基于聚类研究生态型城市建设集群和实证探究

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1、基于聚类研究生态型城市建设集群和实证探究　　摘要：打破地域界限或经济发展水平的常规参考标准，引入聚类分析的方法，选取了若干已建或在建试点生态型城市进行集群，得出了合理的集群数量和集群特征。为后续城市抓住集群特征这一实质，高效地选取同类别城市群作为参考对象提供了依据。关键词：生态型城市；聚类分析；集群特征；实证分析中图分类号：F205文献标识码：A文章编号：0439-8114（2013）13-3189-038生态型城市是1971年联合国教科文组织在第16届会议上“关于人类聚居地的生态综合研究”中提出的。1990-2002年，分别在伯利克、阿德莱德、约夫、库里蒂巴和深圳共

2、召开了5次生态城市国际会议，使生态城市规划设计与建设的理念得到了更为广泛的普及。在人们对环境、资源日益关注的前提下，生态型城市建设必然会得到国家和公众的重视。我国也在如火如荼地开展生态型城市建设，自2002年启动我国首个生态城市贵阳试点后，天津、广州、上海、宁波、昆明、成都、长沙、扬州、威海、深圳、厦门、铜川、十堰等20多座城市都先后提出建设生态城市的奋斗目标，后续跟进城市也不在少数。随着生态型城市建设工作的普及，相互借鉴与比较[1]是必不可少的，尤其对后续城市来说，已建或在建试点城市的评价、规范等经验与教训更是宝贵的财富。1生态型城市建设研究现状目前，对于参考城市或

3、参考标准的选取还处于初始阶段，我国在生态城市建设方面还没有形成一套公认的较为权威的生态城市标准[2]。后续城市在借鉴试点生态城市的经验时，要么主观性地从地理位置相近性角度出发选取相邻城市的发展情况作为参考标准，或者简单地从经济发达、一般、落后[3]这一传统角度出发选取相同经济发展水平的城市作为参考标准。这种简单地以地域或经济发展水平标准来选取参考城市的方式并不完全合适，有时甚至会造成误解。本研究创新性地引入聚类分析方法，将代表性城市进行集群，分析各个群体的特征和标准，使得后续城市可结合自身的全方位条件，选取特征更为接近的城市群作为参考标准，以便其更加高效地建设生态型城

4、市。2指标体系的构建8指标体系的选取是评价的基础。需要从反映生态型城市建设发展水平的众多指标中选取一系列主要指标。目前，各生态城市的基础指标往往较多，不同城市间的差异较大[4]。为了便于比较，采用主成分分析，在众多指标中选取包含原有指标大部分信息（80%～85%以上）的主成分作为各生态城市的指标[5，6]进行分析（表1），通过计算筛选出经济、政治、文化、社会、生态文明5个主成分作为二级指标，29个指标作为三级指标，既比较科学地筛选了严格独立意义的几个主成分，具有比较好的代表性，又减少了工作量。3对代表性生态城市集群聚类分析聚类分析法[7]是研究“物以类聚”的一种方法，

5、它根据一批样本（或变量）数据本身的特性，按照一定的类定义准则，对所研究的事物进行归类，最终绘成一幅系统聚类的谱系图，再根据一定的原则确定最终分类结果。在这里就是分别对各代表性城市的主要因子数据作为观测指标进行分析，进而将代表性城市划分成不同群的过程。可科学地了解哪些城市状况相类似，以便于其他同类城市开展生态型城市建设时方便快捷地找到归属城市群，在此基础上总结出不同集群城市的特征，从而为后续跟进城市进行生态型城市建设时提供借鉴和评价的基础。详细聚类分析过程如下：3.1数据标准化对初始数据来说，不同指标有不同的量纲，为了便于比较，对数据进行无量纲化处理。在此，采用平移·极

6、差变化，即x′ik=■（k=1，2，…，m）3.2建立模糊相似矩阵8按照传统聚类方法确定相似系数，建立模糊相似矩阵，xi与xj的相似程度rij即可得到模糊矩阵R=（rij），在此，采用数量积法，即rij=1，i=j■■xik·xjk，i≠j3.3聚类因模糊关系R必须是模糊等价关系才能聚类，而一般R只满足自反性（r=1）与对称性（rij=rji），不满足传递性。所以，采用“传递闭包法”将R改造成模糊等价矩阵R*，即t（R）=R*。对R*根据不同的λ∈[0，1]截水平分类，并画出动态聚类图。4实证分析4.112个代表性城市的集群选取天津、上海、厦门、长沙、广州、大连、贵阳

7、、杭州、成都、深圳、绵阳、宁波等12个已建或在建城市作为代表性城市进行研究。从各省统计年鉴中查询相关数据，得到每个城市的29个指标的具体数值（鉴于篇幅所限，在此略去原始指标取值表），即为原始数据矩阵，为29×12矩阵。运用SPSS统计软件[8]得出层次聚类分析的树状图（图1）。图形左边代表进行聚类的对象，线条连接表示类别的合并过程。4.2合理集群数量及集群特征分析8根据聚类图，并结合生态城市的实际情况，可把12个代表性生态城市分为若干个群（表2）。相应的集群数量划分为相应的群，分群间能体现出不同的特征[9]。分析12个城市的集群情况，将城市划分成11