鄉(xiāng)村-城市變遷指數(shù)的評(píng)價(jià)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種鄉(xiāng)村-城市變遷指數(shù)的評(píng)價(jià)方法，其步驟如下：(1)確定研究區(qū)域；依據(jù)每個(gè)地級(jí)市行政區(qū)劃現(xiàn)狀，從全市域中劃出市轄區(qū)來(lái)表征城市地域類型；(2)確定研究時(shí)期；這是由起點(diǎn)T1和終點(diǎn)T2兩個(gè)年份所確定的變化時(shí)段；(3)確定地級(jí)市的“鄉(xiāng)村－城市”變遷的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，為每個(gè)地級(jí)市采集T1和T2兩個(gè)年份的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)；(4)對(duì)地級(jí)市的各評(píng)價(jià)指標(biāo)的原始矩陣進(jìn)行投影尋蹤分類計(jì)算；(5)根據(jù)求出的各地級(jí)市“鄉(xiāng)村－城市”變遷的投影值，得到地級(jí)市“鄉(xiāng)村－城市”變遷的綜合評(píng)價(jià)結(jié)果。本發(fā)明能夠較為客觀公正地對(duì)我國(guó)地級(jí)市的鄉(xiāng)村－城市變遷過(guò)程與特征開(kāi)展定量評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，應(yīng)用前景較廣。
【專利說(shuō)明】鄉(xiāng)村一城市變遷指數(shù)的評(píng)價(jià)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及城市一區(qū)域的城鄉(xiāng)差異和村鎮(zhèn)發(fā)展分類的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及評(píng)價(jià)區(qū) 域城市化和城市區(qū)域化過(guò)程中鄉(xiāng)村一城市變遷指數(shù)的評(píng)價(jià)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在我國(guó)實(shí)行"市管縣"體制以來(lái)，地級(jí)以上大中城市都有一定數(shù)量的市轄區(qū)和轄 縣，以此構(gòu)成"城市一區(qū)域"空間關(guān)系。近年來(lái)，地級(jí)以上大中城市的經(jīng)濟(jì)實(shí)力逐漸增強(qiáng)，極 大地帶動(dòng)了周邊郊縣的城鎮(zhèn)化發(fā)展，也通過(guò)"縣（市）改區(qū)"的行政區(qū)劃調(diào)整手段不斷擴(kuò)大 城市轄區(qū)范圍，由此引起這些大中城市與其周邊郊縣的地域范圍變化和城鄉(xiāng)發(fā)展水平的強(qiáng) 烈對(duì)比，自然引起全市域范圍內(nèi)鄉(xiāng)村向城市的快速轉(zhuǎn)變過(guò)程。有必要構(gòu)建一個(gè)能夠反映此 強(qiáng)烈變化過(guò)程的綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)。
[0003] 根據(jù)檢索可知，有關(guān)鄉(xiāng)村-城市變遷的指標(biāo)體系及其定量化評(píng)價(jià)的研究成果十分 稀少。在已有城市化文獻(xiàn)中，主要分為鄉(xiāng)城市化研究和鄉(xiāng)村性研究。這些成果尚有許多缺 點(diǎn)和弊端，例如評(píng)價(jià)指標(biāo)體系不全面、評(píng)價(jià)方法有自身缺陷等，這些都有待補(bǔ)充和完善。
[0004] 總體上，現(xiàn)有研究主要基于縣域單元進(jìn)行多指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)分析，根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果劃分 鄉(xiāng)村性或城鎮(zhèn)化水平高低。但是，很少有基于地級(jí)市空間單元進(jìn)行鄉(xiāng)村一城市變遷研究；研 究中所采用的綜合評(píng)價(jià)方法有主成分分析、層次分析法和熵值法等，每種方法各有優(yōu)勢(shì)和 缺點(diǎn)，針對(duì)研究目標(biāo)可以選用更合適的評(píng)價(jià)方法。
