李昕怡

摘 要：目前，我省正處在經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的重要時(shí)期，城市的人居環(huán)境也在迅速進(jìn)行，如何建設(shè)一個(gè)適合人類居住的現(xiàn)代化城市，為越來(lái)越多的人們所重視，選取22個(gè)具體指標(biāo)對(duì)安徽省16個(gè)省市城市人居環(huán)境質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)，分析了安徽省各城市人居環(huán)境發(fā)展中的一些問(wèn)題和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的對(duì)策。

關(guān)鍵詞：居住環(huán)境；主成分分析；聚類分析；綜合評(píng)價(jià)

一、引言

目前，我省正處在經(jīng)濟(jì)發(fā)展的迅速時(shí)期，城市建設(shè)也在快速發(fā)展，城市人居環(huán)境的建設(shè)發(fā)展問(wèn)題引起了人們的重視，解決人居環(huán)境問(wèn)題迫在眉睫。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外有諸多研究學(xué)者主要目的是要分析引起人居環(huán)境建設(shè)發(fā)展差異的原因，但研究者們選取了不同的評(píng)價(jià)指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，采用的分析方法也缺乏規(guī)范統(tǒng)一，得到的結(jié)果也就參差不齊。本文結(jié)合實(shí)例分析，對(duì)人居環(huán)境的發(fā)展建設(shè)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)研究，不僅能揭示住區(qū)環(huán)境發(fā)展空間差異規(guī)律，還可以為各地政府在實(shí)施人居環(huán)境可持續(xù)發(fā)展管理和決策時(shí)提供科學(xué)依據(jù)。

二、文獻(xiàn)綜述

國(guó)外的人居環(huán)境研究是從城市規(guī)劃學(xué)演變來(lái)的，但在發(fā)展過(guò)程中，隨著研究的不斷深入，不同學(xué)科的研究者加入進(jìn)來(lái)，形成了以下幾個(gè)主要學(xué)派，城市規(guī)劃學(xué)派、人類聚居學(xué)派、地理學(xué)派和生態(tài)學(xué)派等。城市規(guī)劃學(xué)派的代表者霍華德（E.Howard）在1898年提出了“田園城市”概念，格迪斯（P.Ggddes）在1915年提出了城市生態(tài)問(wèn)題以及杜克塞迪（Doxiadis）提出的人類聚居學(xué)。人類聚居學(xué)派的主要代表人物是道薩迪亞斯，也是他創(chuàng)建了人類聚居學(xué)派，并逐步形成了獨(dú)立的學(xué)科體系。

在國(guó)內(nèi)人居環(huán)境的發(fā)展中，吳良鏞、周干峙和林志群等人創(chuàng)立了“人居環(huán)境科學(xué)”，提出了中國(guó)人居環(huán)境評(píng)價(jià)方法體系。隨后中國(guó)學(xué)者對(duì)人居環(huán)境的研究進(jìn)行了大量的研究，包括定性方法和定量方法。如鄭佳等在對(duì)中國(guó)西北地區(qū)城市可持續(xù)人居環(huán)境的綜合評(píng)價(jià)時(shí)采用了因子生態(tài)分析法；葉超等人采用主成分分析法對(duì)四川省人居環(huán)境進(jìn)行評(píng)價(jià)，運(yùn)用生態(tài)位適宜度理論進(jìn)行城市人居環(huán)境質(zhì)量定量研究，并據(jù)此構(gòu)建了適合現(xiàn)代城市發(fā)展理念的城市人居環(huán)境生態(tài)位適宜度模型，為各地區(qū)城市人居環(huán)境建設(shè)提供了理論參考依據(jù)。

本文主要是運(yùn)用主成分分析和聚類分析對(duì)人居環(huán)境進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)，通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的實(shí)際分析，對(duì)各省市人居環(huán)境發(fā)展作出評(píng)價(jià)和比較，為各省市以后的建設(shè)發(fā)展做出建議。

三、研究方法

（一）主成分分析的基本概念。主成分分析（CPCA），是數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析領(lǐng)域一種非常重要方法，它是利用降維的思想，將多個(gè)變量通過(guò)線性變換以選出幾個(gè)較少的重要變量。通常將通過(guò)線性轉(zhuǎn)換選出的較少個(gè)重要變量稱之為主成分，對(duì)于每一個(gè)主成分，它們都是由原來(lái)的多個(gè)變量經(jīng)過(guò)線性轉(zhuǎn)換而來(lái)的，而且這些主成分之間是相互獨(dú)立的。主成分分析的一個(gè)重要特征就是利用這些較少的新變量去反映所研究對(duì)象時(shí)，盡可能多的去反映原來(lái)多個(gè)變量所反映的信息。

