武陵山片区县市竞争力评价研究

张 宾,陈 佳

(1.湖北民族学院 教育学院 湖北 恩施 445000；2.湖北民族学院 理学院，湖北 恩施 445000)

武陵山片区县市竞争力评价研究

张 宾1，2,陈 佳1

(1.湖北民族学院 教育学院 湖北 恩施 445000；2.湖北民族学院 理学院，湖北 恩施 445000)

随着经济的飞速发展,国民越来越注重全民集体发展来达到小康社会,而武陵山片区也是大家所关注的地方.以恩施市为中心,研究了恩施市以及其周边的17个武陵山区的县市从2012年到2014年这3年的发展状况和竞争力大小.由于相关指标过多,这里选取了7个相关的指标:固定资产投资总额、社会消费品零售总额、人均GDP、财政收入、第三产业占GDP比重和年末常住人口，利用K均值聚类分析和因子分析方法分别对这18个县市三年的数据进行处理以及打分,最终得到各县市的最终得分,然后分别进行横向和纵向的比较.得到最终的结果为:黔江区发展情况最好,恩施市其次,丰都县和石门县紧随其后,竞争力比较强.

武陵山片区;县市竞争力;K均值聚类分析;因子分析

近年来,随着国家精准扶贫工作的深入开展,使用科学的统计方法进行精准识贫和综合评价问题成为了社会关注的热点问题之一[1-3].目前国内关于竞争力评价的研究对象在大中城市或者某一省内城市[4-5],很少涉及县市乡镇及跨区域研究[6-7].2011年10月,武陵山片区发展和扶贫攻坚规划出台.《武陵山片区区域发展和扶贫攻坚规划》于2011年10月获得国务院批复,武陵山片区得以逐步发展起来.武陵山片区包括湖北省、湖南省、重庆市、贵州省四个省市的71个县市,其中,湖北11个县市、湖南37个县市区、重庆市7个县区、贵州16个县市.由于这些县市跨度较大,很难进行全面的横向比较[8],故本文以恩施市为中心城市,对其以及其周围的(利川市、建始市、巴东县、宣恩县、咸丰县、来凤县、鹤峰县、石柱县、丰都县、武隆县、黔江区、酉阳县、龙山县、永顺县、桑植县、石门县、慈利县)18个县市进行竞争力的评价研究,从而为促进城市更好的发展提供更好的建议.

1 研究方法

1.1K均值聚类分析原理

K均值聚类是数据点到中心的距离作为优化的目标函数,利用函数求极值的方法得到迭代运算的调整规则.K均值算法以欧几里得距离作为相似度测度,它是求对应某一初始聚类中心向量最优分类,使得评价指标最小.它是一种快速聚类法,其中算法采用误差平方和准则函数作为聚类准则函数.

K均值算法是很典型的基于距离的聚类算法,采用距离作为相似性的评价指标,认为两个对象的距离越近,其相似度就越大.该算法认为簇是由距离靠近的对象组成的,因此把得到紧凑且独立的簇作为最终目标.

K均值法的基本思想是将每一个样品分配给最近中心的类中,具体的算法包括以下几个步骤:

1)将所有的样品分成K个初始类;

2)通过欧几里得距离将每一个样品划入离中心最近的类中,并对获得样品与失去样品的类,计算新的中心坐标;

3)重复步骤2),直到所有的样品都不能再继续分配时为止.

1.2因子分析原理

因子分析是研究从变量群中提取共性因子的统计方法,可以在许多变量中找出隐藏的具有代表性的因子.将相同本质的变量归为一个因子,可以减少变量的数目,还可以检验变量间关系的假设.

例如有n个地理样本,每个样本共有p个指标变量,构成一个n×p阶的地理数据矩阵.当p较大时,在p维空间中考察问题比较麻烦.这时就需要做降维处理,即用较少的综合指标来代替原来指标,并使这些综合指标尽最大量反映原来指标所反映的信息,同时它们之间又彼此独立.记x1,x2,…,xp为原变量指标,z1,z2,…,zm(m≤p)为新变量指标(主成分),则其线性组合为:

(1)

其中,lij是原变量在各主成分上的载荷.

