城鎮(zhèn)化水平評(píng)估及預(yù)測(cè)

#城鎮(zhèn)化水平評(píng)估及預(yù)測(cè)摘要受地理、環(huán)境、資源以及宏觀(guān)政策等因素的影響，新疆省各地區(qū)的城市化進(jìn)程存在很大差異。通過(guò)評(píng)估不同地區(qū)的城市化發(fā)展水平，指出其發(fā)展差異所在，對(duì)推進(jìn)城鎮(zhèn)化建設(shè)，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，縮小不同地區(qū)人民生活水平的差異，實(shí)現(xiàn)共同富裕有著積極意義。模型I:針對(duì)問(wèn)題1,首先采用單一指標(biāo)法把可能影響新疆城鎮(zhèn)化水平的因素找出來(lái)逐一進(jìn)行分析，然后用數(shù)學(xué)軟件進(jìn)行比較，綜合分析出影響新疆城鎮(zhèn)化水平的主要因素是以經(jīng)濟(jì)為主，以人口數(shù)量，勞動(dòng)力，政府調(diào)控等為輔。模型II：針對(duì)問(wèn)題2,在問(wèn)題1的基礎(chǔ)上，選用層次分析法和GIS從層次和空間兩方面評(píng)估城市化水平。以經(jīng)濟(jì)發(fā)展為目標(biāo)層，以經(jīng)濟(jì)總量、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)效率為準(zhǔn)則層，建立衡量其經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平指標(biāo)體系，把經(jīng)濟(jì)與城鎮(zhèn)化相結(jié)合評(píng)估出新疆省城鎮(zhèn)化水平，得到新疆省城鎮(zhèn)化初步發(fā)展地區(qū)為喀什、和田；加速發(fā)展階段地區(qū)為吐魯番、塔城、阿勒泰、阿克蘇；成熟階段地區(qū)為烏魯木齊、哈密。模型III：針對(duì)問(wèn)題3，結(jié)合前兩問(wèn)，選用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)從歷史數(shù)據(jù)（2005年到2010年）中找出隱藏的規(guī)律來(lái)進(jìn)行城鎮(zhèn)化水平預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)出近十年新疆省城市化水平。關(guān)鍵詞城市化水平層次分析法指標(biāo)BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)1問(wèn)題的提出目前，城鎮(zhèn)化水平（也稱(chēng)城鎮(zhèn)化率）單純地被定義為城鎮(zhèn)人口占一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的總的人口的比重。這種做法是片面的，因?yàn)槌鞘腥丝诒戎卮笥袝r(shí)候并不能準(zhǔn)確說(shuō)明城市化水平。例如，某些政策導(dǎo)致的城鎮(zhèn)人口突然增加或減少就不能說(shuō)明城市化水平也發(fā)生了相應(yīng)變化。我國(guó)歷史上的“上山下鄉(xiāng)”運(yùn)動(dòng)，近期的農(nóng)村人口大規(guī)模變?yōu)槌擎?zhèn)人口，阿拉爾建市等都不能準(zhǔn)確反映城鎮(zhèn)化水平。也就是說(shuō)，科學(xué)評(píng)價(jià)某一地區(qū)的城鎮(zhèn)化程度時(shí)，必須全面考察該地區(qū)的居民生活水平，城鎮(zhèn)人口的比重和基礎(chǔ)設(shè)施水平等諸方面的因素。為此，對(duì)于城鎮(zhèn)化水平需要進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)。以新疆省為例，討論以下問(wèn)題：1）尋找影響城市化發(fā)展水平的主要因素和指標(biāo)。2）建立數(shù)學(xué)模型，給出合理評(píng)估城市化水平的方法。3）利用建立的數(shù)序模型，預(yù)測(cè)新疆（或阿克蘇地區(qū)）近10年的城市化水平。2問(wèn)題的分析2.1問(wèn)題1的分析針對(duì)問(wèn)題1，選用人口比重指標(biāo)法、非農(nóng)業(yè)人口比重指標(biāo)法、帶眷系數(shù)法、土地利用比重法、經(jīng)濟(jì)相關(guān)分析法、財(cái)政支出這6種方法對(duì)可能影響新疆城鎮(zhèn)化因素逐個(gè)分析，并用Excel比較的6種方法來(lái)確定影響城鎮(zhèn)化水平的主要因素或指標(biāo)。