[0005]投影尋蹤分類（Projectionpursuitclustering，PPC)法，是Friedman和Turkey 于1974年提出的一種既可作探索性分析，又可作確定性分析的聚類和分類分析方法。所謂 投影實(shí)質(zhì)上就是從不同的角度去觀察數(shù)據(jù)，尋找能夠最大程度地反映數(shù)據(jù)特征和最能充分 挖掘數(shù)據(jù)信息的最優(yōu)投影方向。PPC法是一種可用于高維數(shù)據(jù)分析的、有效的除維技術(shù)，適 用于高維、非線性、非正態(tài)問(wèn)題的分析和處理，評(píng)價(jià)結(jié)果與實(shí)際相符率高，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于 水質(zhì)評(píng)價(jià)、大氣環(huán)境質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)、災(zāi)情評(píng)估、工業(yè)經(jīng)濟(jì)、企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力等方面。
[0006] 更重要的是，當(dāng)今以大中城市及其腹地組成的城市一區(qū)域，已經(jīng)成為全球化時(shí)代 城市區(qū)域發(fā)展研究的主流思想和前沿領(lǐng)域。因此，未來(lái)我國(guó)地級(jí)市的鄉(xiāng)村一城鄉(xiāng)變遷研究， 應(yīng)當(dāng)在"城市一區(qū)域"理論指導(dǎo)下進(jìn)行整體和系統(tǒng)的研究，為我國(guó)區(qū)域發(fā)展和規(guī)劃提供參 考。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的是為了提供一種鄉(xiāng)村一城市變遷指數(shù)的評(píng)價(jià)方法，用以評(píng)價(jià)區(qū)域城 市化和城市區(qū)域化過(guò)程中城市一鄉(xiāng)村整體性變遷的技術(shù)方法。
[0008] 本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。
[0009] (1)確定研究區(qū)域一一這是由多個(gè)地級(jí)市組成的城市群。依據(jù)每個(gè)地級(jí)市行政區(qū) 劃現(xiàn)狀，從全市域中劃出市轄區(qū)來(lái)表征城市地域類型；而全市域中含有廣大農(nóng)村，可近似表 征鄉(xiāng)村地域類型。這樣，就把每個(gè)地級(jí)市劃分成為建立"全市域/市轄區(qū)"兩部分地域單元。
[0010] ⑵確定研究時(shí)期一一這是由起點(diǎn)Tl和終點(diǎn)T2兩個(gè)年份所確定的變化時(shí)段。這 個(gè)研究區(qū)域內(nèi)的"鄉(xiāng)村一城市"變遷就在這個(gè)時(shí)段內(nèi)發(fā)生。
[0011] (3)確定地級(jí)市的"鄉(xiāng)村一城市"變遷的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，為每個(gè)地級(jí)市采集Tl和T2 兩個(gè)年份的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0012] (4)對(duì)地級(jí)市的各評(píng)價(jià)指標(biāo)的原始矩陣進(jìn)行投影尋蹤分類計(jì)算。
[0013] (5)根據(jù)求出的各地級(jí)市"鄉(xiāng)村一城市"變遷的投影值，按由大到小排序，對(duì)地級(jí)市 進(jìn)行統(tǒng)一評(píng)價(jià)。
[0014] 本發(fā)明能夠較為客觀公正地對(duì)我國(guó)地級(jí)市的鄉(xiāng)村一城市變遷過(guò)程與特征開(kāi)展定 量評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，應(yīng)用前景較廣。
[0015] 一種鄉(xiāng)村一城市變遷指數(shù)的評(píng)價(jià)方法，其步驟如下：
[0016] (1)確定研究區(qū)域一一這是由多個(gè)地級(jí)市組成的城市群。依據(jù)每個(gè)地級(jí)市行政區(qū) 劃現(xiàn)狀，從全市域中劃出市轄區(qū)來(lái)表征城市地域類型；而全市域中含有廣大農(nóng)村，可近似表 征鄉(xiāng)村地域類型。這樣，就把每個(gè)地級(jí)市劃分成為建立"全市域/市轄區(qū)"兩部分地域單元。