因子分析过程一般经过以下步骤:

2)计算标准化数据的相关系数矩阵,求出相关系数矩阵的特征值和特征向量;

3)进行正交变换,使用方差最大法.使因子载荷两极分化,且旋转后的因子仍然正交;

4)确定因子个数,并计算因子得分,最后进行统计分析.

2 案例分析

2.1数据准备

研究数据来源于《恩施统计年鉴》、《重庆统计年鉴》和《湖南统计年鉴》.在现有研究成果的基础上[9-11],本文综合运用了因子分析和聚类分析,将定量分析和定性分析结合,对以恩施为中心的18个县市的竞争力进行研究.其中指定了固定资产投资总额、社会消费品零售总额、人均GDP、财政收入、第三产业占GDP比重和年末常住人口这6个指标来进行研究[12-13].在此整理了这18个县市从2012年到2014年这三年的数据进行研究分析.

2.2K均值聚类分析

在此分别对这三年的数据进行了K值聚类分析.表1是2012年聚类成员表,表中聚类列给出了各县市所属的类别,分为三个类别,距离列给出了各县市与所属类中心的距离.由表可知,恩施市、石柱县、武隆县、酉阳县和石门县为第一类,丰都县和黔江区为第二类,剩下的县市自动归为为第三类.

表1 2012年聚类成员

表2 最终聚类中心

表2是2012年最终聚类中心表,由聚类成员表和最终聚类中心表可以看出这18个县市被分成三类.第一类包括恩施市、石柱县、武隆县、酉阳县和石门县,这类县市的各个指标都是居中,不是特别好但也不算太差.第二类是丰都县和黔江区,各项指标都很高,特别是固定资产投资总额,明显高于另外两类.第三类的各项指标都是最低的.由此可以看出,第三类的县市还需要着重发展以追赶上另外两类的县市.

表3是2013年聚类成员表,表中聚类列给出了各县市所属的类别,分为三个类别,距离列给出了各县市与所属类中心的距离.由表可知,丰都县和黔江区为第一类,恩施市、石柱县、武隆县、酉阳县和石门县为第二类,剩下的县市自动归为为第三类.

表3 2013年聚类成员

表4 最终聚类中心

表4是2013年最终聚类中心表,由聚类成员表和最终聚类中心表可以看出这18个县市被分成三类.第一类是丰都县和黔江区,各项指标都很高,特别是固定资产投资总额,远高于另外两类.第二类包括恩施市、石柱县、武隆县、酉阳县和石门县,这类县市的各个指标仅次于第一类,和第一类十分相近,有归并为同一类的趋势,都明显都高于第三类.第三类的各项指标都是最低的,这一类县市明显还有很大的发展空间.

表5是2014年聚类成员表,表中聚类列给出了各县市所属的类别,分为三个类别,距离列给出了各县市与所属类中心的距离.由表可知,恩施市、石柱县、武隆县、酉阳县和石门县为第一类,丰都县和黔江区为第二类,剩下的县市自动归为为第三类.

表5 2014年聚类成员

表6 最终聚类中心

表6是2014年最终聚类中心表,由聚类成员表和最终聚类中心表可以看出这18个县市被分成三类.第一类有恩施市、石柱县、武隆县、酉阳县和石门县,这类县市的各个指标都是居中,远高于第三类但又略低于第二类.第二类是丰都县和黔江区,这一类县市的各项指标都高于其他两个类别,特别是固定资产投资总额,明显高于另外两类.第三类的各项指标都是最低的,这类的固定资产投资总额明显低于另两类,而且差别特别大.

从这三年聚类分析得到的结果来看,这18个县市分为了三类,第一类的各项指标都比较高;第二类的各项指标略低于第一类,但也明显高于第三类;剩下的县市为第三类,这类各项指标都很低,尤其是财政收入只有前两类的一半.但是逐年来看,所有类别的指标项都在逐渐提高,说明经济正在慢慢发展.

