基于GIS和TOPSIS法的阜阳区域经济发展状况评价

1、中国经济地理论文基于GIS和TOPSIS法的阜阳区域经济发展状况评价姓名：张岩 学号：2009*任课教师：*二零一二年一月摘要:当前有关阜阳区域经济发展状况的研究尚不多。本文主要对阜阳在安徽省内的经济地位和阜阳地区内部的经济差异进行研究。本文采用了SuperMap Deskpro 6软件对阜阳地区的经济地形做了初步分析，粗略分析出阜阳市在安徽省内的经济地位并指出其不足。本文利用TOPSIS(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution)方法,选取GDP、工业总产值、农民现金收入等8项综合经济指标,测度了阜阳几个县区

2、的经济发展水平，并对各区县经济发展水平进行排序以揭示区域经济发展水平的相对情况。分析研究结果表明:阜阳在安徽省内经济地位一般，急需加快发展。当前阜阳区域内经济差异持续存在,表现为县际差异、市区与县城地带间差异。根据研究结果，本文相应的探讨了提高阜阳在安徽省内经济地位，促进阜阳区域内经济协调发展的方法。关键词: GIS； 经济地形；SuperMap; TOPSIS方法; 阜阳经济; 一、引言改革开放三十四年来,我国经济高速发展,取得了令人瞩目的成绩,但同时区域间经济差异也呈扩大趋势。不断扩大的区域经济差异不仅不利于资源的合理配置及国民经济的持续健康发展,而且影响社会的稳定和国家的长治久安。中国区

3、域经济差异问题自20世纪90年代以来引起了国内外学者的广泛关注。但由于学者们使用的测度方法、选取的指标、研究的时间及空间跨度等多方面的不同,所得结果往往并不一致。测度区域经济差异的方法较多,统计方法主要包括标准差、变异系数、加权变异系数、Theil系数、基尼系数、熵指数等多种方法。选择何种方法进行研究,并没有统一标准,学者们一般依据方法的适用性,根据研究的具体问题采用特定的方法。本文采用的是GIS和TOPSIS方法。二、基于GIS的阜阳市际区域经济发展评价 (安徽省内)20 世纪 90 年代以来，社会对GIS地理信息服务的需求呈现出不断增长的趋势，社会化成为GIS及其相关学科的一个重要发展方向

4、。地理信息技术正融入 IT 主流，并进入社会生活的不同层次，为人们提供丰富、高效的地理信息服务。北京超图地理信息技术有限责任公司依托中国科学院地理信息技术产业发展中心，致力于地理信息技术的普及与应用，并为不同用户提供“软件模型数据网络”四位一体的地理信息服务。SuperMap Deskpro 6是一款专业的桌面型GIS软件，包含了SuperMap GIS 6R 桌面产品的所有功能模块，提供了地图编辑、属性数据管理、分析与决策辅助事务处理、地图输出、报表打印、三维建模等方面的功能。SuperMap Deskpro 6作为一个功能完备的桌面型 GIS 软件，主要应用于地籍管理、林业、电力、电信、交

5、通、城市管网、资源管理、环境分析、旅游、水利、航空和军事等所有需要地图显示、分析、处理的行业。本人利用SuperMap Deskpro 6软件，采用安徽省2006年统计年鉴制作了安徽省各区县经济发展水平专题图，安徽省经济地形图，基于克吕金法的安徽经济地形三维模型图。通过这一系列图片，可以直观的了解阜阳市在安徽省内的经济地位。（一） 安徽省经济专题图 本文利用人均GDP作为衡量经济发展水平的依据。这是因为它常作为发展经济学中衡量经济发展状况的指标，人均GDP是重要的宏观经济指标之一，它人们了解和把握一个国家或地区的宏观经济运行状况的有效工具。将一个国家或地区核算期内（通常是一年）实现的国内生产总

