數(shù)據(jù)挖掘論文_山東省17城市綜合發(fā)展水平聚類實(shí)證研究

1、精品文檔數(shù)據(jù)挖掘方法與應(yīng)用課程題目: 山東省17城市綜合開展水平聚類實(shí)證研究 院 系： 經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院 專業(yè)班級(jí)： 電子商務(wù)09級(jí)01班 學(xué)生姓名： 崔 健 韓濤龍 牛紅艷 指導(dǎo)教師： 曾 麗 君 2012年 6 月 25 日山東省17城市綜合開展水平聚類實(shí)證研究崔健 牛紅艷 韓濤龍摘要：山東省作為全國(guó)的人口和經(jīng)濟(jì)大省，其不同區(qū)域的開展水平表現(xiàn)出很大的差異性和不均衡性。對(duì)山東省17大城市的綜合開展水平進(jìn)行計(jì)量實(shí)證研究，發(fā)現(xiàn)其開展的共性和差異，對(duì)未來各個(gè)城市的均衡開展乃至整個(gè)山東省的開展具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和理論根底。通過構(gòu)建山東省17城市的綜合開展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，收集各大城市關(guān)于所選指標(biāo)的原始數(shù)據(jù)，

2、用K-means聚類分析算法進(jìn)行實(shí)證研究，對(duì)各城市綜合開展水平進(jìn)行了較為完整的評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示：關(guān)鍵詞：17大城市；開展水平；K-means聚類分析算法；實(shí)證研究Empirical Cluster Analyses on the General Development Level of 17 Cities in Shandong ProvinceCUI Jian NIU Hong-yan HAN Tao-long引言山東省是我國(guó)的經(jīng)濟(jì)強(qiáng)省大省，綜合競(jìng)爭(zhēng)力在全國(guó)排名也處于前列，其開展水平是以17城市為支撐的，而各大城市由于其各自的優(yōu)勢(shì)劣勢(shì)的不同，在經(jīng)濟(jì)效率、產(chǎn)業(yè)層次、教育水平、科技開展等不同方面的

3、開展存在較大的差異。隨著經(jīng)濟(jì)的迅速開展，全國(guó)各省的競(jìng)爭(zhēng)也愈演愈烈，提高綜合競(jìng)爭(zhēng)力，跟隨社會(huì)快速開展的腳步對(duì)于山東省至關(guān)重要。而17大城市的開展是山東省綜合開展的主體，城市綜合開展水平的分析旨在通過對(duì)各地區(qū)經(jīng)濟(jì)開展、人口密度、教育水平、就業(yè)情況等現(xiàn)狀的定性和定量分析，揭示城市在各個(gè)方面的開展程度和資源利用的有效水平，總結(jié)其在開展過程中的帶動(dòng)因素和限制因素，并通過相互比擬，找出各城市開展的共性和差異，從而因地制宜的提出相應(yīng)措施與建議，提高各大城市綜合開展水平。 1、 研究背景目前，國(guó)內(nèi)對(duì)城市綜合開展水平的排名，主要局限在經(jīng)濟(jì)總量以及經(jīng)濟(jì)開展速度上，或者是對(duì)資源型城市、金融資本運(yùn)作較好的城市在某些方

4、面上有所側(cè)重。并且，對(duì)于山東省十七城市的研究還沒有一個(gè)深入的、權(quán)威的結(jié)果。當(dāng)前，社會(huì)科學(xué)研究所依據(jù)經(jīng)濟(jì)、人民生活水平、環(huán)境、教育、科技、政府行政能力等指標(biāo)做出一個(gè)城市綜合競(jìng)爭(zhēng)力排名，對(duì)山東省的十七城市綜合開展能力有了一個(gè)比擬明確的排名。但是，這個(gè)排名與調(diào)研是站在總體高度上的出的結(jié)論，沒有側(cè)重于每個(gè)公民的感受?；诖耍疚脑谠诂F(xiàn)有文獻(xiàn)研究的根底上，針對(duì)公民感受和十七城市具體狀況進(jìn)行實(shí)證研究，并應(yīng)用K-means算法得出一個(gè)相對(duì)客觀的結(jié)論，既兼顧總體水平，又有個(gè)體感受。比擬具有代表性。2、 指標(biāo)體系的構(gòu)建和數(shù)據(jù)收集2.1指標(biāo)體系的構(gòu)建考慮一個(gè)城市的綜合開展水平，和經(jīng)濟(jì)有著密切相關(guān)的聯(lián)系因此無論是什

