基于主成分分析和系统聚类对山西省城市化水平综合评价

李欣霞　贾文毓

摘要：以山西省各地市州為研究对象，运用主成分分析法和系统聚类法对山西11个地级市城市化水平进行了综合评价，指出了各地市州的城市化发展的不平衡性，提出了促进城市化发展的主要指标和应采取的对应措施，为促进城市化的进一步发展提供参考依据。

关键词：山西；城市化水平；主成分分析；系统聚类

中图分类号：F291

文献标识码：A文章编号：16749944（2017）18021303

1引言

城市化是农村人口向城市集中的过程，是乡村生活方式转为城市生活方式的过程，是农业活动向非农业活动转换的过程。一方面，城市是人类文明的代表，时代的经济、文化、社会、科学的渊薮和焦点，是社会生产力发展的必然产物；另一方面，城市也集中了整个社会生活，整个时代所具有的各种矛盾。

1867年，西班牙工程师塞达（A.Serda）首先使用urbanization一词。20世纪50年代后，随着世界范围内城市化进程加快，城市化水平综合评价指标也越来越多。根据国家统计局数据显示，2015年我国的城市化水平达到56.10%。2015年山西省的城市化水平达到55.02%，与全国相差仅0.08%。

2城市化水平指标体系的构建

城市化发展水平评价指标体系实际上是利用具体的指标对城市化所包括的内容、结构、特征进行具体化、层次化的统计描述和综合评价。本文根据指标体系的全面性、层次性、简要性、可比性和可操作性等原则对城市化水平指标体系进行构建。

由于影响城市化因子是多方面的，不同的分类方法得到的评价指标也有所不同，本文根据指标体系构建原则，构建了由经济城市化水平、人口城市化水平和社会城市化水平3个一级指标以及13个二级指标，以测度山西省11个地市州的城市化水平，反映山西省城市化实际发展水平。具体评价指标体系如表1所示。

3主成分分析

3.1分析过程及结果

根据《山西统计年鉴2016》和山西省各地市州2015年和2014年国民经济统计国民经济和社会发展统计公报，可以构建2015年山西省11个地市州城市化发展水平的原始数据指标，运用IBM SPSS Statistics 19软件对11市城市化发展水平进行主成分分析。

（1）首先对指标进行标准化处理，采用Z-score方法（标准差标准化）保存并显示新生成的变量，表2为标准化后各项指标的相关系数矩阵。该表显示许多变量之间有很强相关性，证明它们之间存在较强的信息重叠，因此有必要对它们进行主成分分析。

（2）然后再按照各公因子的特征值大于1的原则提取3个主成分F1、F2、F3，并计算贡献率和累积贡献率，显示其方差累积贡献率达到83.022%，能够反映原始数据指标的大部分信息，有显著代表性。其主成分特征值及方差贡献率如表3所示。

（3）通过方差最大法，把各指标变量的初始因子载荷矩阵正交旋转后得到表4主成分载荷矩阵。其中载荷值的大小反映了各指标变量与主成分的相关程度。

3.2分析结果

第一主成分贡献率为53.382%，F1与X1，X3，X4，X5，X6，X7，X8，X9，X10，X11，X12，X13呈较强正相关，而这些变量综合反映了城市发展的结构状况，因此可以认为第一主成分F1是城市发展的代表，称为“城市发展综合因子”。第二主成分贡献率为20.646%，F2 与X2、X6、X9呈出较强正相关，这些变量反

映了城市化进程中工业化发展程度，称为“城市工业化因子”。第三主成分贡献率为8.994%，F3与X1、X5、X6，X9呈较强正相关，这些变量反映了非农业人口数量增长的快慢，称为“人口非农化因子”，然后对各个因子的贡献率作为权数，计算山西省11个市的综合得分。公式为：Fi=0.53382F1+0.20646F2+0.08994F3 其中，表示各城市综合得分（i=1，2，3？，11）。F1、F2、F3分别表示各主成分的得分。因此根据标准化的原始数据，按照各个指标，分别代入主成分表达式，就可以得到各主成分下各指标的新数据，即为主成分得分。具体形式可见表4，可以计算出山西省11个市城市化发展水平及排序情况，见表5。

4山西城市体系的聚类分析及其评价

为更直观、清晰地了解山西省11市主成分分析的结果，以Euclidean 距离为度量标准，采用Ward系统聚类分析方法进行聚类分析，它可以根据研究对象多方面的特征进行综合分类，通过分析方法可突出同质性和差异性，其树状图如图1所示。

图中，横轴表示距离，纵轴表示山西省的11个市，从该谱系聚类可以看出 ，在并类距离为15的时候，11个地区可被聚为三类，其中运城市、临汾市、晋中市、忻州市和吕梁市被聚为一类，是第一类，拥有较低的城市化水平，全省排名比较落后，城市发展综合得分、城市工业化得分、城市非农人口得分均比较低，因此要大力发展可持续经济，提高非农人口比重，发展第二产业，特别是承接发达城市的工业产业的扩散，建立具有特色的工业园区和高新技术开发区，同时大力发展第三产业服务业和休闲旅游业；阳泉市、朔州市、大同市、长治市和晋城市被聚为一类，为第二类，拥有比中等城市化水平，大力实施生态建设工程和低碳经济，进一步加快中心城区的建设与发展，加强以县城为重点的小城镇建设，加快发展新的经济增长极，完善第三产业服务功能，完善社会保障制度，切实保障进城农民就业和生活，为农村人口向城镇转移创造条件。；太原市单独为第三类，综合得分排序第一，表明太原市在城市规模、人均GDP、基础设施建设及工业产业结构方面发展优势突出，对山西省的辐射能力较强。但其在城市工业化因子上排序较低，这主要是因为太原的产业结构转变和高新技术产业的不断加快，三次产业结构不断得到优化。

5结语

通过人口、经济、社会城市化评价指标，利用SPSS统计分析软件中的主成分分析法和系统聚类法科学合理地对山西11个地级市的城市化水平进行了测度，并将山西省城市化水平大致分为3个层次，确定了山西省11个地级市城市化进程中的主要影响因素，从而了解城市化发展的主要原因，为山西省各地区城市化的进一步发展提供参考。

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