6、值与这个国家或地区的常住人口（目前使用户籍人口）相比进行计算，得到人均国内生产总值。它是衡量各国人民生活水平的一个标准，从生产角度，等于各部门（包括第一、第二和第三产业）增加值之和；从收入角度，等于固定资产折旧、劳动者报酬、生产税净额和营业盈余之和；从使用角度，等于总消费、总投资和净出口之和。以上三种情况，从计算角度来看，分别可以称为生产法（亦称部门法）、收入法（亦称成本法）和使用法(亦称最终产品法)。在SuperMap Deskpro 6中新建工作空间，导入安徽省各县区的线状和面状数据集，形成基础底图。之后利用数据处理选项中的类型转换子项目，在类型转换子项目中找到-多边形内点>点数据集

7、。利用SuperMap Deskpro 6的此项功能形成点数据集，此点数据集是制作专题图的必要素材。利用安徽省2006年统计年鉴取得全省各县区人均GDP，制作成Excel表格，保存成特定格式，追加进各区县点状图层及面状图层属性表。利用SuperMap Deskpro 6数据集功能模块中的数据集追加列功能，追加成功后即可开始制作专题图。在面状图层的专题图向导中，选择范围分段专题图，字段选择为人均GDP。手动分段分为14段，配色方案为黑白。点击完成，根据各地区GDP的不同而形成的颜色深浅不同的专题图底图部分就完成了。注意，这里颜色越深，说明当地经济也就越落后。 图一 专题图底图 图二 专题图制作过

8、程在点状图层的专题图向导中，选择标签专题图，字段选择为NAME，点击完成，各县区的名字就显示出来了。在点状图层的专题图向导中，选择统计专题图，字段选择为人均GDP，在统计专题图向导中，选择柱状专题图，选择显示子项文本。继续选择配色方案，选择好之后，点击确定，带有数字显示的柱状专题图就能显示出来了。这些都完成后，保存地图，新建布局。在布局中输出地图，添加统计专题图图例之后保存布局。最后输出为图片，就是文中的图三了。从图三中我们可以清晰明显地看出阜阳地区在安徽省的经济地位，阜阳属于安徽省内部经济欠发达地区。阜阳人口974万（2007年），是安徽省人口最多的城市，阜阳市面积占安徽省的7%，人口占安徽

9、省的15%。可以说，没有阜阳地区的加快发展，就没有安徽的加速图三、安徽省经济地形专题图（颜色越深表示人均GDP越低）崛起、全省的全面小康。推动阜阳地区突破，既适应皖北发展的阶段性特征，也是落实科展观、统筹城乡协调发展的内在要求，对全省又好又快发展具有十分重要的意义。（二）安徽省经济地形图 为了更加直观的表示安徽省各市的经济发展情况，并与阜阳作出比较，本人利用SuperMap Deskpro 6做出一副安徽省的经济地形图。 作图的步骤是利用专题图底图（图一），采用超图分析功能中的栅格分析>矢栅转换>矢量栅格化功能，形成安徽省经济地形栅格图层（图四）。其中栅格值字段选择人均GDP。栅(

10、shn)格结构是最简单最直接的空间数据结构，是指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个象元或象素由行、列定义，并包含一个代码表示该象素的属性类型或量值，或仅仅包括指向其属性记录的指针。因此，栅格结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地物 图四，安徽经济地形栅格图层 或现象的非几何属性特征。把矢量转为位图的过程称之为栅(zhà)格化。矢量图栅格化后就变成了普通的图层，也就是位图文件了。在图四的基础上，利用SuperMap Deskpro 6的浏览三维图像浏览功能可以得到图五安徽省经济地形图。从图中可以看到安徽不同城市经济发展的水