2.2問(wèn)題2的分析針對(duì)問(wèn)題2,在問(wèn)題1的基礎(chǔ)上采用層次分析法和GIS從層次和空間兩方面評(píng)估城市化水平。以經(jīng)濟(jì)發(fā)展為目標(biāo)層，以經(jīng)濟(jì)總量、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)、經(jīng)濟(jì)效率為準(zhǔn)則層，建立衡量其經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平指標(biāo)體系，把經(jīng)濟(jì)與城鎮(zhèn)化相結(jié)合評(píng)估出新疆省城鎮(zhèn)化水平。2.3問(wèn)題3的分析針對(duì)問(wèn)題3,結(jié)合問(wèn)題1,2,采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)測(cè)。以2005年到2010年新疆GDP為歷史數(shù)據(jù)，建立某種映射關(guān)系，并用matlab進(jìn)行擬合來(lái)預(yù)測(cè)新疆近10年的城市化水平3模型的假設(shè)1）不考慮人口大量遷入遷出2）不考慮各個(gè)民族文化差異的影響4定義與符號(hào)說(shuō)明符號(hào)定義說(shuō)明U城鎮(zhèn)化水平PC城鎮(zhèn)化人口數(shù)Pn農(nóng)村人口數(shù)N區(qū)域總?cè)丝跀?shù)pf非農(nóng)業(yè)人口數(shù)pa農(nóng)業(yè)人口數(shù)帶眷系數(shù)P1城鎮(zhèn)總勞動(dòng)力人數(shù)S區(qū)域土地總面積G土地利用面積c5模型的建立與求解5.1模型I5.1.1模型預(yù)處理城鎮(zhèn)化不是簡(jiǎn)單的小城鎮(zhèn)建設(shè)，而是伴隨工業(yè)化過(guò)程而出現(xiàn)的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)換，這一過(guò)程主要表現(xiàn)為人口、非農(nóng)業(yè)、資本、市場(chǎng)由分散的農(nóng)村向城市集中的過(guò)程。以新疆省為研究對(duì)象，研究城市化水平。首先，對(duì)附件中的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。其次，由于新疆省地廣人稀、民族眾多、區(qū)域特征明顯，資源優(yōu)勢(shì)突出的特殊區(qū)域，其城鎮(zhèn)化發(fā)展既具有內(nèi)地城鎮(zhèn)化的共性，更帶有自身的特殊性，所以，從2個(gè)方面來(lái)研究：從空間上，可以選擇烏魯木齊市、吐魯番地區(qū)、哈密地區(qū)、塔城地區(qū)、阿勒泰地區(qū)、阿克蘇地區(qū)、喀什地區(qū)、和田地區(qū)8個(gè)地區(qū)為研究對(duì)象；

從時(shí)間上，可以選2000年到2009年為研究對(duì)象。5.1.2模型的分析目前，城鎮(zhèn)化判別指標(biāo)歸納起來(lái)兩大類(lèi)：一類(lèi)是單一指標(biāo)法；一類(lèi)是綜合指標(biāo)法。單一指標(biāo)法又稱(chēng)主要指標(biāo)法，其含義是指通過(guò)某一個(gè)最具本質(zhì)的意義、最具象征意義和最能反映問(wèn)題的指標(biāo)，來(lái)定量描述某一區(qū)域城鎮(zhèn)化水平，主要有人口比重指標(biāo)法等；綜合指標(biāo)法又稱(chēng)多項(xiàng)指標(biāo)法、復(fù)合指標(biāo)法，是指用兩個(gè)或兩個(gè)以上的指標(biāo)來(lái)反映某一區(qū)域的城鎮(zhèn)化水平，常用的有調(diào)整系數(shù)法和指數(shù)體系法。從理論上講，綜合指標(biāo)法從多方面、多角度來(lái)反映城鎮(zhèn)化水平，從整體上把握小城鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r。但由于工作量大，資料較難搜集，很多指標(biāo)無(wú)法量化,另外運(yùn)用比較困難。由于單一指標(biāo)法所選用的指標(biāo)便于統(tǒng)計(jì)分析，具有較強(qiáng)的適用性，因而在實(shí)際工作中常常偏重于單一指標(biāo)法，在理論研究上多采用綜合指標(biāo)法。5.1.3模型的建立根據(jù)上述分析，采用單一指標(biāo)法研究影響城市化水平的主要因素或指標(biāo)。方法1：人口比重指標(biāo)法此方法表示某一個(gè)建制鎮(zhèn)內(nèi)的城鎮(zhèn)人口占其總?cè)丝诘谋戎?，?lái)表示該鎮(zhèn)的城鎮(zhèn)化水平。