長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用定量建模分析

顧婧瑜

(上海城投航道建設(shè)有限公司，上海 200441)

自1990年起，由于長江深水河段航道建設(shè)的進(jìn)程不斷加快，使地區(qū)的經(jīng)濟(jì)快速融入進(jìn)長三角一體化中，有利于完善交通方式，提高運(yùn)輸效率，降低運(yùn)輸成本，對于區(qū)域經(jīng)濟(jì)起到了很好的促進(jìn)作用[1]。基于上海城投航道建設(shè)有限公司自2008年12月17日成立以來，主要的經(jīng)營范圍包括：航道建設(shè)投資和項(xiàng)目投資以及參股經(jīng)營；建設(shè)工程項(xiàng)目管理，建設(shè)工程技術(shù)咨詢服務(wù)，對于長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用一直是其重點(diǎn)關(guān)注的領(lǐng)域。但在針對長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用研究中可知，通過長江深水河段航道建設(shè)為周邊區(qū)域的發(fā)展提供了基地，有利于區(qū)域沿岸地區(qū)擴(kuò)大對外開放和加強(qiáng)與內(nèi)地的聯(lián)系，帶動(dòng)其城市化工業(yè)化的發(fā)展，有利于吸引外部投資，帶動(dòng)區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，為周邊河流發(fā)展內(nèi)外貿(mào)易提供了中轉(zhuǎn)站，利于鞏固國防或民族團(tuán)結(jié)，為區(qū)域內(nèi)的資源整合提供了條件，利于區(qū)域內(nèi)的協(xié)調(diào)發(fā)展。考慮到長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用本身是一個(gè)較為抽象的概念，很難用具體的數(shù)學(xué)變量來對其進(jìn)行度量[2]。因此，需對長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用進(jìn)行定量，通過建立一個(gè)適當(dāng)?shù)哪Ｐ蛠頊y度這些量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用的定量精準(zhǔn)分析。在我國，針對長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用定量建模分析十分罕見，該研究領(lǐng)域整體處于百廢待興的狀態(tài)[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(yīng)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(jīng)推出便立即受到相關(guān)學(xué)者的重點(diǎn)關(guān)注，能夠取得一定的研究成果。本文以此為研究依據(jù)，對建立長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用進(jìn)行量化分析，致力于為長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用方面的研究提供更加精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持。

1 長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用定量建模

結(jié)合中國地理學(xué)會(huì)百年慶典中巨型交通工程對區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)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(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用定量模型的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。在本文設(shè)計(jì)的長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用定量模型中，根據(jù)長江深水河段航道建設(shè)的實(shí)際進(jìn)程以及區(qū)域經(jīng)濟(jì)促進(jìn)方面的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，將長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用定量建模分為三步驟依次進(jìn)行實(shí)現(xiàn)[4]。

1.1 數(shù)據(jù)矢量柵格化

在長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用定量建模前，需對長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用進(jìn)行矢量柵格化，滿足量化此問題的基本需求[5]。航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用矢量柵格化的具體流程為：首先，列出當(dāng)前工作空間中所有的長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用數(shù)據(jù)源，選擇需要柵格化的矢量數(shù)據(jù)集所在的數(shù)據(jù)源。而后，在列出所選數(shù)據(jù)源所有的矢量數(shù)據(jù)集中，選擇需要柵格化的矢量數(shù)據(jù)集。在此基礎(chǔ)上，設(shè)置柵格值字段，選取一個(gè)字段值作為長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用結(jié)果數(shù)據(jù)集的像元值。需要注意的是：柵格值字段中的數(shù)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(jié)果數(shù)據(jù)集的像素格式的存儲(chǔ)范圍內(nèi)，一旦柵格字段值超出結(jié)果數(shù)據(jù)集“像素格式”的存儲(chǔ)范圍時(shí)，對應(yīng)像元的柵格值將被處理成0。最后，完成柵格化相關(guān)字段中的參數(shù)的設(shè)置后，單擊“確定”按鈕，執(zhí)行矢量柵格化操作，從而得出航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用矢量柵格化結(jié)果數(shù)據(jù)[6]。在航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用矢量柵格化過程中，支持將環(huán)境參數(shù)設(shè)置為全局變量，即將此處設(shè)置的參數(shù)值作為總柵格環(huán)境分析環(huán)境參數(shù)，其他支持環(huán)境參數(shù)設(shè)置的功能，無需再重復(fù)設(shè)置。如果在此處不設(shè)置環(huán)境參數(shù)，則分析時(shí)讀取柵格分析環(huán)境中該參數(shù)的設(shè)置。對航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用數(shù)據(jù)矢量柵格化的過程，也就是長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用定量的過程。