5、么樣的研究，都把經(jīng)濟(jì)總體水平和經(jīng)濟(jì)增速作為主要衡量指標(biāo)。與經(jīng)濟(jì)相關(guān)的，有GDP總量，以及經(jīng)濟(jì)開展速度等指標(biāo)。除去經(jīng)濟(jì)外，還應(yīng)該考慮每個(gè)公民的因素，我國(guó)十二五規(guī)劃提出的科學(xué)開展觀就是“以人為本的全面協(xié)調(diào)可持續(xù)開展因此人口數(shù)量以及各個(gè)指標(biāo)的人均數(shù)量就顯得尤為重要。同時(shí)與人民生活息息相關(guān)的各項(xiàng)指標(biāo)也應(yīng)該考慮在內(nèi)，如就業(yè)率、教育、交通、等開展?fàn)顩r。根據(jù)上述反響城市綜合開展水平的各個(gè)要素，按照系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化、可操作性、動(dòng)態(tài)與靜態(tài)相結(jié)合的原那么，參考有關(guān)文獻(xiàn)建立的城市綜合競(jìng)爭(zhēng)力排名體系，本文建立了各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系。具體構(gòu)成見表一表一：GDP總量V1人均GDPV2常住人口數(shù)量V3人口密度V4公共交通狀況評(píng)價(jià)

6、V5教育狀況指標(biāo)V6城市消費(fèi)力V7就業(yè)率V82.2數(shù)據(jù)的收集城市GDP總量?jī)|元人均 GDP萬元常住人口數(shù)量萬人人口密度平方公里/人教育狀況指標(biāo)公共交通狀況評(píng)價(jià)城市消費(fèi)力就業(yè)率青島市4924.166.501871.510.08180.938.6720000.93濟(jì)南市3331.955.739681.40.083330.651040000.95煙臺(tái)市3868.176.254696.820.050690.738.8830000.89濰坊市2974.943.401908.620.057290.659.1318000.84臨沂市2214.092.591003.940.058190.667.3518000

7、.84東營(yíng)市2257.881.159203.530.025680.647.1225000.83濱州市1388.94.161374.850.039690.757.2222000.92威海市2034.036.933280.480.0515919.4345000.91泰安市1664.353.64549.420.070780.796.8923000.82淄博市2539.16.437453.060.076290.737.5322000.77德州市1650.723.053556.820.053760.696.3315000.74聊城市1380.022.59578.990.066430.728.572700

8、0.69日照市803.553.677280.110.052750.827.8932000.74菏澤市918.41.381828.780.067710.535.5612000.64棗莊市1236.833.727372.930.081960.677.1621000.78萊蕪市545.374.158129.850.057810.836.7825000.79濟(jì)寧市2387.73.155808.190.075630.776.7928000.823、 用STATISTICA 8 進(jìn)行K-means聚類分析算法的依據(jù) 3.1聚類相似度度量 聚類分析cluster analysis即根據(jù)事物的某方面特征把他們

9、劃分成為假設(shè)干小類，使得隸屬于同一類的個(gè)體具有較高的相似度和類似的性質(zhì)，而不屬于同一類的個(gè)體具有較低的相似度的分析過程。在聚類分析中，聚類的依據(jù)以數(shù)據(jù)的形式表示，通?？梢砸暈閚維空間中的點(diǎn)，我們就是以n維空間中的兩點(diǎn)的距離為依據(jù)來度量數(shù)據(jù)之間的相似度或差異性。距離越大，說明事物個(gè)體之間的差異越大、相似性越?。欢嚯x越小，說明事物個(gè)體之間的差異越小、相似性越大。樣本之間的距離有多種定義方式，最常見的有歐氏距離、平方歐氏距離、絕對(duì)值距離、明考斯Minkowski距離和馬氏距離。K-means聚類分析算法采用的是平方歐氏距離，其定義如下：設(shè)兩個(gè)樣本，那么兩個(gè)樣本的平方歐氏距離為：d = 3.2 K-