其計(jì)算公式為U=Pcx100%=px100%Pc+PnN（1.1）式中：U表示城鎮(zhèn)化水平；Pc表示城鎮(zhèn)化人口；Pn表示農(nóng)村人口；N表示區(qū)域總?cè)丝凇７椒?：非農(nóng)業(yè)人口比重指標(biāo)法此方法表示某一個(gè)建制鎮(zhèn)內(nèi)的非農(nóng)業(yè)人口占其總?cè)丝诘谋戎?，?lái)表示該鎮(zhèn)的城鎮(zhèn)化水平。其計(jì)算公式為(1.2)—Pf—x100%二px100%p+pN(1.2)fa式中：U表示城鎮(zhèn)化水平；Pf表示非農(nóng)業(yè)人口；Pa表示農(nóng)業(yè)人口；"表示區(qū)域總?cè)丝凇７椒?：帯眷系數(shù)法

此方法指用某一個(gè)建制鎮(zhèn)內(nèi)的城鎮(zhèn)勞動(dòng)力與帯眷系數(shù)的積占其人口比重來(lái)表示該鎮(zhèn)的城鎮(zhèn)化水平。其計(jì)算公式為U二^1^x100%ApiApi(1.4)式中：U表示城鎮(zhèn)化水平；pi表示城鎮(zhèn)總勞動(dòng)力數(shù)量；九表示帯眷系數(shù)；N表示區(qū)域總?cè)丝跀?shù)；Apc表示城鎮(zhèn)凈增人口；Api表示凈增城鎮(zhèn)勞動(dòng)力數(shù)量。按照我國(guó)實(shí)際情況，九一般在1到2之間取值。方法4：城鎮(zhèn)土地利用比重指標(biāo)法此方法指以某一個(gè)建制鎮(zhèn)內(nèi)的城鎮(zhèn)建成區(qū)的土地利用面積占總區(qū)域總面積來(lái)反映該城鎮(zhèn)化水平。其計(jì)算公式為：TOC\o"1-5"\h\zGg(1.5)U=——c—X100%=rx100%

G+GS(1.5)ca式中：U表示城鎮(zhèn)化水平；Gc表示建成土地利用面積；Ga表示建成區(qū)以外的農(nóng)業(yè)土地利用面積；S表示區(qū)域土地總面積。方法5：財(cái)政支出在新疆的城鎮(zhèn)化進(jìn)程中，大量的公共品均是由政府投資，政府財(cái)政支出對(duì)新疆城鎮(zhèn)化進(jìn)程發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。財(cái)政支出可以視為政府干預(yù)城鎮(zhèn)化進(jìn)程的重要手段，因此將政府干預(yù)（Z）作如下定義：政府干預(yù)指數(shù)=（財(cái)政支出-科教支出）/GDP計(jì)算得出2000年-2009年的城鎮(zhèn)化水平與政府干預(yù)之間的變化趨勢(shì)，如表1。表12000年-2009年新疆城鎮(zhèn)化水平與政府的干預(yù)指數(shù)變化趨勢(shì)年份20002001200220032004城鎮(zhèn)化指數(shù)35.2135.5235.9136.6536.67政府干預(yù)指數(shù)11.5314.5219.1716.5916.56年份20052006200720082009

城鎮(zhèn)化指數(shù)36.8743.3743.3243.2643.03政府干預(yù)指數(shù)16.4418.9718.4420.9425.71注：2000-2006年科教支出為文教科學(xué)衛(wèi)生事業(yè)費(fèi)；2007-2009科教支出為教育、科學(xué)技術(shù)、文化體育與傳媒、醫(yī)療衛(wèi)生支出加總所得。數(shù)據(jù)來(lái)源于《新疆統(tǒng)計(jì)年鑒》及《新疆50年》。從表中不難看出，盡管新疆的城鎮(zhèn)化水平與政府干預(yù)指數(shù)并不是保持完全一致的變化趨勢(shì)，但總體來(lái)看，政府干預(yù)與人口城鎮(zhèn)化仍然有較高的相關(guān)性，體現(xiàn)出政府通過(guò)財(cái)政投資對(duì)城鎮(zhèn)化調(diào)控的能力。政府財(cái)政投資能夠承擔(dān)分散的社會(huì)投資難以承擔(dān)或承擔(dān)不起的大型骨干項(xiàng)目和非法盈利性的項(xiàng)目，從而起到平衡社會(huì)結(jié)構(gòu)的作用。方法6經(jīng)濟(jì)相關(guān)分析法經(jīng)濟(jì)相關(guān)分析法就是用建制鎮(zhèn)的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)預(yù)測(cè)城鎮(zhèn)化水平。生產(chǎn)力的發(fā)展是城鎮(zhèn)化的經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)，城鎮(zhèn)化與小城鎮(zhèn)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展非常密切，因而可以根據(jù)兩者的關(guān)系，建立相關(guān)方程作為城鎮(zhèn)化水平的計(jì)算模型。