基于主成分分析法的城市創(chuàng)新能力綜合評價*
——以湖南省郴州市為例

廖 妮，李月霞

(湖南師范大學資源與環(huán)境科學學院，湖南 長沙 410081)

基于主成分分析法的城市創(chuàng)新能力綜合評價*
——以湖南省郴州市為例

廖 妮，李月霞

(湖南師范大學資源與環(huán)境科學學院，湖南 長沙 410081)

在知識經(jīng)濟高速發(fā)展的時期，綜合國力的提升有賴于城市的可持續(xù)發(fā)展，而創(chuàng)新則是城市區(qū)域價值空間可持續(xù)提升的動力，所以城市創(chuàng)新能力顯得尤為重要.通過參考已研究得出的城市創(chuàng)新能力評價指標體系，結(jié)合指標的構(gòu)建原則，設計了一套指標體系，包括5個一級指標和16個二級指標.運用SPSS統(tǒng)計分析軟件及主成分分析方法，評價湖南省郴州市城市創(chuàng)新能力，并根據(jù)評價結(jié)果提出建議，以期為該地區(qū)自主創(chuàng)新能力提高提供決策依據(jù).

城市創(chuàng)新能力;評價指標體系;主成分分析法;郴州市

隨著全球經(jīng)濟的發(fā)展，世界格局也悄然發(fā)生著變化.現(xiàn)在普遍認為，重塑世界格局的兩大潮流是全球化和地方化.全球化已經(jīng)成為推動當今世界政治、經(jīng)濟和社會演變的最重要力量.而地方化又是與全球化相伴而生且相反相成的.一些學者認為當前主導地方化潮流的四個核心問題是“城市發(fā)展、文化多樣化、人居環(huán)境和分權(quán)化”.在全球化與地方化的大背景下，創(chuàng)新是城市區(qū)域價值空間可持續(xù)提升的動力.創(chuàng)新已成為可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略實施的根本保障條件之一，成為金融、知識經(jīng)濟、信息化以及人才發(fā)展戰(zhàn)略等其他功能性發(fā)展戰(zhàn)略實施的基礎.面對全球化和地方化的市場發(fā)展環(huán)境，城市可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略選擇和實施的首要問題之一就是提高自身創(chuàng)新能力.目前，我國許多城市都將提高自身創(chuàng)新能力作為首要任務之一，北京、南京、深圳等城市率先提出構(gòu)建創(chuàng)新型城市的戰(zhàn)略發(fā)展思路，并取得了一定的成果，為其他城市做出示范.本文通過選取25個評價指標進行主成分分析，對湖南省郴州市的創(chuàng)新能力進行綜合評價，并針對評價結(jié)果提出相關建議.

1 創(chuàng)新型城市的基本內(nèi)涵

學術界對創(chuàng)新型城市有不同認知，但普遍為人所接受的定義是∶創(chuàng)新型城市是指主要依靠科技、知識、文化、體制、人力等創(chuàng)新要素驅(qū)動發(fā)展的城市，對其他區(qū)域具有高端輻射與引領作用.創(chuàng)新型城市的內(nèi)涵一般體現(xiàn)在發(fā)展模式創(chuàng)新、思想觀念創(chuàng)新、機制體制創(chuàng)新、企業(yè)管理創(chuàng)新、對外開放創(chuàng)新和城市管理創(chuàng)新等方面.創(chuàng)新城市的構(gòu)成要素包括創(chuàng)新資源、創(chuàng)新機制、創(chuàng)新機構(gòu)以及創(chuàng)新環(huán)境.

2 創(chuàng)新型城市的研究綜述

國外關于創(chuàng)新型城市的理論研究始于20世紀90年代.近年來，西方國家和一些國際組織對于建設創(chuàng)新型城市的研究和討論很多.美國學者Saxenian對世界著名高科技產(chǎn)業(yè)中心美國硅谷與波士頓128公路地帶興衰的文化進行了比較，開啟了創(chuàng)新型城市文化研究的先河［1］.英國知名城市創(chuàng)新研究機構(gòu)創(chuàng)始人Landry，在論及創(chuàng)意城市動力機制構(gòu)成時強調(diào)了人的多樣性和開放的組織文化對于城市未來發(fā)展的決定性作用［2］.2005年，世界銀行曾發(fā)表一份《東亞創(chuàng)新型城市的研究報告》，提出了一系列成為創(chuàng)新型城市的先決條件［3］.在國內(nèi)，許多學者也提出許多具有理論和實際意義的創(chuàng)新型城市評價體系.杜輝提出6個評價創(chuàng)新型城市的基本指標，分別是∶區(qū)域技術對外依存度、發(fā)明專利占全社會專利申請量的比重、技術進步對經(jīng)濟增長的貢獻率、研發(fā)投入經(jīng)費占GDP的比重、高新技術產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值占工業(yè)總產(chǎn)值的比重以及企業(yè)研發(fā)投入占銷售收入的比重［4］.盧小珠等提出衡量城市創(chuàng)新能力的三個指標∶人才資源、物質(zhì)基礎、創(chuàng)新成果［5］.代明等提出創(chuàng)新型城市文化特質(zhì)的三大構(gòu)成要件∶求新求變的城市文化取向、豐富時尚的市民文化生活、繁榮發(fā)達的新興文化產(chǎn)業(yè)［6］.