[0017] ⑵確定研究時(shí)期一一這是由起點(diǎn)Tl和終點(diǎn)T2兩個(gè)年份所確定的變化時(shí)段。這 個(gè)研究區(qū)域內(nèi)的"鄉(xiāng)村一城市"變遷就在這個(gè)時(shí)段內(nèi)發(fā)生。
[0018] (3)確定地級(jí)市的"鄉(xiāng)村一城市"變遷的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，為每個(gè)地級(jí)市采集Tl和T2 兩個(gè)年份的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)。
[0019]具體來(lái)說(shuō)，又可分為以下幾個(gè)步驟：
[0020] 1)建立地級(jí)市"鄉(xiāng)村一城市"變遷的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。根據(jù)相關(guān)理論和研究成果，結(jié) 合統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可獲得情況，最終確定評(píng)價(jià)指標(biāo)為：
[0021] 第二產(chǎn)業(yè)占⑶P比例、第三產(chǎn)業(yè)占⑶P比例、固定資產(chǎn)投資額占地區(qū)生產(chǎn)總值的比 例、外商實(shí)際投資額與地區(qū)生產(chǎn)總值的比值、地區(qū)生產(chǎn)總值與年末總?cè)丝诘谋戎?、第二產(chǎn)業(yè) 占從業(yè)人員比例，第三產(chǎn)業(yè)占從業(yè)人員比例、非農(nóng)業(yè)人口占年末總?cè)丝诒壤?、普通中小學(xué)生 總數(shù)與普通中小學(xué)專任教師總數(shù)的比值、醫(yī)生數(shù)與年末總?cè)丝诘谋戎?、在崗職工工資總額 與在崗職工平均人數(shù)的比值、地區(qū)生產(chǎn)總值與行政區(qū)土地面積的比值、年末總?cè)丝谂c行政 區(qū)土地面積的比值
[0022] 2)采集研究區(qū)內(nèi)各地級(jí)市的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程中，通過(guò)手工錄入或者計(jì) 算的方式得到。有的統(tǒng)計(jì)指標(biāo)可以從統(tǒng)計(jì)年鑒中直接錄入，有的指標(biāo)需要換算方可得到。
[0023] 3)對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行換算，求算Tl和T2兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)期間的每個(gè)地級(jí)市的"鄉(xiāng)村一 城市"的社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的變遷。又可細(xì)分為三步：
[0024] ①把Tl年份的市轄區(qū)和全市域的N社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，并將市轄 區(qū)和全市域的相應(yīng)統(tǒng)計(jì)指數(shù)數(shù)據(jù)相減，得到Tl年份地級(jí)市城鄉(xiāng)差距（含N項(xiàng)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的差 值）。
[0025] ②把T2年份的市轄區(qū)和全市域的N社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，并將市轄 區(qū)和全市域的相應(yīng)統(tǒng)計(jì)指數(shù)數(shù)據(jù)相減，得到T2年份地級(jí)市城鄉(xiāng)差距（含N項(xiàng)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的差 值）。
[0026] ③將每個(gè)地級(jí)市的T2與Tl年份每個(gè)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的城鄉(xiāng)差值相減，得到研究區(qū)內(nèi)S 個(gè)地級(jí)市的城鄉(xiāng)差距變化的數(shù)據(jù)矩陣。
