基于因子分析的全国各省市基础设施现代化研究

彭妍　沈陆明

[摘要]文章通过收集我国2016年共31个省份在四个基础设施水平方面的数据，构建含有15个变量的评价指标体系进行实证研究，建立因子分析模型，综合分析和比较全国各地区的基础设施现代化的发展水平。由综合得分排名图发现我国省份基础设施现代化水平具有从东南沿海地区向内陆地区递减的规律，具体表现为西藏自治区的水平最差，北京市、浙江省和广东省的发展水平最高。

[关键词]基础设施；现代化水平；因子分析；综合评价指标体系

[DOI]10.13939/i.cnki.zgsc.2018.20.008

1 引言

基础设施现代化是城市建设与发展现代化的前提，其直接影响着城市经济系统运行的效率以及城市居民的生活质量。随着我国城市体制的深度改革，以可持续发展为战略目标，加强城市基础设施现代化建设是必不可少的，由于我国各地区经济发展水平及地理位置条件的差异，导致各省份基础设施现代化发展水平有较大的差距。为研究我国各省份的基础设施发展水平，通过查阅文献，从以下四个方面来综合评价基础设施水平，构建含有15个变量的指标体系，如表1所示。

2 指标相关性

进行因子分析的前提是要求各个解释变量之间有较强的相关性，满足前提后才能提取出综合解释原始解释变量信息的少数几个“公共”因子，达到降维和简化问题的目的。为避免各变量量纲对结果的影响，对X1，X2，…，X15，数据进行标准化处理后，应用SPSS软件进行KMO和Bartlett球度检验，得到结果：KMO=0.649（>0.5），Bartlett检验的p值=0.000<0.01，表示原始变量之间有较强的相关性，可以建立因子分析模型进行后续的研究。

3 因子模型的建立

因子模型消除了指标问的相关性，简化了数据结构，既区分了差异，又找到了共性。用F=（F1，F2，…，Fn）'（n<15）表示公共因子，s=（s1，s2，…，sn）'（n<15）表示特殊因子，可建立因子模型。

4 求解过程及结果分析

因子分析由数据的相关阵出发，旨在运用主成分法、主轴因子法及极大似然等方法求得载荷矩阵A，采用正交或斜交等方法进行因子旋转，因子旋转后的载荷矩阵及因子得分系数矩阵发生变化，使得因子矩阵中元素更倾向于0或-1，此时能够找到最好的公共因子。本文由数据的相关性矩阵出发利用主成分法，基于特征值大于1的原则提取公共因子，由SPSS软件运行出的结果表1可知，提取4个“公共”因子，累计贡献率达73%即4个公共因子总共解释原始数据总体方差的73%，为找出最好的因子，更好地对因子进行解释，利用最大方差法进行因子旋转后对因子“命名”。分析旋转后的载荷矩阵表明F1与变量X4、X5、X6、X7的载荷系数最大，即相关系数最大，因此将F.命名为“邮电通信基础设施”；F2与变量X9、X10、X11的载荷系数最大，将F2命名为“环境基础设施”；同理命名F3为“人均道路与人均公园面积”；命名F4为“人均日生活水消耗量”。综上分析，可将影响城市基础设施水平的因素主要分为四大类，即“邮电通信基础设施”“环境基础设施”“人均道路与人均公园面积”及“人均日生活水消耗量”。详见表2和表3。

以各省市的因子得分做出因子得分散点图如图1和图2所示，最后建立综合评价模型，由各因子方差贡献率a（i=l，2，3，4）计算各省市的综合得分，并做出各省市综合得分排名图。

基于对公共因子合理的解释，结合各省市4个公共因子上的得分和综合得分，可评价全国各省市的城市基础设施现代化发展水平。在代表“邮电通信基础设施水平”的因子F1中，北京市、广东省和浙江省在全国中名列前茅，但我国大部分省市的得分聚集在-1～0分之间，表明全国整体水平不高，全国邮电通信基础设施有待整体水平的提升；在代表“环境基础设施水平”的因子F2中，大部分省份得分集中于中等水平，但兩级分化情况严重，得分排名前三名与后三名的省市分别为上海市、重庆市和安徽省；西藏自治区、黑龙江省及甘肃省，这说明由于经济发展及科技发展水平的差异，导致个别省份在生活垃圾无害化处理和一般工业固体废物综合利用等环境基础设施水平差异较大，全国省市在因子F3和因子F4的得分对比分析中，除上海市在F3得分较低以及西藏自治区在F4中得分较低，其余省市发展水平较为均衡。由综合得分排名图（见图3）中可知，北京市、浙江省和广东省的城市基础设施现代化发展水平在全国范围内最高，充分利用了其现有的社会经济基础和技术条件，北京市作为首都城市，城市基础设施发展水平必定是衡量全国水平的标杆，浙江省和广东省拥有优越的地理位置和经济发展条件，高水平的基础设施促进了该地区全面高速化、高质量、高效率发展；综合得分最低的三个省市依次是西藏自治区、甘肃省和贵州省，其中西藏自治区远远低于其他省市的水平，由于西藏偏居祖国一隅，闭塞的交通与独特的高原环境，强烈地影响着城市基础设施水平，总体来看我国基础设施发展水平具有从东南沿海地区向内陆地区递减的规律，偏远地区的城市基础建设水平远不及东部地区的发展水平，城市实力较弱，在基础建设发展方面有待提高。

5 总结

综合上述分析，可将我国省市基础设施现代化水平大致分为三个等级，如表4所示，研究发现较高发展水平的身份大多数位于我国东南沿海地区；中等发展水平的省份大多数位于我国中部地区；位于偏远地区的省份的发展水平较低，如云贵高原、青藏高原等地区。

城市的发展是全面的发展，是社会的全面进步，就我国目前形势而言，东南沿海地区拥有优越的经济发展条件与地理位置优势，提高了全国整体发展的水平，而我国偏远地区应更着眼于城市的基础建设，所谓“下层基础决定上层建筑”，重视城市基础的建设，加强城市硬实力，城市才能更好地发展。总的来说，本文对我国各地区的城市基础设施现代化水平的实证研究仍为初步分析，指标的选取还有待进一步地完善和修正，方法的运用也需要更多地验证。当代社会在高强度发展经济的同时，加强基础设施的建设是必不可少的。

[作者简介]彭妍（1997—），女，湖南岳阳人，湖南农业大学理学院学生，研究方向：统计学；通讯作者：沈陆明（1973—），男，湖南岳阳人，湖南农业大学理学院教授，研究方向：分析几何及应用。