

2.1 實驗準備

根據上述模型的設計，進行具體實例分析。本次實驗內容為對比兩種定量模型下的回歸系數，回歸系數越高證明該定量模型對于長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用分析精度越高。分別使用傳統定量模型以及本文設計定量模型進行長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用定量分析，設置傳統的定量模型為實驗對照組。在此次的實驗中，為排除外界因素對兩種定量模型在測試過程中的干擾，整體實驗均在統一測試環境下完成，將實驗次數設為10次，并記錄實驗結果，進而判斷兩種定量模型對于長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用的分析能力。

2.2 實驗結果分析與結論

根據上述設計的實驗步驟，采集10組實驗數據，將兩種定量模型下的回歸系數進行對比，回歸系數對比結果，見表2。

表2 實驗結果對比表

通過表2可得出如下的結論：本文設計的定量模型回歸系數最高為0.1765；而對照組僅為0.0315，設計的定量模型回歸系數明顯高于對照組，可以實現對長江深水河段航道建設對區域經濟促進作用的精準定量分析。因此，本文設計定量模型下得出的回歸系數能夠滿足長江深水河段航道建設對區域經濟促進作用定量分析總體要求，可以廣泛應用于長江深水河段航道建設對區域經濟促進作用定量分析方面。

3 結語

通過實驗證明，設計的定量模型在長江深水河段航道建設對區域經濟促進作用定量分析中的具體優勢已經顯現出來。本文通過對長江深水河段航道建設對區域經濟促進作用定量模型進行優化設計，提高長江深水河段航道建設對區域經濟促進作用定量分析精準度。定量模型下回歸系數的高低是保證定量分析精準度的主要衡量標準，驗證了本文設計定量模型的有效性。本文設計的定量模型，不但簡化了定量計算過程，還能夠完成傳統定量模型不能完成的任務。定量模型旨在指導長江深水河段航道建設工作能夠更好的開展。但本文研究立場主要針對長江深水河段航道建設者進行，未過多考慮長江深水河段航道建設所需成本因素，相信這一點，也可以作為長江深水河段航道建設對區域經濟的促進作用定量建模分析領域日后的重點研究方向。