11、平。包括阜阳在内的皖北地区在基于人均GDP测度方法形成的经济地形图上与皖南有着较大的差距。 图五、安徽省经济地形图 （三）基于克吕金法的安徽经济地形三维模型图 克吕金(Kriging)插值法又称空间自协方差最佳插值法，它是以南非矿业工程师DGKrige的名字命名的一种最优内插法。克吕金法广泛地应用于地下水模拟、土壤制图等领域，是一种很有用的地质统计格网化方法。它首先考虑的是空间属性在空间位置上的变异分布确定对一个待插点值有影响的距离范围，然后用此范围内的采样点来估计待插点的属性值。该方法在数学上可对所研究的对象提供一种最佳线性无偏估计(某点处的确定值)的方法。它是考虑了信息样品的形状、大小及与

12、待估计块段相互间的空间位置等几何特征以及品位的空间结构之后，为达到线性、无偏和最小估计方差的估计，而 图六 、安徽经济地形二维模型图 对每一个样品赋与一定的系数，最后进行加权平无偏和最小估计方差的估计来估计块段品位的方法。但它仍是一种光滑的内插方法在数据点多时，其内插的结果可信度较高 。本人利用安徽省经济地形栅格图层（图四）进行克吕金插值计算，得到（图六）。利用图六进行三维建模。得到基于克吕金法的安徽经济地形三维模型图（图七）。从图六和图七中可以更明显的看出安徽省各地的经济发展情况。很明显阜阳地区处于经济欠发达地区。阜阳和皖南地区经济发展存在较大差距，并不像有些学者描述的或当地政府宣传的那么乐

13、观。 图七、基于克吕金法的安徽经济地形三维模图三、基于TOPSIS法的阜阳区县际经济发展水平评价（阜阳市内）近年来有关经济地理的文献，由于测度方法、选取的评价指标及数据存在较大的主观性和随意性,且不同方法对于指标的选取包括指标的类别、数量等通常有比较严格的限制,学者们所得结果往往存在一定的片面性和差异性。TOPSIS方法正是克服了上述方法的局限性,对指标数量、类别无严格限制,可以将不同指标结合起来进行多目标的综合评价,能比较全面地反映一个地区的经济发展水平及区域经济差异状况。尽管也有很多学者已经利用TOPSIS法进行了不少研究，但这些研究主要着眼于全国或全省范围,没有从县际市际角度将TOPSI

14、S方法应用于某一地区及各区县经济差异的研究。基于此,本文将尝试利用TOPSIS方法测度中阜阳6个地区的经济发展水平,并对阜阳六区域经济发展优劣状况进行排序。(一) TOPSIS方法的测度原理TOPSIS的全称是“逼近于理想值的排序方法”(Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution)，是Hwang和Yoon于1981年提出的一种适用于根据多项指标、对多个方案进行比较选择的分析方法.这种方法的中心思想在于首先确定各项指标的正理想值和负理想值，所谓正理想解是一设想的最好值(方案) ，它的各个属性值都达到各候选方案中最好

15、的值，而负理想解是另一设想的最坏值(方案)，然后求出各个方案与理想值、负理想值之间的加权欧氏距离，由此得出各方案与最优方案的接近程度，作为评价方案优劣的标准。TOPSIS法是有限方案多目标决策的综合评价方法之一，它对原始数据进行同趋势和归一化的处理后，消除了不同指标量纲的影响，并能充分利用原始数据的信息，所以能充分反映各方案之间的差距、客观真实的反映实际情况，具有真实、直观、可靠的优点，而且其对样本资料无特殊要求，故应用日趋广泛。TOPSIS法较之单项指标相互分析法，能集中反映总体情况、能综合分析评价，具有普遍适用性。例如，其在评价卫生质量、计划免疫工作质量、医疗质量；评价专业课程的设置、顾客

16、满意程度、软件项目风险评价、房地产投资选址；它在评价企业经济效益、城市间宏观经济效益、地区科技竞争力、各地区农村小康社会等方面都已得到广泛、系统的应用。（二）TOPSIS法的基本步骤设有n个评价对象，m个评价指标，原有数据形式为：评价对象指标1指标2指标m1x11x12x1m2x21x22x2mnxn1xn2xnm1.指标属性趋同化处理 可将低优指标和中性指标全转化为高优指标 xij，方法是并适当调整（扩大或缩小一定比例）转换数据2.趋同化数据的归一化（与前面的归一化方式不同）由此得到归一化处理后的矩阵Z3.确定最优方案和最劣方案最优方案Z+由Z中每列中的最大值构成：Z+=(maxZi1,ma