據(jù)世界銀行統(tǒng)計(jì)分析，國(guó)民生產(chǎn)總值(GDP)200美元時(shí)，城鎮(zhèn)化水平約22%；200?1000美元時(shí)，為20%?40%；1000?4000美元時(shí)，為40%?60%。5.1.4計(jì)算結(jié)果比較分析城鎮(zhèn)化是我國(guó)全面建設(shè)小康目標(biāo)及最終實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化的必然選擇，城鎮(zhèn)化水平綜合反映了一個(gè)建制社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展程度。用Excel做出幾種方法比較的折線(xiàn)圖如圖1所示，結(jié)果顯示采用不同的計(jì)算方法所得到的城鎮(zhèn)化水平截然不同：使用方法5和6計(jì)算的城鎮(zhèn)化水平顯著較高；使用方法2計(jì)算的結(jié)果偏低；而使用方法1和方法4兩種方法計(jì)算的結(jié)果比較接近。50.0%5.0%0.0%45.0%40.0%%35.0%平30.0%水50.0%5.0%0.0%45.0%40.0%%35.0%平30.0%水25.0%鎮(zhèn)20.0%城15.0%10.0%200720082009年份圖1城鎮(zhèn)化變化趨勢(shì)比較新疆省重點(diǎn)區(qū)域城市化水平計(jì)算對(duì)比如表2所示。表22007-2009新疆重點(diǎn)地區(qū)城市化水平對(duì)比表地區(qū)人口比重城市化水平非農(nóng)業(yè)人口比重城市化水平200720082009200720082009總計(jì)0.3790.3920.3960.3150.3210.324烏魯木齊市0.9740.9700.9700.7860.7490.739吐魯番地區(qū)0.7210.7200.7210.2430.2390.262哈密地區(qū)0.8800.8790.8820.5750.5800.577塔城地區(qū)0.7410.7400.7380.4920.4900.497阿勒泰地區(qū)0.5530.5490.5530.4360.4340.450阿克蘇地區(qū)0.6550.6290.6300.3120.2870.291喀什地區(qū)0.3890.3630.3620.2130.1810.198和田地區(qū)0.3190.3190.3200.1260.1330.134根據(jù)圖和表分析：從時(shí)間角度看，新疆省城鎮(zhèn)化變化趨勢(shì)不大；從空間角度看，新疆省各地區(qū)在同一年受經(jīng)濟(jì)、財(cái)政支出、土地利用面積、勞動(dòng)力和人口影響而使得城鎮(zhèn)化水平相差很大。因此，影響新疆省各地區(qū)城鎮(zhèn)化發(fā)展水平的主要因素是以經(jīng)濟(jì)為主，財(cái)政支出、土地利用面積、勞動(dòng)力和人口數(shù)為輔。5.2模型II5.2.1模型的分析目前，層次分析法(AnalyticHierarchyProcess，AHP)被廣泛應(yīng)用于多因素綜合評(píng)價(jià)中，但尚無(wú)法有效反映評(píng)價(jià)結(jié)果的空間分布格局，而GIS強(qiáng)大的空間分析能力恰好彌補(bǔ)了層次分析法的不足。因此，GIS和層次分析法的結(jié)合將有助于提高區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展評(píng)價(jià)水平，能更好的評(píng)估新疆省城市化。在模型I基礎(chǔ)的上先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理?；趯哟畏治龇ê虶IS的數(shù)據(jù)處理技術(shù)路線(xiàn)見(jiàn)圖2。

圖2數(shù)據(jù)處理技術(shù)路線(xiàn)5.2.2模型的建立結(jié)合新疆省的實(shí)際情況，以經(jīng)濟(jì)發(fā)展為總目標(biāo)，以經(jīng)濟(jì)總量、經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟(jì)效率為準(zhǔn)則層，按各準(zhǔn)則層隸屬關(guān)系再細(xì)化為若干指標(biāo)，建立了衡量其經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的指標(biāo)體系（圖3），指標(biāo)數(shù)據(jù)見(jiàn)表3。截至目前，賦權(quán)方法尚未形成完整的體系。