（二）聚類分析的基本概念。本文的評(píng)價(jià)方法采用k-means聚類法。接受輸入量，將個(gè)數(shù)據(jù)對(duì)象聚成個(gè)不同的類，使得所獲得的聚類滿足：同一聚類中的對(duì)象相似度較高；而不同聚類中的對(duì)象相似度較?。?、將所有的樣品分成個(gè)初始類；2、計(jì)算歐幾里得距離，依據(jù)距離大小將某個(gè)樣品分到事先確定的個(gè)類別中，并對(duì)新獲得樣品與失去樣品的類，重新計(jì)算中心坐標(biāo)進(jìn)行分類；3、重復(fù)步驟2，直到滿足終止聚類的條件為止。

四、實(shí)證研究

構(gòu)成人居環(huán)境的基本因素有經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和生態(tài)環(huán)境，在此基礎(chǔ)上，依據(jù)全面性、科學(xué)性、簡(jiǎn)明性、可比性的原則，以統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，最后選擇了22個(gè)指標(biāo)，構(gòu)成了人居環(huán)境的評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。

通過(guò)MATLAB軟件對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行主成分分析，得到前六個(gè)主成分的方差和占方差的比例：

因此，可選擇Y1為第一主成分，Y2為第二主成分，Y3為第三主成分，依次類推。這樣，原來(lái)的22個(gè)人居環(huán)境指標(biāo)即轉(zhuǎn)化為六個(gè)新指標(biāo)，起到了降維的作用，使問(wèn)題得到了簡(jiǎn)化。根據(jù)上式，可計(jì)算各個(gè)城市的得分和排名，基本情況如下：第一，銅陵市的人居環(huán)境最優(yōu)。其他依次為合肥市、馬鞍山市、蕪湖市、淮北市、淮南市、黃山市、宣城市、池州市、蚌埠市、滁州市、六安市、安慶市、宿州市、亳州市、阜陽(yáng)市。第二，各城市的人居環(huán)境差別較大。銅陵市的得分最高為1.1452，是排在第二位的合肥市的1.229倍，第三位馬鞍山市的1.419倍，而得分最低為阜陽(yáng)市僅為-0.7415。第三，從全體來(lái)看，城市人居環(huán)境較差.全省16個(gè)中心城市中，10個(gè)城市的得分為負(fù)值，同時(shí)這10個(gè)城市的人居環(huán)境狀況也低于全省平均水平，只有6城市高于平均值。

接下來(lái)使用k-means聚類法通過(guò)MATLAB軟件進(jìn)行聚類分析，結(jié)果見(jiàn)下圖1：

圖1

從圖中可以看出安徽省16個(gè)城市被分為三類.第一類是淮北、蚌埠、淮南、滁州、蕪湖、宣城、池州、黃山；第二類是亳州、宿州、阜陽(yáng)、六安、安慶；第三類是合肥、馬鞍山、銅陵。符合人們的現(xiàn)實(shí)想法.這是因?yàn)榘不帐∧喜康貐^(qū)靠近長(zhǎng)江，屬于濕潤(rùn)季風(fēng)性氣候，適合人類的居住.而安徽北部的城市地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展比中南部較慢，城市環(huán)境治理投入力度較小，所以大都屬于第二、三類。

由主成分分析的排序結(jié)果和聚類分析的分類結(jié)果極其相似.聚類分析的第一類同時(shí)也是主成分排序的前四名，這充分說(shuō)明了這兩種評(píng)價(jià)方法相當(dāng)可靠.第二、三類的城市在主成分排序中的位次也相差無(wú)幾。合肥、銅陵、馬鞍山、蕪湖這四個(gè)城市的人居環(huán)境建設(shè)在全省處于領(lǐng)先地位，這也說(shuō)明了安徽南部的城市建設(shè)較北部好。

由此可見(jiàn)，運(yùn)用主成分分析和聚類分析方法進(jìn)行人居環(huán)境研究，可以很方便地得出人居環(huán)境發(fā)展的現(xiàn)狀，簡(jiǎn)明直觀地揭示導(dǎo)致人居環(huán)境區(qū)域差異的主要因素，可為政府決策部門(mén)在制定城市建設(shè)方案時(shí)提供理論參考依據(jù)。并且，由于計(jì)算方法的不同和評(píng)價(jià)指標(biāo)選取的差異，導(dǎo)致定量分析有一定的局限性，本文在進(jìn)行人居環(huán)境評(píng)價(jià)研究時(shí)同時(shí)使用了定量分析以及定性分析，盡量使評(píng)價(jià)結(jié)果符合客觀實(shí)際。只有把二者結(jié)合起來(lái)，才能真正發(fā)揮定量分析的作用，得出正確的結(jié)論。

（作者單位：華僑大學(xué)統(tǒng)計(jì)學(xué)院）

基金項(xiàng)目：華僑大學(xué)研究生科研創(chuàng)新能力培育計(jì)劃資助項(xiàng)目（1400219003）

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