10、means聚類分析算法的步驟給定一個(gè)有n個(gè)個(gè)體的數(shù)據(jù)集，將它劃分為k個(gè)局部kn，每個(gè)小局部即為一類。它需要滿足以下兩個(gè)條件：1k類中任意一類不為空集，即每一類中至少有一個(gè)個(gè)體；2沒一個(gè)個(gè)體屬于且僅屬于k類中的一類。K確實(shí)定常常需要使用者根據(jù)需要解決的實(shí)際問題和相應(yīng)的專業(yè)知識(shí)來決定。K-means聚類分析算法的步驟如下：1） 在n個(gè)數(shù)據(jù)中選取k個(gè)作為凝聚點(diǎn)，并且定義點(diǎn)與點(diǎn)點(diǎn)之間的距離；2） 其余n各點(diǎn)逐個(gè)進(jìn)入，每個(gè)點(diǎn)進(jìn)入時(shí)歸入與相應(yīng)凝聚點(diǎn)距離最近的類中；每個(gè)點(diǎn)進(jìn)入之后重新計(jì)算每一類的重心作為該類新的凝聚點(diǎn)。3） 重復(fù)2直至所有類的凝聚點(diǎn)均不在變化為止。因此，通過K-means聚類分析算法，最終以

11、個(gè)凝聚點(diǎn)為中心聚成各類，各類內(nèi)部各樣本之間距離小、相似性高，而不同類之間的距離大，相似性低。3.3基于K-means聚類算法的實(shí)證過程和結(jié)果 根據(jù)實(shí)際情況，利用各大城市開展的GDP總量、人均GDP、常住人口數(shù)量、人口密度、公共交通狀況、評(píng)價(jià)教育狀況指標(biāo)、城市消費(fèi)力等個(gè)指標(biāo)作為分析變量，運(yùn)用K-means聚類分析算法對(duì)城市開展指標(biāo)進(jìn)行聚類分析，分別按3類和5類進(jìn)行劃分，以便對(duì)聚類結(jié)果進(jìn)行深入的分析和比擬。此次聚類采用指標(biāo)數(shù)據(jù)作為自變量，區(qū)域?yàn)橐蜃兞浚?jì)算區(qū)域之間的距離采用平方歐氏距離，采用STATISTICA 8 分析軟件，聚類分析結(jié)果如下。結(jié)果分成三類時(shí)：第一類：青島、濟(jì)南、煙臺(tái)、濰坊第二類：

12、臨沂、東營(yíng)、濱州、威海、泰安、淄博、濟(jì)寧第三類：德州、日照、聊城、荷澤、棗莊、萊蕪、當(dāng)最后的結(jié)果分成五類的時(shí)候，結(jié)果如下列圖：、第一類：青島市、濟(jì)南市、煙臺(tái)市第二類：濰坊市、臨沂市、東營(yíng)市、淄博市、濟(jì)寧市第三類：濱州市、威海市、泰安市第四類：日照市、萊蕪市 第五類：棗莊市、德州市、聊城市、荷澤市由上面分析結(jié)果可以看出，無論是分成三類還是五類，青島市和濟(jì)南市都是出于最前面，因此可以看出，青島市和濟(jì)南市的城市綜合競(jìng)爭(zhēng)力無論是在教育交通等人均方面都占有無可爭(zhēng)議的優(yōu)勢(shì)。出于最后面的德州市、聊城市、荷澤市出于魯西北魯西南的這三個(gè)城市，由于工業(yè)部是太開展，并且人均產(chǎn)值處于一個(gè)較低的水平，因此在綜合城市競(jìng)爭(zhēng)

13、力上不占優(yōu)勢(shì)，在最下面的位置。萊蕪市面積小，人口少，雖然在總產(chǎn)值上不占優(yōu)勢(shì)但是由于計(jì)算的是平均結(jié)果，因此其綜合開展水平處于中間偏下的位置，沒有落入最底層。處于中間位置的濱州市、濰坊市、威海市、日照市在人均產(chǎn)值、就業(yè)率、教育水平上，差距不是太大。由上圖我們也可以看出，一個(gè)城市的國(guó)民生產(chǎn)總值約高，其對(duì)應(yīng)的消費(fèi)能力也越高，這說明收入與支出的水平是一定的，收入越高，支出也相應(yīng)增加。4.結(jié)論在本文調(diào)研與寫作的過程中，也結(jié)合分析，下面作出山東省十七城市最總開展水平的總結(jié)。以分為五類來具體分析十七城市每個(gè)城市的開展?fàn)顩r。第一類： 青島、濟(jì)南； 此二城市都是副省級(jí)城市，影響力在全國(guó)也可進(jìn)入前二十名，后面的城市