2.3因子分析

在此分别对三年的数据进行因子分析.因子分析结果会得到县市因子1和因子2的得分,将两个因子得分相加,得到每个县市的总得分,最后按照总得分高低进行排序[14-15].2012年至2014年的因子得分结果分别如表7、表8和表9所示.

其中FAC1_1表示因子1的得分,FAC2_1表示因子2的得分.从2012年的综合得分排名可以看出,黔江区稳居第一,恩施市次之,丰都县第三,而恩施市、丰都县和石门县得分十分相近.由此看出前四个县市发展较快竞争力比较大.

表7 2012年各县市得分

从2013年的综合得分可以看出,黔江区稳居第一,恩施市次之,石门县第三,恩施市、石门县和丰都县得分十分相近,而且对比2012年的排序结果看,石门县和丰都县的排名替换了,石柱县的排名也上升了,而其他的县市并没有多大的变化,由此看出前几个县市发展较快竞争力比较大.

表8 2013年各县市得分

从2014年综合得分可以看出,黔江区稳居第一,恩施市第二,丰都县第三,丰都县和石门县得分十分相近,对比前两年的排序来看,这两个县市的竞争十分明显.酉阳县相比上一年的得分有所下降,而其他的县市并没有多大的变化,由此看出前几个县市发展较快竞争力比较大.

从这三年因子分析的结果来看,黔江区和恩施市的得分排名十分稳定,丰都县和石门县得分相近,处于你追我赶的形势,竞争很强.逐年来看,各县市的得分都有所提高,但酉阳县得分却是呈下降趋势,需要格外注意,加强酉阳县的经济发展.

表9 2014年各县市得分

3 结论

根据上一章节得到的结果,可以得出如下结论:

1)K均值聚类分析得出的结果说明武陵山片区的县市竞争力存在着明显的分层,从这三年的数据结果显示来看,横向比较来看,黔江区和丰都县为第一类,恩施市、石柱县、武隆县、酉阳县和石门县为第二类,剩下的县市自动归为为第三类;而纵向比较所有县市的发展状况都是呈上升趋势.

2)因子分析得出的最终排序结果可以看出,横向比较看黔江区和恩施市的排名相对比较稳定,稳居前两名并没有变化,而丰都县和石门县之间的竞争比较强烈,同时石柱县的经济发展比较快,而且后期相对稳定;纵向比较看大部分的县市随着时间的增长经济也在增加,但酉阳县得分却是一直呈下降趋势,说明酉阳的经济发展并不景气,需要格外注意.

综合以上两种方法的结果看,这18个县市中经济发展最快稳居第一的是黔江区,竞争最为激烈的是恩施市、丰都县和石门县,这三个县市可以说是你追我赶不相上下,其他县市的竞争力虽然不强,但从结果上不难看出,其竞争力也在慢慢增强.县市竞争力的强弱可以反映出县市的经济发展情况[16],而从这种情况来看,这18个县市都有很大的提升空间,所以我们应当为这些县市选择适当的发展和经营方案,贴合当地的实际情况来发展,这样可以更能有效快速的达到最终想要的效果.

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[5] 孙霞.基于因子分析和聚类分析的城市竞争力综合评价：以浙江为例[J].赤峰学院学报(自然科学版),2013(22):53-55.

[6] 李琳,韩宝龙,李祖辉，等.创新型城市竞争力评价指标体系及实证研究：基于长沙与东部主要城市的比较分析[J].经济地理,2011,31(2):224-229.

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责任编辑：时凌

·附录Ⅰ·

2017年总目录

·第一期·

推荐系统研究

张素智，赵亚楠，杨 芮(001)

基于改进遗传算法的otsu图像分割算法

金保华，岳 艳，周 兵(007)

多精度遗址文物三维点云获取技术的研究

朱 黎，胡 涛(011)

全范围模拟机数字仪控系统全仿方案研究

徐 奎，张丹红(016)

面向中文微博命名实体识别的对比研究

朱颢东，杨立志，丁温雪，冯嘉美(019)

LVS/DR、NGINX混合负载均衡集群技术应用研究

陈荣赏，蓝秀锦(023)