解決該問(wèn)題的方法主要有專(zhuān)家估測(cè)法、調(diào)查統(tǒng)計(jì)法、指標(biāo)值法、主因子分析法及層次分析法等，該評(píng)價(jià)中采用了層次分析法。依據(jù)已建立的遞階層次結(jié)構(gòu)體系，采用Saatyl—9比率標(biāo)度法構(gòu)造判斷矩陣，可得每一個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)相對(duì)于最高層區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的權(quán)重值（圖3）,并通過(guò)一致性檢驗(yàn)。表3新疆各地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)地區(qū)GDP人均GDP第一產(chǎn)業(yè)比重第二產(chǎn)業(yè)比重第三產(chǎn)業(yè)比重GDP增長(zhǎng)率經(jīng)濟(jì)效率烏市13385172430391.49%44.86%53.65%18.75%0.156吐魯番18278662982813.36%63.54%23.11%15.43%0.138哈密16738482937514.36%44.81%40.83%22.15%0.08塔城34190472356236.97%34.52%28.51%16.70%0.101阿勒泰13486442240621.93%43.44%34.63%12.96%0.218阿克蘇39611751587234.85%30.87%34.28%19.10%0.144喀什3599718874842.16%18.06%39.78%21.04%0.065和田1034972518135.09%16.96%47.96%14.41%0.053圖3經(jīng)濟(jì)發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)層次結(jié)構(gòu)體系由于所選指標(biāo)的含義、量綱與大小均不相同，無(wú)法直接進(jìn)行加減，因此必須進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到相對(duì)統(tǒng)一的量綱。采用極差標(biāo)準(zhǔn)化法，設(shè)數(shù)據(jù)系列中的最大值為X，最小值為X，則X數(shù)列中X的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)為maxminiX二（X—X）（X—X）iiminmaxmin變化后的新數(shù)據(jù)變化范圍均在0到1之間。對(duì)表4中的數(shù)據(jù)進(jìn)行極差標(biāo)準(zhǔn)化處理，再根據(jù)圖3中經(jīng)濟(jì)發(fā)展的1、11級(jí)指標(biāo)權(quán)重值，對(duì)表3中8個(gè)地區(qū)指標(biāo)數(shù)據(jù)加權(quán)求和，計(jì)算得出各區(qū)縣經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)得分（表5）。在ArcGIS9.2軟件中，將經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)綜合得分分為3個(gè)等級(jí)，分別為經(jīng)濟(jì)落后地區(qū)（0?0.3）、經(jīng)濟(jì)中等地區(qū)（O.3?0.6）及經(jīng)濟(jì)領(lǐng)先地區(qū)（0.6?1.0）,生成各區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)綜合得分等級(jí)分類(lèi)圖（圖4a），從而揭示整個(gè)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的空間格局。表4城市化過(guò)程階段劃分方法劃分階段階段城市化率/%特點(diǎn)初期V20城市數(shù)量少，規(guī)模小，城市化水平低，發(fā)展緩慢方法1中期20?80人口向城市集聚，資本向城市集聚，城鎮(zhèn)數(shù)量迅速增加，城市化水平大約每提高一個(gè)百分點(diǎn)，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大