3 城市創(chuàng)新能力綜合評價模型的建立

3.1 城市創(chuàng)新能力綜合評價指標體系的確定

城市創(chuàng)新能力可分為顯性創(chuàng)新能力和潛在創(chuàng)新能力.顯性創(chuàng)新能力包括∶創(chuàng)新研究能力、創(chuàng)新產(chǎn)出能力和創(chuàng)新效益能力;潛在創(chuàng)新能力包括∶創(chuàng)新投入能力和創(chuàng)新環(huán)境.

通過參考眾多的已研究得出的城市創(chuàng)新能力評價指標體系，結(jié)合指標的構(gòu)建原則，從創(chuàng)新研究能力、創(chuàng)新產(chǎn)出能力、創(chuàng)新效益能力、創(chuàng)新投入能力和創(chuàng)新環(huán)境這五個方面出發(fā)，本文設計的指標體系包括5個一級指標，16個二級指標(見表1).

表1 城市創(chuàng)新能力評價指標體系

3.2 城市創(chuàng)新能力綜合評價模型的選擇

本文運用主成分分析法(Principal Component Analysis)來評價湖南省郴州市城市創(chuàng)新能力狀況.主成分分析法最早于1901年由Karl和Pearson應用于非隨機變量，1933年Hotelling將其推廣到隨機變量.其基本思路是建立原始變量的相關線性組合，利用降維的思路，將這些原本相關的變量，組合成新的不相關的變量代替原始變量來分析問題和解決問題.主成分分析法計算步驟如下［7］∶(1)原指標數(shù)據(jù)的標準化變換;(2)求出指標樣本的相關系數(shù)矩陣;(3)計算相關系數(shù)矩陣的特征值和特征向量;(4)計算各特征值的貢獻率，并按累計貢獻準則提取主成分;(5)用主成分對評價問題做出綜合分析.

4 湖南省郴州市城市創(chuàng)新能力實證分析

本文結(jié)合上節(jié)設計的指標體系，根據(jù)2005－2009年的《湖南統(tǒng)計年鑒》，得出原始數(shù)據(jù)表格，通過主成分分析法，綜合評價郴州市城市創(chuàng)新能力.

4.1 湖南省郴州市城市創(chuàng)新能力評價過程

為了描述郴州市自主創(chuàng)新綜合發(fā)展的相對水平，本文運用同一方法選取湖南省13個地級市和一個自治州的相同指標進行了分析，指標來源于2009年《湖南統(tǒng)計年鑒》，具體選取了2008年這14個地區(qū)的相關數(shù)據(jù)作為樣本.運用主成分分析法，使用SPSS17.0統(tǒng)計分析軟件，將郴州市城市創(chuàng)新能力與湖南省其他13個地區(qū)進行比較.評價步驟如下∶

(1)獲取評價指標的原始數(shù)據(jù).

(2)利用SPSS17.0統(tǒng)計分析軟件進行評價.首先對原始數(shù)據(jù)進行標準化處理.然后在初始因子分析時采用的是主成分分析法，通過降維來確定主成分因子的個數(shù).可以設定主因子的特征值大于1，并且依據(jù)因子分析原則，所選定的主因子對方差解釋的累計百分數(shù)應到達到85%以上.碎石圖(見圖1)拐點為2，說明保留前兩個因子能概括大部分信息.

圖1 碎石圖

降維結(jié)果顯示這兩個特征值大于1的因子對方差的累計百分數(shù)為91.82%(見表2)，符合設定的條件，故提取前兩個成分為兩個主成分即F1、F2.

表2 方差貢獻分析

通過SPSS17.0統(tǒng)計分析軟件，得出方差極大正交旋轉(zhuǎn)后的主成分荷載矩陣(見表3)以及主成分得分系數(shù)矩陣(見表4).