一类包含Lévy跳的随机时滞单种群模型的依分布稳定性

吕慧斌，刘志军(027)

求解凸极小化问题的一种带领预校正步的分解方法

李小蓉(031)

带有耦合时滞的不连续非恒等节点复值复杂网络通过反馈控制达到有限时间同步

张 兰(037)

插值函数在学生成绩评定机制中的应用

米盈元，曾雯静(041)

一个救解H-矩阵绝对值线性互补问题的罚方法

李 园(046)

DH[a,b]空间上的连续线性泛函的刻划

李 伟(053)

带有维修活动和加工时间有关的单机排序

基于C#与Proteus双轮电机串口通信系统仿真

辛王毅，李宁栋(059)

轴伸贯流式水轮发电机组关键部件动力特性分析

徐 超，龙 洋，耿东山，廖红华，袁海林，李绍武(063)

基于通信的微网配电系统继电保护配置方案研究

韩仕富(066)

心电信号数字滤波器的设计与实现

杨志方，陈 珏，胡梦蝶，王 磊(071)

微网接入对配电网继电保护影响的研究

瞿朝庆(076)

磷石膏免烧砌块工艺机理的中试研究

潘 登，张电吉，罗惠华，吝曼卿，王章琼(081)

基于组态王与Matlab的三容水箱多变量虚拟控制系统

吴仲民，郑 帅，徐 刚，杨春曦(088)

星斗山植物群落结构及物种多样性

陈 斯，艾训儒，姚 兰，黄 伟，林 勇(092)

瑞丽市珍稀植物千果榄仁资源调查及园林应用

余 潇，邓莉兰，杨自云，赵见明(097)

恩施州森林景观格局分析

童 媛，常 胜(101)

基于武陵山片区产业结构的优化研究

——以湘西州为例

陈望学，张琼枝，周慧婷，钱文舒(107)

小城镇基准地价更新及问题研究

廖凯儿，汤江龙(111)

重庆市各区县综合发展水平差异分析

——基于SPSS主成分分析法和了聚类分析法

常 胜，秦 浪，汤弟伟(114)

·第二期·

一类典型的无时滞神经网络通过优化控制实现有限时间混合外同步

张 宇(121)

具有变时滞的复值神经网络的有限时间同步

周 超(125)

块α-对角占优矩阵的充要条件

高会双，韩贵春(131)

关于椭圆曲线y2=qx(x2+32)的正整数点

赵建红(134)

极体p平均宽度最值问题的存在性

徐晓琴(137)

星体的Lp对偶混合亮度积分

冯丽容(140)

时标上一类Lotka-Volterra模型的周期解的存在性

蒋建新(143)

地理加权回归模型在网络诈骗分析中的应用

鄢文凤，孙玲琍(148)

信息化教育中学生学习行为数据的分类研究

鄢慧文，王 磊，李 波(152)

NQD随机样本经验分布函数列的收敛性

梁 琼(157)

因果图和层次分析法在高校火灾事故分析中的应用

肖欣莹(159)

超高压液相色谱-飞行时间质谱联用快速测定酒中3种甜味剂

洪 健，周大寨，唐巧玉(162)

19%吡唑醚菌酯·烯酰吗啉水分散粒剂对马铃薯早疫病与晚疫病的防治试验

郑小江,滕树锐(167)

紫鸭跖草总黄酮提取工艺优化及抗氧化研究

滕树锐，刘鹏飞，江 念，陈根洪，陈耀兵(171)

云南省榕属植物资源分布研究

余 潇，邓莉兰(176)

基于磁纳米温度测量交变磁场激励系统设计

苏日建，孟得光，杜中州，侯登攀(182)

基于隐写术和关联数码的香烟防伪方法的研究

张 杰，张帅帅，陈启强(186)

无证书聚合签名方案的分析与改进

徐明明，尹毅峰，张 晴，刘 扬，王佳星(190)

基于STC89C52单片机的自动泊车智能小车的设计与实现

喻伟闯,刘世焯,钱 楷,杨 标,陈家茜(195)