后期>80城鄉(xiāng)差別近乎消滅，人口城市化趨緩，郊區(qū)城市化（逆城市化）開(kāi)始出現(xiàn)起步期發(fā)展期<2020?40城市數(shù)量少，規(guī)模小，城市化水平低，發(fā)展緩慢人口向城市集聚，資本向城市集聚，城鎮(zhèn)方法2數(shù)量迅速增加，城市化水平大約每提咼一個(gè)百分點(diǎn)，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大成熟期40?75城鄉(xiāng)差別近乎消滅，人口城市化趨緩，郊區(qū)城市化（逆城市化）開(kāi)始出現(xiàn)表五經(jīng)濟(jì)發(fā)展指標(biāo)得分地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展綜合得分城鎮(zhèn)化位序差排序水平排序?yàn)豸斈君R市0.6910.97010吐魯番地區(qū)0.2820.7214-2哈密地區(qū)0.2430.88221塔城地區(qū)0.1370.73834阿勒泰地區(qū)0.1640.5536-2阿克蘇地區(qū)0.1650.63050喀什地區(qū)0.260.3627-1和田地區(qū)0.0380.320805.2.3城鎮(zhèn)化水平分析根據(jù)世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及城市化進(jìn)程情況，一般將城鎮(zhèn)化全過(guò)程分為3個(gè)階段，有2種相似的劃分方法（表4）。表4中劃分方法1是根據(jù)美國(guó)城市地理學(xué)家Northam描繪的城鎮(zhèn)化發(fā)展的“S”型曲線(xiàn)所得。綜合以上2種劃分方法，將城鎮(zhèn)化水平劃分為3個(gè)階段，即<40%為初步發(fā)展階段；40%?75%為加速發(fā)展階段；>75%為成熟階段。按該標(biāo)準(zhǔn)對(duì)新疆各地區(qū)城鎮(zhèn)化水平進(jìn)行劃分（圖4b）。圖4新疆經(jīng)濟(jì)與城鎮(zhèn)化水平劃分由此可以看出，新疆省城鎮(zhèn)化初步發(fā)展地區(qū)為喀什、和田；加速發(fā)展階段地區(qū)為吐魯番、塔城、阿勒泰、阿克蘇；成熟階段為烏魯木齊、哈密。對(duì)經(jīng)濟(jì)綜合指標(biāo)得分進(jìn)行排序，再與城鎮(zhèn)化水平的排序結(jié)果進(jìn)行比較，得出各區(qū)位序差（表4）。該數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)方法，可以確定城鎮(zhèn)化水平與經(jīng)濟(jì)發(fā)展之間空間格局的相互關(guān)系提供量化支撐。綜合得分越高，經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平越快，城鎮(zhèn)化率越高。從位序差看出，吐魯番、阿勒泰、喀什經(jīng)濟(jì)域城鎮(zhèn)化沒(méi)有很好的協(xié)調(diào)發(fā)展,其余地區(qū)經(jīng)濟(jì)與城鎮(zhèn)化很好得到發(fā)展。5.3模型III在前2個(gè)模型的基礎(chǔ)上建立BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)預(yù)測(cè)進(jìn)十年城市化水平。5.3.1模型的分析在進(jìn)行BP網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)設(shè)計(jì)時(shí)，主要考慮網(wǎng)絡(luò)的層數(shù)和每層中神經(jīng)元的個(gè)數(shù)。網(wǎng)絡(luò)層數(shù)：BP網(wǎng)絡(luò)是通過(guò)輸入層到輸出層的計(jì)算來(lái)完成的。多余一層的隱含層，雖然能在速度上提高網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練。但是在實(shí)際應(yīng)用中需要較多的訓(xùn)練時(shí)間,而訓(xùn)練速度可以用增加隱含結(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此，在應(yīng)用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)，選區(qū)只有一個(gè)隱含層的三層BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就足夠了網(wǎng)絡(luò)各層中神經(jīng)元的個(gè)數(shù)：輸入輸出節(jié)點(diǎn)是與樣本緊密相關(guān)的，與其應(yīng)用的領(lǐng)域有關(guān)，通過(guò)新疆GDP歷史數(shù)據(jù)，確定輸入層神經(jīng)元個(gè)數(shù)為5,即輸入變量為連續(xù)五年，輸出層神經(jīng)元數(shù)為1。如果隱含層神經(jīng)元個(gè)數(shù)過(guò)少，網(wǎng)絡(luò)很難識(shí)別樣本，難以完成訓(xùn)練，網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性降低；如果數(shù)目過(guò)多則會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)的迭代次數(shù)，從而延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練時(shí)間，