14、的綜合實(shí)力相比之下都有很大的差距。青島市是山東著名的沿海城市，經(jīng)濟(jì)貿(mào)易開展良好，有著名的青島港。濟(jì)南作為全省的政治中心，綜合實(shí)力的開展也走在最前面。 第二類： 煙臺(tái)、淄博、濰坊、臨沂、濟(jì)寧；此五個(gè)城市，建成區(qū)面積超過100平方公里，常住人口超過100萬。 煙臺(tái)，作為十四個(gè)沿海開放城市之一，憑著優(yōu)越的地理位置，積極促進(jìn)經(jīng)濟(jì)開展，帶動(dòng)人口就業(yè)，綜合實(shí)力得到極大提升。 淄博，在經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型方面抓住時(shí)機(jī)，做好調(diào)整。另外還有幾家實(shí)力較大的大型國(guó)企，相比東北，轉(zhuǎn)型方面也還算成功。通過不斷加強(qiáng)交通建設(shè)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的開展。 濰坊的開展一直很快，而且在農(nóng)業(yè)方面有著全國(guó)獨(dú)特的地位，并且濰坊的教育開展水平在全省也處于較高

15、地位。 臨沂，山東省后崛起的大城市，憑借興旺的商貿(mào)物流，從二十前不到20萬人口的縣城，開展成為建成區(qū)面積122平方公里甚至超過濰坊，常住人口100多萬 的“大城市，更重要的是，臨沂的開展空間很大，勢(shì)頭繼續(xù)很猛，兩年內(nèi)，隨著南坊新區(qū)的崛起，商貿(mào)城的西遷，臨沂的建成區(qū)還將增大很多。這是后面第三類中的幾個(gè)城市比不上的。 第三類：濟(jì)寧、威海、日照、東營(yíng)； 此四城市，濟(jì)寧在膠濟(jì)鐵路以南傳統(tǒng)的弱勢(shì)群體中一直是比擬好，開展也平穩(wěn)。仍處在第三陣營(yíng)中的第一位。 威海日照，都是新劃出的地級(jí)市，海濱城，環(huán)境美，小而精，外向型經(jīng)濟(jì)興旺，但人口少，人氣不旺，在綜合競(jìng)爭(zhēng)力上海有待提升。 東營(yíng)，憑借石油，開展具有天然的優(yōu)勢(shì)

16、。但產(chǎn)業(yè)單一，人氣不旺，排在該類中的末位。 第四陣營(yíng)：濱州、泰安 、泰安、萊蕪；濱州之所以排在第五類的第一位，因?yàn)闉I州近來開展不錯(cuò)，由納入了山東藍(lán)色經(jīng)濟(jì)建設(shè)區(qū)建設(shè)，經(jīng)濟(jì)開展態(tài)勢(shì)蓬勃。泰安是一座老城，泰山天下聞名，自建國(guó)后一直有很多的高校，處在京滬鐵路線上。泰安開展成有模有樣的城市時(shí)，許多城市的發(fā)才剛剛起步。 但是由于泰安缺少支柱產(chǎn)業(yè)的開展，因此經(jīng)濟(jì)開展一直沒有質(zhì)的突破。萊蕪，劃為地級(jí)市本身就有一定的偶然性和戲劇性。由于是地方太小，所以經(jīng)濟(jì)開展也收局限，又由于交通方面缺少鐵路建設(shè)。因此，經(jīng)濟(jì)走出去有些困難。第五類： 棗莊、萊蕪、菏澤、德州、聊城，棗莊是像淄博一樣的組團(tuán)式城市，方案經(jīng)濟(jì)時(shí)代有過輝煌，但是作為一個(gè)典型的資源城市，沒抓住轉(zhuǎn)型的機(jī)遇，讓棗莊開展逐漸落后與總體水平。聊城，聊城是全國(guó)第一批歷史文化名城，它有深厚的的文化底蘊(yùn)，近幾年來雖然加強(qiáng)了江北水城建設(shè)，但在人口基數(shù)眾多的情況下，綜