表3 旋轉(zhuǎn)后主成分荷載矩陣

旋轉(zhuǎn)后主成分荷載矩陣中，每一個載荷量表示主成分與對應的變量的相關關系［7］.從表中可以看出，第一主成分F1在評價指標 X1、X3、X4、X6、X7、X8、X10、X11、X13、X14、X15、X16上有較大的荷載，即與企業(yè)科技人員、高校教學科研人員、高科技產(chǎn)業(yè)規(guī)模以上企業(yè)增加值、高新技術產(chǎn)品總產(chǎn)值、人均地區(qū)生產(chǎn)總值、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入、R＆D經(jīng)費、政府財政支出、社會固定資產(chǎn)投資額等相關性很強;第二主成分F2對X5、X9、X12有較大影響，即與高技術產(chǎn)業(yè)規(guī)模以上企業(yè)產(chǎn)值占地區(qū)比重、城鎮(zhèn)居民登記失業(yè)率、R＆D支出占GDP比重相關性很強.

表4 主成分得分系數(shù)矩陣

在主成分得分系數(shù)矩陣中，各數(shù)據(jù)為標準化的主成分用標準化后的原始變量線性表示的系數(shù)矩陣，由此得到各主成分的得分等于標準化后的原始變量乘以相應的系數(shù)［7］.

4.2 湖南省郴州市城市創(chuàng)新能力綜合排名

通過SPSS17.0軟件，算出各主成分的得分后，再運用Excel軟件根據(jù)計量模型.

可以得出這14個地區(qū)綜合能力得分，從而進行相應的排名(見表5).

表5 各地區(qū)創(chuàng)新能力得分及排名

為更形象地表現(xiàn)這14各地區(qū)城市創(chuàng)新能力綜合排名，通過Excel軟件創(chuàng)建綜合排名柱狀圖(見圖2).

圖2 湖南省城市創(chuàng)新能力綜合排名

4.3 湖南省郴州市城市創(chuàng)新能力評價結(jié)果分析

通過上節(jié)的評價結(jié)果，可以看到郴州市在湖南省14個地區(qū)城市創(chuàng)新能力綜合排名中排第八位，屬于中等偏后，與排名第一的長沙市差距較大.其中，第一主成分和第二主成分排名均排第七位.具體來看，在高新技術產(chǎn)業(yè)規(guī)模以上企業(yè)增加值、人均地區(qū)生產(chǎn)總值、城鎮(zhèn)居民人均可支配收入、政府財政支出這四個指標中，郴州排名第六;在高新技術產(chǎn)業(yè)規(guī)模以上企業(yè)產(chǎn)值占地區(qū)比重、城鎮(zhèn)居民登記失業(yè)率這兩個指標中，郴州排名第七;在大中型工業(yè)企業(yè)科技人員、高新技術產(chǎn)品總產(chǎn)值、大中型工業(yè)企業(yè)R＆D經(jīng)費、社會固定資產(chǎn)投資額、城鎮(zhèn)居民人均消費性支出這五個指標中，郴州排名第八;在每萬人科技人員數(shù)、R＆D支出占GDP比重、企業(yè)辦科技機構(gòu)個數(shù)這三個指標中，郴州排名第九;在大中型工業(yè)企業(yè)發(fā)明專利數(shù)、高等學校教學科研人員這兩個指標中，郴州排名第十三.以上具體指標排名說明，郴州市在創(chuàng)新效益能力和創(chuàng)新產(chǎn)出能力方面屬于全省中等水平;在創(chuàng)新投入能力和創(chuàng)新環(huán)境方面屬于全省中等偏后水平;而在創(chuàng)新能力研究方面則排名靠后.

根據(jù)湖南省14個地區(qū)總體發(fā)展水平(見圖3)，郴州與常德、岳陽以及衡陽均屬于中等發(fā)達地區(qū)這一梯隊.在這一梯隊中，常德城市能力綜合排名第六，岳陽排名第四，衡陽排名第五，顯然郴州城市創(chuàng)新能力相對是較弱的.

圖3 湖南省城市發(fā)展水平

造成郴州城市創(chuàng)新能力相對較弱的原因，筆者認為主要有以下幾點∶

(1)知名高校和高水平的研究機構(gòu)較少，在基礎研究方面沒有優(yōu)勢，并且現(xiàn)有的科教資源、人力資源與企業(yè)創(chuàng)新聯(lián)系不強，創(chuàng)新資源市場化程度低，資源優(yōu)勢沒有充分的發(fā)揮出來.

(2)在城市發(fā)展過程中，偏重城市的硬實力建設，對城市軟實力建設關注較少.

(3)創(chuàng)新環(huán)境建設相對滯后.

5 湖南省郴州市創(chuàng)新能力的提升措施

湖南省郴州市位于湖南省東南部，東鄰廣東，西近廣西，有湖南“南大門”之稱.該市資源豐富，素有“中國有色金屬之鄉(xiāng)”的稱號.依靠其先天優(yōu)勢和良好的地理位置，郴州市建成了冶金、電力、煤炭、化工、建材、機械、食品、煙草、紡織以及造紙等十大行業(yè).2008年底，郴州市委、市政府提出把郴州建設成為“湖南最開放城市”、“湘粵贛省際區(qū)域中心城市”的“兩城”建設的戰(zhàn)略目標.