導(dǎo)致預(yù)測(cè)能力下降，在具體設(shè)計(jì)時(shí)，首先根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式初步確定隱含層神經(jīng)元個(gè)數(shù)，然后通過(guò)對(duì)不同神經(jīng)元數(shù)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練對(duì)比，再最終確定神經(jīng)元數(shù)。通用的隱含層神經(jīng)元數(shù)的確定經(jīng)驗(yàn)公式有：I=\n+m+a(1.6)其中I為隱含層神經(jīng)元的個(gè)數(shù)，n為輸入層神將元的個(gè)數(shù)，m輸出層神經(jīng)元的個(gè)數(shù)，a為常數(shù)，且1Va<10,（參見(jiàn)下圖）因此可以設(shè)定隱含層的神經(jīng)元數(shù)為5.輸入層隱含層圖5神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)輸入層隱含層圖5神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)輸出層-?Y15.3.2BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)的MATLAB的實(shí)現(xiàn)1數(shù)據(jù)樣本的預(yù)處理為了保證數(shù)據(jù)為同一數(shù)量級(jí)，首先需要對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入和輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的預(yù)處理，將原數(shù)據(jù)乘以10-3同時(shí)，將樣本分為訓(xùn)練集和測(cè)試集，2005年到2010年新疆GDP的處理結(jié)果作為訓(xùn)練集，2005年到2009年新疆GDP作為訓(xùn)練輸入，2010年新疆的GDP作為訓(xùn)練輸出；2006年到2011年新疆GDP作為測(cè)試集，2006到2010新疆GDP作為測(cè)試輸入,2011年新疆GDP作為測(cè)試輸出。以此類(lèi)推,得到2012年到2020年的新疆GDP。A、確定激活函數(shù)，根據(jù)處理后的數(shù)據(jù)范圍，本文選取tansing和purelin作為激活函數(shù)。B、設(shè)定網(wǎng)絡(luò)的最大學(xué)習(xí)迭代次數(shù)為6000.C、設(shè)定網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)精度為0.005；D、創(chuàng)建和訓(xùn)練BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的MATLABE程序（程序見(jiàn)附錄）現(xiàn)實(shí)的數(shù)據(jù)與所設(shè)計(jì)的網(wǎng)絡(luò)模型相符，且如圖顯見(jiàn)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)迭代到411次時(shí),就達(dá)到學(xué)習(xí)精度0.00499674，其學(xué)習(xí)速度較快。利用MATLAB軟件得到2011到2020年的新疆GDP，如下表：表62011到2020年新疆GDP年份20112012201320142015GDP6206.1057083.3948084.6969227.5410531.94年份20162017201820192020GDP12020.7213719.9615659.417872.9920399.5由表看出新疆在未來(lái)十年的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)迅速，因城鎮(zhèn)化水平主要受經(jīng)濟(jì)影響，所以得出新疆城鎮(zhèn)化水平在未來(lái)十年也是逐年提高。6模型的評(píng)價(jià)及推廣6.1模型的評(píng)價(jià)單一指標(biāo)法所選用的指標(biāo)便于統(tǒng)