[0027] (4)對(duì)S個(gè)地級(jí)市N個(gè)指標(biāo)的城鄉(xiāng)差距變化的數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行投影尋蹤分類計(jì)算。

【權(quán)利要求】
1. 一種鄉(xiāng)村一城市變遷指數(shù)的評(píng)價(jià)方法，其特征在于：其步驟如下： (1) 確定研究區(qū)域一一這是由多個(gè)地級(jí)市組成的城市群；依據(jù)每個(gè)地級(jí)市行政區(qū)劃現(xiàn) 狀，從全市域中劃出市轄區(qū)來(lái)表征城市地域類型；而全市域中含有廣大農(nóng)村，可近似表征鄉(xiāng) 村地域類型；這樣，就把每個(gè)地級(jí)市劃分成為建立"全市域/市轄區(qū)"兩部分地域單元； (2) 確定研究時(shí)期一一這是由起點(diǎn)Tl和終點(diǎn)T2兩個(gè)年份所確定的變化時(shí)段；這個(gè)研 究區(qū)域內(nèi)的"鄉(xiāng)村一城市"變遷就在這個(gè)時(shí)段內(nèi)發(fā)生； (3) 確定地級(jí)市的"鄉(xiāng)村一城市"變遷的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，為每個(gè)地級(jí)市采集Tl和T2兩 個(gè)年份的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)，進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)； 具體來(lái)說(shuō)，分為以下幾個(gè)步驟： 1) 建立地級(jí)市"鄉(xiāng)村一城市"變遷的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；根據(jù)相關(guān)理論和研究成果，結(jié)合統(tǒng) 計(jì)數(shù)據(jù)可獲得情況，最終確定評(píng)價(jià)指標(biāo)為： 第二產(chǎn)業(yè)占⑶P比例、第三產(chǎn)業(yè)占⑶P比例、固定資產(chǎn)投資額占地區(qū)生產(chǎn)總值的比例、 外商實(shí)際投資額與地區(qū)生產(chǎn)總值的比值、地區(qū)生產(chǎn)總值與年末總?cè)丝诘谋戎怠⒌诙a(chǎn)業(yè)占 從業(yè)人員比例，第三產(chǎn)業(yè)占從業(yè)人員比例、非農(nóng)業(yè)人口占年末總?cè)丝诒壤?、普通中小學(xué)生總 數(shù)與普通中小學(xué)專任教師總數(shù)的比值、醫(yī)生數(shù)與年末總?cè)丝诘谋戎怠⒃趰徛毠すべY總額與 在崗職工平均人數(shù)的比值、地區(qū)生產(chǎn)總值與行政區(qū)土地面積的比值、年末總?cè)丝谂c行政區(qū) 土地面積的比值； 2) 采集研究區(qū)內(nèi)各地級(jí)市的指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)入數(shù)據(jù)庫(kù)的過(guò)程中，通過(guò)手工錄入或者計(jì)算的 方式得到； 3) 對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行換算，求算Tl和T2兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)期間的每個(gè)地級(jí)市的"鄉(xiāng)村一城市" 的社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的變遷；又可細(xì)分為三步： ① 把Tl年份的市轄區(qū)和全市域的N社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，并將市轄區(qū)和 全市域的相應(yīng)統(tǒng)計(jì)指數(shù)數(shù)據(jù)相減，得到Tl年份地級(jí)市城鄉(xiāng)差距； ② 把T2年份的市轄區(qū)和全市域的N社會(huì)經(jīng)濟(jì)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)數(shù)據(jù)錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，并將市轄區(qū)和 全市域的相應(yīng)統(tǒng)計(jì)指數(shù)數(shù)據(jù)相減，得到T2年份地級(jí)市城鄉(xiāng)差距； ③ 