17、xZi2,maxZim)最劣方案Z-由Z中每列中的最小值构成：Z-=(minZi1,minZi2,minZim)4.计算每一个评价对象与Z+和Z-的距离D+i和D-i 5.计算各评价对象与最优方案的接近程度Ci6.按Ci大小排序，给出评价结果（三）研究区域概况阜阳市位于安徽省西北部，辖颍州、颍泉、颍东三区和临泉、太和、阜南、颍上四县及界首市，户籍人口1014.8万，常驻人口为7599918人。面积9775平方公里，是安徽省人口最多的市，也是全国比较大的地级市之一。阜阳交通优越，是安徽3大枢纽之一，市内铁路，公路，航空，水运发达，为安徽前列。 阜阳是个农业大市，工业相对落后，随着国家支持中西部的

18、开发的号召下，阜阳工业得到了一定的发展，2010年，阜阳全市规模以上工业完成总产值700亿元，工业化率和城市化率均超过30%，工业首次超过农业比重，成为阜阳第一产业，阜阳已进入工业化加速推进时期。“十五”以来, 阜阳地区国民经济持续加快发展,综合实力稳步增强,但是由于发展起点较低,人口众多,经济基础比较薄弱,局部经济发展水平差异较大,尤其是人均水平与全省相比还存在一定的差距,总体发展水平亟待提高。全面分析和认识阜阳地区各区县的经济发展现状,对加快阜阳地区经济可持续发展有着重要而深刻的意义。（四）指标体系选择地 区GDP（亿元）工业总产值（亿元）非私营人员平均工资（元）人均GDP(元)固定资产投

19、资（亿元)第三产业产总值（亿元）财政收入（万元）农民现金收入（元）阜阳市区243.166.93278719528131.8241.411311934791.96界首市72.57115.622318926021.31909临泉县85.9543.4223953392831.0268太和县111.27120.2625259653440.433.31429105384.34阜南县82.9947.2323140503147.625.35206604326.47颍上县125.63123.3436760747257.227.09849735592.56表一

20、、阜阳市各区县2010年经济数据（注：此表采用阜政办20116号文件和安徽省2011年统计年鉴的数据）选用8项经济指标(表1),即X1为国内生产总值GDP(亿元); X2为工业总产值(亿元); X3为非私营人员平均工资（元）; X4为人均GDP(元); X5固定资产投资（亿元); X6为第三产业生产总值（亿元）; X7为财政收入（万元）; X8为农民现金收入（元）。这些指标可集中反映阜阳地区的综合经济实力,是国际通用的评价国家或地区经济实力的重要指标。（五）基于TOPSIS的阜阳区域经济发展状况评价1，构造原始数据矩阵地 区X1X2X3X4X5X6X7X8阜阳市区243.166.9327871

21、9528131.8241.411311934791.96界首市72.57115.622318926021.31909临泉县85.9543.4223953392831.0268太和县111.27120.2625259653440.433.31429105384.34阜南县82.9947.2323140503147.625.35206604326.47颍上县125.63123.3436760747257.227.09849735592.562，转换指标值对X3、X8缩小100倍，对X7缩小1000倍。并对所有数据四舍五入，得到转化后的指标值，以便

22、以计算。地 区X1X2X3X4X5X6X7X8阜阳市区24367289513124113148界首市73116229321193631临泉县8643243931262863太和县111120256540334454阜南县8347235047252143颍上县1261233774572785563，数据的归一化处理 此处数据较多，需耐心细致计算。地 区X1X2X3X4X5X6X7X8阜阳市区0.740.30*0.420.630.820.970.810.39界首市0.220.510.330.620.130.070.220.25临泉县0.260.190.360.260.190.100.170.51太