通過查閱《郴州市2010年國民經(jīng)濟和社會發(fā)展統(tǒng)計公報》，我們可以知道，2010年郴州市高技術工業(yè)增加值為12.9億元，比2009年增長了113.4%;全市高新技術企業(yè)增加值78.4億元，增長了14.7%;全市取得各類科技成果150項，其中省部級以上科技成果5項;全年專利申請915件，增長22%，其中，發(fā)明專利申請195件，增長60%，專利授權(quán)457件，增長46%，等等.這些數(shù)據(jù)說明，郴州市近幾年來對科技發(fā)展的重視程度和投入力度有所加大，科技創(chuàng)新成果有所增加，但從整體上看，城市創(chuàng)新能力還需進一步加強.依據(jù)上節(jié)對該城市創(chuàng)新能力存在問題的原因分析，借鑒其他先行發(fā)展城市創(chuàng)新能力的城市的經(jīng)驗，立足該市的實際情況，提出以下幾點提升措施.

5.1 加大政府對教育、科技、研發(fā)方面的投入，吸引并培養(yǎng)有創(chuàng)意人才

建設創(chuàng)新型城市，具有創(chuàng)新精神的專業(yè)技術人才必不可少.這就要求在積極引進外來高技術人員的同時，更要引導高等學校在教育中強化創(chuàng)新教育，優(yōu)化學科專業(yè)布局，優(yōu)化人才培養(yǎng)結(jié)構(gòu).在科研投入方面，地方政府應結(jié)合自身優(yōu)勢領域，通過財政撥款的方式，增加企業(yè)R＆D經(jīng)費投入.

5.2 增強文化創(chuàng)新力，在建設城市硬實力的同時重視城市軟實力的提升

城市創(chuàng)新的一個重要方面就是文化創(chuàng)新，它屬于城市的內(nèi)在創(chuàng)新能力.這要求著力打造創(chuàng)新城市的文化特質(zhì)，注重文化產(chǎn)業(yè)的突破.一個創(chuàng)新型城市需要龐大的文化消費市場作為依托，所以打造一個有利于創(chuàng)新型人才成長的人文環(huán)境尤為重要，更為重要的是創(chuàng)建一種現(xiàn)代生活方式，豐富市民的文化生活.跨界發(fā)展很容易產(chǎn)生創(chuàng)新火花，這就要求當?shù)卣訌婓w制變革，形成上下游產(chǎn)業(yè)鏈重組或聯(lián)盟化發(fā)展，以提高產(chǎn)業(yè)融合效率，以開創(chuàng)精神提升文化創(chuàng)新力.

5.3 改善創(chuàng)新環(huán)境，完善城市創(chuàng)新體系，為城市創(chuàng)新能力的發(fā)展營造良好的氛圍

創(chuàng)新能力強的城市一般都擁有良好的創(chuàng)新環(huán)境，良好的創(chuàng)新環(huán)境是維系和促進創(chuàng)新的保障.郴州市在改善創(chuàng)新環(huán)境時，應加大對基礎市政設施建設的投入，加強交通、信息通信等基礎設施建設，以支撐高新企業(yè)發(fā)展.武廣高鐵的開通，有效地拉近了郴州與廣州、長沙、武漢之間的聯(lián)系，郴州應抓住這一機遇，加強對外開放，加強與周邊區(qū)域在各方面的合作，尤其是高新技術方面的研究與合作，促進產(chǎn)業(yè)跨區(qū)域發(fā)展.

［1］Saxenian，A.Regional Advantage Culture and Competition in Silicon Valley and Route 128［M］.Cambridge:Harvard University Press，1994.

［2］Landry C.The Creative City:A Toolkit for Urban Innovators［M］.London:Earthscan Publications Ltd，2000.

［3］世界銀行.東亞創(chuàng)新型城市的研究報告［R］.2005.

［4］杜輝.創(chuàng)新型城市的內(nèi)涵與特征［J］.大連干部學刊，2006，(2):10－12.

［5］盧小珠，盧寧寧，鄒繼業(yè)，等.創(chuàng)新型城市評價指標體系及標準研究［J］.經(jīng)濟與社會發(fā)展，2007，(10):51 －60.

［6］代明，周飛媚.創(chuàng)新型城市文化特質(zhì)的經(jīng)濟學分析［J］.城市問題，2009，(12):56 －61.

［7］肖小英，劉展.基于主成分分析的中國區(qū)域創(chuàng)新能力比較研究［J］.江西理工大學學報，2010，(31):61 －66.

(責任編校:晴川)

F299.21

A

1008－4681(2011)05－0084－04

2011－06－15

廖妮(1986－)，女，湖南郴州人，湖南師范大學資源與環(huán)境科學學院碩士生.研究方向∶區(qū)域與城市規(guī)劃.