长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用定量建模分析

顾婧瑜

(上海城投航道建设有限公司，上海 200441)

自1990年起，由于长江深水河段航道建设的进程不断加快，使地区的经济快速融入进长三角一体化中，有利于完善交通方式，提高运输效率，降低运输成本，对于区域经济起到了很好的促进作用[1]。基于上海城投航道建设有限公司自2008年12月17日成立以来，主要的经营范围包括：航道建设投资和项目投资以及参股经营；建设工程项目管理，建设工程技术咨询服务，对于长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用一直是其重点关注的领域。但在针对长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用研究中可知，通过长江深水河段航道建设为周边区域的发展提供了基地，有利于区域沿岸地区扩大对外开放和加强与内地的联系，带动其城市化工业化的发展，有利于吸引外部投资，带动区域内经济发展，为周边河流发展内外贸易提供了中转站，利于巩固国防或民族团结，为区域内的资源整合提供了条件，利于区域内的协调发展。考虑到长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用本身是一个较为抽象的概念，很难用具体的数学变量来对其进行度量[2]。因此，需对长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用进行定量，通过建立一个适当的模型来测度这些量，进而实现对长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用的定量精准分析。在我国，针对长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用定量建模分析十分罕见，该研究领域整体处于百废待兴的状态[3]。为此，通过了解国外对定量建模的分析，得出在国外主要应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，一经推出便立即受到相关学者的重点关注，能够取得一定的研究成果。本文以此为研究依据，对建立长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用进行量化分析，致力于为长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用方面的研究提供更加精准的数据支持。

1 长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用定量建模

结合中国地理学会百年庆典中巨型交通工程对区域经济发展影响的空间定量模型研究，利用ArcGIS矢量栅格化，通过建立长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用定量模型的方式进行设计。在本文设计的长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用定量模型中，根据长江深水河段航道建设的实际进程以及区域经济促进方面的各项指标数据，将长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用定量建模分为三步骤依次进行实现[4]。

1.1 数据矢量栅格化

在长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用定量建模前，需对长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用进行矢量栅格化，满足量化此问题的基本需求[5]。航道建设对区域经济的促进作用矢量栅格化的具体流程为：首先，列出当前工作空间中所有的长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用数据源，选择需要栅格化的矢量数据集所在的数据源。而后，在列出所选数据源所有的矢量数据集中，选择需要栅格化的矢量数据集。在此基础上，设置栅格值字段，选取一个字段值作为长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用结果数据集的像元值。需要注意的是：栅格值字段中的数值范围需要与像素格式相匹配，即栅格字段值的取值范围需要位于结果数据集的像素格式的存储范围内，一旦栅格字段值超出结果数据集“像素格式”的存储范围时，对应像元的栅格值将被处理成0。最后，完成栅格化相关字段中的参数的设置后，单击“确定”按钮，执行矢量栅格化操作，从而得出航道建设对区域经济的促进作用矢量栅格化结果数据[6]。在航道建设对区域经济的促进作用矢量栅格化过程中，支持将环境参数设置为全局变量，即将此处设置的参数值作为总栅格环境分析环境参数，其他支持环境参数设置的功能，无需再重复设置。如果在此处不设置环境参数，则分析时读取栅格分析环境中该参数的设置。对航道建设对区域经济的促进作用数据矢量栅格化的过程，也就是长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用定量的过程。

1.2 定量数据归一化获取

完成航道建设对区域经济的促进作用数据矢量栅格化后，本文采用成本加权距离分析模块，从中提取促进作用指数用以代表长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用[7]。从获取到的长江深水河段航道建设影响区域经济定量数据变化当中提取有关促进作用指数，根据促进作用指数的高低可以准确的反映出长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用情况。由于获取到的长江深水河段航道建设影响区域经济定量数据各不相同，为提高定量数据获取的效率，需要对定量数据进行归一化获取[8]。设定量数据归一化获取促进作用指数为N，则其计算公式，如式(1)所示：

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

(1)

式中，P1—长江深水河段航道建设对区域经济的促进特征；P2—因素密度。由于长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用在不同指标下都存在较大的差异，但均能够有效反映出归一化促进作用指数的合理性[9]。因此，本文通过式(1)得到的定量数据归一化获取促进作用指数，能够为长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用定量模型的建设提供数据支持。