23、和县0.340.530.380.430.250.130.270.43阜南县0.250.210.350.330.290.100.130.35颍上县0.390.540.560.490.360.110.530.464，确定指标最优值Z+、最劣值Z-Z+=（0.74,0.54,0.56,0.63,0.82,0.97,0.81,0.51）Z-=（0.22,0.19,0.33,0.26,0.13,0.07,0,13,0.25）5，计算规范化矩阵评价矩阵中各方案到理想解的距离D+和最劣解的距离和D-地 区D+D-阜阳市区0.301.49界首市1.040.49临泉县1.450.26太和县1.250.48阜南县

24、1.420.21颍上县1.130.736，计算各样本点与理想解的接近度Ci,即Ci=D-i/(D+i+D-i)。Ci值越大，效益越好。并根据Ci值的大小对各方案进行排序地 区D+D-Ci排序结果阜阳市区0.301.490.831界首市1.040.490.323临泉县1.450.260.155太和县1.250.480.274阜南县1.420.210.136颍上县1.130.730.392表二、2010年阜阳地区六区县指标值与最优值、最劣值的距离及其与最优值的接近程度（六）评价结果分析根据综合评价值Ci对各区县经济实力进行排序。Ci值越大,表明该区县的经济实力越强；Ci值越小，表明该区县的经济力越

25、弱。由表二可知，Ci值从大到小依次为阜阳市区、颍上县、界首市、太和县、临泉县和阜南县。安徽省阜阳地区2010年度六区县经济综合发展水平最好的是阜阳市区，其次是颍上县和界首市，阜南县最差。这与实际情况很接近，所以，TOPSIS法在经济评价中能起到一定的指导性作用，为经济评价提供一种科学客观的理论计算方法。四、经济发展状况结论分析评价（一）总体结论从上文的研究中可以得出如下结论：近年来，阜阳区域经济发展一直很不均衡。从市际看，皖南地区经济发展水平较高，阜阳较低，总体上形成了皖南中皖北阶梯式落差，而且到目前为止这种落差不未被打破，差距还有扩大的趋势。从市内看，虽然经济发展水平的绝对差值不大，但相对差

26、值却不小。（二）关于阜阳在安徽区域内经济发展滞后的简单分析评价长期以来由于传统观念、地方习俗、人民富裕和受教育程度等原因，阜阳在维持社会稳定、计划生育等方面工作难度大。其它地区包括皖南地区都在励精图治发展经济，阜阳干部大部分的精力消耗在计划生育、土地纠纷和群众上访上，难有心思和精力抓发展。同时，皖北地区市级和县级财政体制严重失衡。阜阳地区与皖南地区相比，基础设施投入严重不足，基础设施建设欠账多。阜阳地区人口稠密，人口过多给大力发展教育事业，提高人口素质带来了严重影响，使其与皖南地区教育水平存在较大差异。对于阜阳亟需改变的现状，应该制定合理措施，从以下几点着手处理：1，应着手建设阜阳城市经济圈。

27、充分利用阜阳作为区域性中心城市独特优势，增强城市经济圈整体意识，切实发挥对周边地区的辐射带动作用，着力打造区域性安全农产品供应中心、加工制造中心、现代商贸物流中心、教育文化医疗中心和金融中心，形成“引领皖西北、辐射豫东南、联动黄淮海、融入长三角”的发展格局。并且优化产业空间布局，积极推进城乡一体化。2，坚持“双轮驱动”。阜阳市工业化、城镇化正处在加速发展阶段，有着巨大潜力和空间。继续实施“工业强市”战略，着力增强中心城市带动能力，加快小城镇发展壮大，促进人口适度向城镇集中，实现工业化、城镇化相辅相成、协调推进，为经济社会发展提供强大动力和承载力。 3，解放思想，实事求是。把工作重心从维持社会稳