1.2 定量數(shù)據(jù)歸一化獲取

完成航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用數(shù)據(jù)矢量柵格化后，本文采用成本加權(quán)距離分析模塊，從中提取促進(jìn)作用指數(shù)用以代表長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用[7]。從獲取到的長江深水河段航道建設(shè)影響區(qū)域經(jīng)濟(jì)定量數(shù)據(jù)變化當(dāng)中提取有關(guān)促進(jìn)作用指數(shù)，根據(jù)促進(jìn)作用指數(shù)的高低可以準(zhǔn)確的反映出長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用情況。由于獲取到的長江深水河段航道建設(shè)影響區(qū)域經(jīng)濟(jì)定量數(shù)據(jù)各不相同，為提高定量數(shù)據(jù)獲取的效率，需要對定量數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化獲取[8]。設(shè)定量數(shù)據(jù)歸一化獲取促進(jìn)作用指數(shù)為N，則其計(jì)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(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)特征；P2—因素密度。由于長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用在不同指標(biāo)下都存在較大的差異，但均能夠有效反映出歸一化促進(jìn)作用指數(shù)的合理性[9]。因此，本文通過式(1)得到的定量數(shù)據(jù)歸一化獲取促進(jìn)作用指數(shù)，能夠?yàn)殚L江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用定量模型的建設(shè)提供數(shù)據(jù)支持。

1.3 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化定量處理及權(quán)重確定

完成本文定量模型中促進(jìn)作用指數(shù)的獲取后，本文采用ArcGIS Server 9.2軟件中的相關(guān)應(yīng)用程序?qū)ψ匀灰蛩亍⒔?jīng)濟(jì)因素和社會(huì)因素中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行疊加運(yùn)算，對數(shù)據(jù)進(jìn)行量化處理[10]。由于影響長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)從分級(jí)值和計(jì)量單位上，都不具有可比性。因此，為保證定量結(jié)果的公平和合理，在建模前應(yīng)當(dāng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)化處理，從而使其在參與定量的過程中，保證在分級(jí)數(shù)量不同的情況下，也不失去因子要素的公平公正性。本文設(shè)置各個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)的屬性特征數(shù)值均在0～1范圍內(nèi)。設(shè)指標(biāo)體系中與長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用呈正向相關(guān)的指標(biāo)數(shù)據(jù)為K1，則其計(jì)算公式，如式(2)所示：

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

(2)

式中，M—指標(biāo)體系中數(shù)據(jù)的屬性特征值；Mmin—指標(biāo)體系中數(shù)據(jù)最小的屬性特征值；Mmax—指標(biāo)體系中數(shù)據(jù)最大的屬性特征值；Mmin—指標(biāo)體系中數(shù)據(jù)平均的屬性特征值。設(shè)指標(biāo)體系中與長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用呈逆向相關(guān)的指標(biāo)數(shù)據(jù)為K2，則其計(jì)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(guān)的指標(biāo)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，本文設(shè)計(jì)長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用定量模型中的各項(xiàng)指標(biāo)權(quán)重采用多層因子分析方法確定，具體權(quán)重分配，見表1。