將每個(gè)地級(jí)市的T2與Tl年份每個(gè)統(tǒng)計(jì)指標(biāo)的城鄉(xiāng)差值相減，得到研究區(qū)內(nèi)S個(gè)地 級(jí)市的城鄉(xiāng)差距變化的數(shù)據(jù)矩陣； (4) 對(duì)S個(gè)地級(jí)市N個(gè)指標(biāo)的城鄉(xiāng)差距變化的數(shù)據(jù)矩陣進(jìn)行投影尋蹤分類計(jì)算； 具體來(lái)說(shuō)，分為以下幾個(gè)步驟： 1) 樣本評(píng)價(jià)指標(biāo)集的歸一化處理，計(jì)算公式為： X(IJ)=-/(U)~-V-(/) ?·)-·?·) 式中，xYi，j)，i= 1，…，n;j= 1，…，ρ為第i個(gè)樣本的第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)值，η,ρ分別 為樣本的數(shù)目；Xmax(j)與xmin(j)分別為樣本集中第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)的最小值和最大值； 2) 構(gòu)造投影目標(biāo)函數(shù)Q(a);實(shí)質(zhì)是把p維數(shù)據(jù)x(i，j)，j-Ι，…，p綜合成為a= (a(l)，a(2)，"^a(P))為投影方向的一維投影值z(mì)(i);計(jì)算公式為： Ζ(?) = ?^α(βχ(?,β，i=l，…，P i=l 式中a為單位長(zhǎng)度向量； 在綜合投影值時(shí)，要求投影值z(mì)(i)的散布特征應(yīng)為：局部投影點(diǎn)盡可能密集，最好凝 聚成若干個(gè)點(diǎn)團(tuán)，而在整體上投影點(diǎn)團(tuán)之間盡可能散開(kāi)；基于此，投影指標(biāo)函數(shù)可構(gòu)造為： Q(a) =SzDz 式中，Sz為投影值z(mì)(i)的標(biāo)準(zhǔn)差，Dz為投影值z(mì)(i)的局部密度；計(jì)算公式分別為：
式中，a為單位長(zhǎng)度向量；z為系列z(i)，i= 1，…，η的均值；R為求局部密度的窗口 半徑；Ut為單位階躍函數(shù)，當(dāng)t= (Riij)彡O時(shí)其函數(shù)值為1，當(dāng)t〈0時(shí)其函數(shù)值為O;在 此需指出的是，局部密度的窗口半徑（R)取值既要包含在窗口內(nèi)的投影點(diǎn)的平均個(gè)數(shù)不能 太少，避免滑動(dòng)平均偏差太大，又不能使它隨著指標(biāo)數(shù)（η)的增大而增加太高，為此，密度 閾值（a)可以取 0·ISz, 0·OlSz, 0·OOlSz 等； 3) 通過(guò)求解投影指標(biāo)函數(shù)最大化來(lái)估計(jì)最佳投影方向，以最大可能揭示高維數(shù)據(jù)某類 特征杜始.斗哲/入才斗.
式中，s.t.代表約束條件，這是一個(gè)以a(j)，l，…，p為優(yōu)化變量的復(fù)雜非線性優(yōu)化問(wèn) 題，一般常用模擬生物劣汰規(guī)則與群體內(nèi)部染色體信息交換機(jī)制的遺傳算法來(lái)求解。我們 采用復(fù)合單純形法求解，在有些情形下，優(yōu)化效果可能更好一些； P 4) 把由公式maxQ('a) =3此與〃^^1./) = 1，a(j)彡0求得的最佳投影方向aM戈 η 入公式ζ〇Σβω.γ(ζ'，）)后，即得各評(píng)價(jià)樣本的投影值ζ⑴，按從大到小排序，據(jù)此可對(duì) /=1 評(píng)價(jià)指標(biāo)樣本集進(jìn)行統(tǒng)一評(píng)價(jià)； (5)根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果，獲得各地級(jí)市"鄉(xiāng)村一城市"變遷的投影值，據(jù)此按從大到小排序， 完成地級(jí)市的"鄉(xiāng)村一城市"變遷的綜合評(píng)價(jià)，得出不同地級(jí)市"鄉(xiāng)村一城市"變遷指數(shù)大 小和排序。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104318116SQ201410598382
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月30日
【發(fā)明者】田莉, 李永浮, 姚之浩 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)