28、定、计划生育转移到经济建设上来。4，加大对阜阳地区财政支持力度，保证基础建设。加快阜阳经济发展，必须要有财力保障。根据以往经验表明：基础设施完备与否是决定一个地区甚至一个国家的经济能否快速和稳健发展的重要方面。阜阳地区经济欠发达的一个重要原因就在于基础设施落后。因此，要促进阜阳地区经济发展，必须加强交通、能源、水利、信息等基础设施建设，增强对经济发展的支撑保障能力。5，加大对工业的科技投入力度。加大对教育的投资，发展科教兴市战略。（三）关于阜阳市内区县经济发展不平衡的简单分析评价1，对上文基于TOPSIS测度中阜阳经济发展最不发达地区阜南县的分析阜南，淮河岸边的国家扶贫开发重点县，屡受磨难的传

29、统农业地区。贫穷、灾害，是人们意识中阜南县的代名词。“其他地方是工业腿短，阜南是工业这条腿根本就没有长出来。”原市委常委、阜南县委书记倪建胜曾经说。阜南，当时是一个典型的以农耕文化为主导、以农业产业为主体的欠发达农业县域。 2005年，农业占阜南县经济的比重达到43%以上，包括工业和建筑业的二产所占比重仅为19%，工业化率不到10%，这样的经济结构即便在中西部地区都很少见。全县没有几个能拿得出手的企业，工业基础几乎是零。当时，全县生产总值50亿余元，财政收入只有1亿余元，其中税收占财政收入的70%，可以看出工商业严重发育不良。前几年由于县领导急切希望改变阜南现状，还发生了影响颇坏的“逼官招商”

30、事件。据统计，阜南县工业园区2009年实现工业产值20.4亿元，较上年增长92.4%；渐渐步入了科学发展、快速发展的良性轨道。最近几年，阜南县发展壮大了板材加工、卫生洁具、精细化工、柳编、纺织服装、机电制造、农副产品加工等七大支柱产业，尤其是柳编产业在国际经济危机影响、全国出口贸易增幅下滑的大背景下，柳编工艺品出口仍有增无减、产销两旺。县委书记、县人大常委会主任白飚说2010年全县地区生产总值83亿元，与2009年相比增长12%；规模以上工业总产值48.1亿元，同比增长49.1%。但从本文TOPSIS证实分析来看，经过近几年的发展（本人采用2011年安徽省统计年鉴及阜阳市统计局的数据），阜南县

31、的经济水平在阜阳地区仍是倒数第一，这不得不让人深思。 2，阜阳地区内要协调发展，应做到以下几点： 首先，促进各区县工业发展，重点提升“6611”工程。界首市重点发展循环经济，着力把铅冶炼和塑料制品业做强做大，以界首田营、西城、光武、大黄、太和肖口、颍泉周棚等为重点，应用环保、节能新技术，开发极板、铅酸蓄电池、电动车、精制塑料制品等下游产品；全力打造界首、太和工业走廊，与阜城三区和阜阳经济技术开发区共同形成颍河工业经济增长带。 太和县突出发展医药业和毛发加工业；  其次，保证颍上县、颍东区煤电和煤化工健康发展。颍上县以煤炭、农产品等资源优势为依托，重点培育壮大煤电、化工、造纸、医药、农产品加工等五大支柱工业。通过延长煤电化、农产品加工业产业链条，发展壮大了刘庄煤矿、谢桥煤矿、鑫泰化工等一批重点骨干企业。颍泉区围绕华润电厂建设突出发展水泥和建材加工业；阜阳经济技术开发区和颍州区加快发展高新技术产业和纺织服装产业。 第三，阜南县、临泉县突出发展农副产品加工业，促进区域特色工业经济快速发展。阜南县要发挥一批重点骨干企业，如沪千板材、大亚集团、新天化工、绿原化工、雪雨洁具的拉动作用。 第四，开展产业集聚工程。重点建设界首环保产业集聚区、太和生物医药产业集聚