表1 促進(jìn)作用定量指標(biāo)權(quán)重分配

根據(jù)表1中的權(quán)重分配，通過公式(4)計(jì)算得出綜合促進(jìn)作用定量結(jié)果：

(4)

式中，Q—各個(gè)促進(jìn)作用定量指標(biāo)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的影響重要性分配權(quán)重[11]。利用式(4)，實(shí)現(xiàn)模型數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化定量處理及權(quán)重確定功能。

1.4 定量建模分析航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用

根據(jù)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化定量處理及權(quán)重確定結(jié)果，下述將定量建模分析航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用[12]。首先，在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，以交通經(jīng)濟(jì)聯(lián)系強(qiáng)度模型為本文建模的基本理論框架，建設(shè)長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用定量模型。設(shè)長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用定量模型的表達(dá)式為U，則其計(jì)算公式，如式(5)所示：

(5)

式中，e—長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)產(chǎn)品的完全消耗系數(shù)；p—長江深水河段航道建設(shè)后區(qū)域經(jīng)濟(jì)總值增值系數(shù)；Y—計(jì)算期長江深水河段航道建設(shè)的總投入[13]。利用上述得到的長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用定量模型，得出最終長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用定量建模分析結(jié)果。當(dāng)建模分析結(jié)果U≥0.800，表示為長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用優(yōu)；當(dāng)0.600

2 實(shí)例分析

2.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

根據(jù)上述模型的設(shè)計(jì)，進(jìn)行具體實(shí)例分析。本次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為對比兩種定量模型下的回歸系數(shù)，回歸系數(shù)越高證明該定量模型對于長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用分析精度越高。分別使用傳統(tǒng)定量模型以及本文設(shè)計(jì)定量模型進(jìn)行長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用定量分析，設(shè)置傳統(tǒng)的定量模型為實(shí)驗(yàn)對照組。在此次的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)均在統(tǒng)一測試環(huán)境下完成，將實(shí)驗(yàn)次數(shù)設(shè)為10次，并記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果，進(jìn)而判斷兩種定量模型對于長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用的分析能力。

2.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與結(jié)論

根據(jù)上述設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟，采集10組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，將兩種定量模型下的回歸系數(shù)進(jìn)行對比，回歸系數(shù)對比結(jié)果，見表2。

表2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比表

通過表2可得出如下的結(jié)論：本文設(shè)計(jì)的定量模型回歸系數(shù)最高為0.1765；而對照組僅為0.0315，設(shè)計(jì)的定量模型回歸系數(shù)明顯高于對照組，可以實(shí)現(xiàn)對長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)促進(jìn)作用的精準(zhǔn)定量分析。因此，本文設(shè)計(jì)定量模型下得出的回歸系數(shù)能夠滿足長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)促進(jìn)作用定量分析總體要求，可以廣泛應(yīng)用于長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)促進(jìn)作用定量分析方面。

3 結(jié)語

通過實(shí)驗(yàn)證明，設(shè)計(jì)的定量模型在長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)促進(jìn)作用定量分析中的具體優(yōu)勢已經(jīng)顯現(xiàn)出來。本文通過對長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)促進(jìn)作用定量模型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)促進(jìn)作用定量分析精準(zhǔn)度。定量模型下回歸系數(shù)的高低是保證定量分析精準(zhǔn)度的主要衡量標(biāo)準(zhǔn)，驗(yàn)證了本文設(shè)計(jì)定量模型的有效性。本文設(shè)計(jì)的定量模型，不但簡化了定量計(jì)算過程，還能夠完成傳統(tǒng)定量模型不能完成的任務(wù)。定量模型旨在指導(dǎo)長江深水河段航道建設(shè)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(shè)者進(jìn)行，未過多考慮長江深水河段航道建設(shè)所需成本因素，相信這一點(diǎn)，也可以作為長江深水河段航道建設(shè)對區(qū)域經(jīng)濟(jì)的促進(jìn)作用定量建模分析領(lǐng)域日后的重點(diǎn)研究方向。