在WiFi干扰下的ZigBee网络可靠性研究

徐鹏飞,朱 黎,谭建军,钟万熊,黄定懿(198)

基于SOA的工作流管理系统的关键技术研究

王 畅(203)

基于AMESim的电磁比例换向阀的测试系统仿真与实验研究

廖义德,王 帅(209)

高转速卧式水轮发电机组的设计

徐 超，龙 洋，耿东山 ，廖红华 ，李绍武(212)

基于FPGA的非接触电导检测FIR数字滤波器设计与研究

付 豪,周彬彬,吕 义,袁海林,廖红华(216)

分布式光伏电站监测系统中电力噪声分析

姜 芮，李 琴，钟建伟(219)

高层综合楼防排烟设计评析

杨昌永(224)

基于改进的soble算子和zernike矩遥感图像边缘检测

陈竹安，胡志峰，杨希鹏(229)

基于物元模型的环境与经济增长协调性评价

——以长江中游经济带为例

朱 龙,汤江龙,牛月华,张静敏(235)

·第三期·

不结球白菜耐热相关基因BcPLDγ的克隆和表达分析

徐 海,宋 波,樊小雪,袁希汉,陈龙正(241)

不同海拔梯度马尾松天然群落结构特征研究

陈 斯,刘道聪,林 勇,黄 伟,姚 兰,艾训儒(247)

木林子川陕鹅耳枥+青冈-水马桑群落优势种生态位与种间关联

陈 俊,艾训儒,姚 兰,林 勇,陈 斯,陈思艺(255)

三翅槭种子生物特性及其发芽实验

熊冬兰,余 潇,邓莉兰(261)

蔷薇科水果香气物质的研究进展

徐 廷,马 琼,田 成,周 志(265)

不同发酵菌对腐乳风味的影响

庄 洋,田盼盼,陈美林,单长海,莫开菊(270)

线性规划模型无穷多最优解的一种检验方法

余胜平,吴庆华,刘 坤,陈加毫(278)

松弛变量法求解一类离散系统最优切换问题的全局最优解

何金凤(282)

关于不定方程Mx(x+1)(x+2)(x+3)=Ny(y+1)(y+2)(y+3)其中(M，N)=(5，11)和(6，11)

胡邦群(286)

关于椭圆曲线y2=nx(x2-4)的整数点的一个注记

陈进平(290)

关于(α,m)凸函数的几个积分不等式及其应用

双 叶,尹红萍(292)

基于相关分析-变异系数的地市现代农业评价指标筛选模型及实证

彭国荣(297)

基于自适应粒子群优化算法的光伏电池参数辨识

张 腾，余基映(305)

基于颜色和边缘特征的球员目标分割方法

王 兵,张卫国,孙静茹,张亮亮,黄琨强(309)

奶牛营养配方系统的设计与实现

朱付保,谢利杰,李晓楠(312)

基于Scrapy的分布式爬虫系统的设计与实现

李代祎,谢丽艳,钱慎一,吴怀广(317)

基于VB的电压采集及实时监测系统设计

周文辉,钟建伟 ,周玉超,张建业,黄谋甫,田家俊(323)

动态粒子群算法用于负荷变化的配电网重构

王 力,倪 俊,吕 静,钟建伟(328)

改进蚁群算法在含DG配电系统可靠性评估应用

王 晨,刘 洪，钟建伟,姜 芮,秦明亮(333)

双馈风力发电机的一次调频控制

胡 浪,李时东,袁清晨,徐大为(339)

一种混合算法在配电网故障定位中的研究

庹祖雄,朱于华,胡德洲,刘俊夫(343)

Buck电路输出电流的神经网络PID控制

田家俊，钟建伟(347)

基于Hopfield神经网络的产学研联动调控下高校学生创新能力评价研究

黄大荣，楚晓艳,赵 玲,米 波(352)

医药工程EPC模式风险综合评价

肖 普(357)

·第四期·

基于图像处理非破坏性精确测量魔芋小叶面积

赵青华，杨朝柱，刘二喜，覃 宇，潘娅妮(361)