1.3 数据标准化定量处理及权重确定

完成本文定量模型中促进作用指数的获取后，本文采用ArcGIS Server 9.2软件中的相关应用程序对自然因素、经济因素和社会因素中的各项数据进行叠加运算，对数据进行量化处理[10]。由于影响长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用的各项指标数据从分级值和计量单位上，都不具有可比性。因此，为保证定量结果的公平和合理，在建模前应当对数据进行统一的标准化处理，从而使其在参与定量的过程中，保证在分级数量不同的情况下，也不失去因子要素的公平公正性。本文设置各个指标数据的属性特征数值均在0～1范围内。设指标体系中与长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用呈正向相关的指标数据为K1，则其计算公式，如式(2)所示：

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

(2)

式中，M—指标体系中数据的属性特征值；Mmin—指标体系中数据最小的属性特征值；Mmax—指标体系中数据最大的属性特征值；Mmin—指标体系中数据平均的属性特征值。设指标体系中与长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用呈逆向相关的指标数据为K2，则其计算公式，如式(3)所示：

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

(3)

在通过式(3)得到逆向相关的指标数据基础上，本文设计长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用定量模型中的各项指标权重采用多层因子分析方法确定，具体权重分配，见表1。

表1 促进作用定量指标权重分配

根据表1中的权重分配，通过公式(4)计算得出综合促进作用定量结果：

(4)

式中，Q—各个促进作用定量指标对区域经济的影响重要性分配权重[11]。利用式(4)，实现模型数据标准化定量处理及权重确定功能。

1.4 定量建模分析航道建设对区域经济的促进作用

根据数据标准化定量处理及权重确定结果，下述将定量建模分析航道建设对区域经济的促进作用[12]。首先，在标准范围内，以交通经济联系强度模型为本文建模的基本理论框架，建设长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用定量模型。设长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用定量模型的表达式为U，则其计算公式，如式(5)所示：

(5)

式中，e—长江深水河段航道建设对区域经济产品的完全消耗系数；p—长江深水河段航道建设后区域经济总值增值系数；Y—计算期长江深水河段航道建设的总投入[13]。利用上述得到的长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用定量模型，得出最终长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用定量建模分析结果。当建模分析结果U≥0.800，表示为长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用优；当0.600

2 实例分析

2.1 实验准备

根据上述模型的设计，进行具体实例分析。本次实验内容为对比两种定量模型下的回归系数，回归系数越高证明该定量模型对于长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用分析精度越高。分别使用传统定量模型以及本文设计定量模型进行长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用定量分析，设置传统的定量模型为实验对照组。在此次的实验中，为排除外界因素对两种定量模型在测试过程中的干扰，整体实验均在统一测试环境下完成，将实验次数设为10次，并记录实验结果，进而判断两种定量模型对于长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用的分析能力。

2.2 实验结果分析与结论

根据上述设计的实验步骤，采集10组实验数据，将两种定量模型下的回归系数进行对比，回归系数对比结果，见表2。

表2 实验结果对比表

通过表2可得出如下的结论：本文设计的定量模型回归系数最高为0.1765；而对照组仅为0.0315，设计的定量模型回归系数明显高于对照组，可以实现对长江深水河段航道建设对区域经济促进作用的精准定量分析。因此，本文设计定量模型下得出的回归系数能够满足长江深水河段航道建设对区域经济促进作用定量分析总体要求，可以广泛应用于长江深水河段航道建设对区域经济促进作用定量分析方面。

3 结语

通过实验证明，设计的定量模型在长江深水河段航道建设对区域经济促进作用定量分析中的具体优势已经显现出来。本文通过对长江深水河段航道建设对区域经济促进作用定量模型进行优化设计，提高长江深水河段航道建设对区域经济促进作用定量分析精准度。定量模型下回归系数的高低是保证定量分析精准度的主要衡量标准，验证了本文设计定量模型的有效性。本文设计的定量模型，不但简化了定量计算过程，还能够完成传统定量模型不能完成的任务。定量模型旨在指导长江深水河段航道建设工作能够更好的开展。但本文研究立场主要针对长江深水河段航道建设者进行，未过多考虑长江深水河段航道建设所需成本因素，相信这一点，也可以作为长江深水河段航道建设对区域经济的促进作用定量建模分析领域日后的重点研究方向。