刺桐叶过氧化物酶催化氧化内分泌干扰物双酚A的研究

赵广华,向运蓉,洪 健,肖 强(366)

不同播种期对黄心乌农艺性状及营养品质的影响

宋 波，徐 海，樊小雪，陈龙正，袁希汉(370)

加工方式对葛仙米营养成分的影响

梅 邢，汪 琼，田 瑞，程 超(374)

铅胁迫对白芨苗生理特性的影响

赵淑玲，陈 强，王让军，黄兆辉，王一峰，周详云(379)

基于HJ1B-CCD1的太湖叶绿素a含量反演

戴芳筠，聂运菊(383)

带有连续状态约束的最优控制问题的近似求解

包巴图吉力根,孙志玲(387)

拟凸变分不等式近似解与拟凸优化问题近似解的关系

陈瑞婷,徐智会(390)

带有时间窗的电商物流终端配送研究

袁雨果，高华峰(394)

生产商与销售商知识创新合作行为的演化博弈

杨 环,田双亮(399)

求解黑箱全局优化问题的一种改进的随机算法

周 喆(403)

一类n维椭球体上的n重积分及估计

孙 燕,杨海涛(409)

恒定行和矩阵的特征值定位

何建锋(413)

Fredholm算子指标在紧扰动、小扰动下的不变性

陈永翠(417)

椭圆曲线y2=qx(x2+4)的正整数点的个数

郑小英，赵建红(420)

支持空间数据移动查询的索引研究

张素智,赵亚楠,杨 芮(423)

一种基于Windows的通用外设管控系统

高发桂(429)

基于OSPF协议的大规模网络拓扑发现模型

蒋亚平,郭 浩,郭培根(434)

基于磁纳米测温的弱磁信号检测系统

李 思，孙 毅，张国良(438)

基于Proteus与LabVIEW的温度测控系统

辛王毅(445)

分布式电源接入对配电网影响的层次综合评估方法

林民仲,钟建伟(449)

基于改进SVPWM的多电平风电并网逆变器的研究

李 沁,李绍武,廖红华,艾 青,高仕红(453)

武陵山片区县市竞争力评价研究

张 宾,陈 佳(458)

湖北省旅游产业-交通运输-区域经济耦合协调度

许辉云,伍 蕾,陈祖龙(463)

基于移动窗口与MCR模型的建设用地适宜性评价

——以武汉市江夏区为例

况 达,陈竹安,危小建,张立亭(471)

从学科专业角度进行科技期刊编辑初审

付少兰,陶 婧(477)

(卷终)

ResearchonCompetitivenessesEvaluationofWulingMountainArea

ZHANG Bin1,2,CHEN Jia1

(1.School of Education,Hubei University for Nationalities,Enshi 445000,China; 2.School of Science,Hubei University for Nationalities,Enshi 445000,China)

With the rapid development of the economy,people are increasingly concerned with the collective development of the whole nation to the well-off society.The Wuling mountain area is also the focus of attention.This paper studies the development and competitiveness of 18 counties/cities in Wuling mountain area from 2012 to 2014.As there are too many related indicators,we selected seven related indicators:total fixed assets investment,retail sales of consumer goods,GDP per capita,fiscal revenue,the share of third industry in the GDP,the permanent population at the end of the year.Then the data of these 18 counties/cities were processed and graded by means ofK-means cluster analysis and factor analysis to obtain the final score of various counties/cities,and then we compared them horizontally and vertically.The result was that the development of Qianjiang District was the best,followed by Enshi City,Fengdu County and Shimen County,and they showed stronger competitiveness.

Wuling mountain area;competitiveness of counties/cities;K-means cluster analysis;factor analysis

2017-06-08.

国家自然科学基金项目(61364030);湖北民族学院青年科研基金(MY2017Q21).

张宾(1984-),男,博士生,讲师,主要从事高维统计推断及数据挖掘的研究.

1008-8423(2017)04-0458-05

10.13501/j.cnki.42-1569/n.2017.12.023

F222.1

A