GIS技術在區(qū)域經(jīng)濟分析中的應用

作者簡介：張怡爽（1990.2-），女，甘肅省民勤縣，碩士研究生，區(qū)域經(jīng)濟學。

摘要：目前區(qū)域經(jīng)濟已然成為經(jīng)濟研究中的一個熱點，傳統(tǒng)的區(qū)域研經(jīng)濟究方法很難真正反映區(qū)域空間與經(jīng)濟的關系，近年來許多關于區(qū)域經(jīng)濟的研究轉(zhuǎn)向應用地理空間系統(tǒng)來分析經(jīng)濟在不同區(qū)域之間的差異、相關性等指標。本文從區(qū)域經(jīng)濟學的幾個研究方向和地理信息系統(tǒng)地多種應用方法進行綜述，總結(jié)近幾年地理信息系統(tǒng)在區(qū)域經(jīng)濟學中的應用，并對它的前景進行展望。

關鍵詞：GIS；區(qū)域經(jīng)濟；區(qū)域經(jīng)濟差異；產(chǎn)業(yè)結(jié)構布局

一、引言

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）是一種為了獲取、存儲、檢索、分析和顯示空間定位數(shù)據(jù)而建立的計算機化的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（1998年，美國國家地理信息與分析中心定義）。

地理信息系統(tǒng)的概念首先是由加拿大人Roger Tomlinson于1962年提出，建立了國際上首個擁有實際價值的地理信息系統(tǒng)——加拿大地理信息系統(tǒng)（Canada Geographic Information System簡稱”CGIS”）以來，地理信息系統(tǒng)在全球范圍內(nèi)獲得了長足的發(fā)展[1]。

我國的GIS相對于其他國家起步較晚，初次提出改倡議是在70年代末。80年代后開始加速發(fā)展，在理論探索、實驗技術以及軟件開發(fā)和系統(tǒng)建立、人才培養(yǎng)等領域都獲得了較大進展[2]。

區(qū)域經(jīng)濟學是地理學和經(jīng)濟學相互交叉形成的應用經(jīng)濟學。區(qū)域經(jīng)濟學主要研究區(qū)域內(nèi)經(jīng)濟的特點與區(qū)域之間關系的科學，它主要闡述的是：如何實現(xiàn)一個區(qū)域的經(jīng)濟增長以及經(jīng)濟發(fā)展和各個區(qū)域的相互聯(lián)系是怎樣的還有其在全國勞動地域不同的分工地位[3]

未來的區(qū)域經(jīng)濟學將會朝著綜合化以及多樣化的趨勢發(fā)展。這種發(fā)展趨勢主要是由于區(qū)域經(jīng)濟日漸增多的復雜、多樣化問題。園區(qū)經(jīng)濟的發(fā)展、城市化的發(fā)展、人口的區(qū)域分布、人口和資源的區(qū)域流動、區(qū)域競爭力、企業(yè)區(qū)位的選擇、家庭區(qū)位的選擇、住宅區(qū)位的選擇等都成為了研究區(qū)域經(jīng)濟學的主要難題。

二、文獻綜述

1、GIS在區(qū)域經(jīng)濟學中的應用

隨著科學技術尤其是互聯(lián)網(wǎng)技術的不斷發(fā)展，使得我們處于一個信息大爆炸的環(huán)境，因為這些技術的存在讓信息快速傳遞成為可能，這也加快了全球經(jīng)濟一體化的進程，在此影響下產(chǎn)生了許多新的生產(chǎn)方式，同時這也深深的影響了區(qū)域經(jīng)濟的規(guī)劃發(fā)展。根據(jù)相關數(shù)據(jù)統(tǒng)計，全球絕大多數(shù)的經(jīng)濟數(shù)據(jù)都與所處的空間密切相關，區(qū)域經(jīng)濟的分析與決策也就更多的凸顯出了“空間”元素。目前運用廣泛的區(qū)域經(jīng)濟研究的方法就是把GIS技術運用到相關的分析決策中去，經(jīng)過實踐檢驗，這種技術方法的運用對于人們的決策有很大的幫助，且取得了不錯的效果，因此其也受到越來越多的人的青睞。[5]。

隨著近幾年計算機技術的持續(xù)發(fā)展，使GIS技術更加廣泛的運用，但是傳統(tǒng)的分析方法是不能判斷和鑒定一些存在與區(qū)域間的經(jīng)濟關系，使用GIS技術能直觀分析出這些聯(lián)系。GIS技術將各類與空間相關的數(shù)據(jù)和地理位置相互聯(lián)系組建模型而這也是它的關鍵特征，因此能夠從空間的角度去表述和洞悉各類數(shù)據(jù)。以下幾個方面概括GIS技術在區(qū)域經(jīng)濟分析中的應用：（1）對區(qū)域經(jīng)濟差異特征和區(qū)域之間相關性進行分析。（2）對區(qū)域空間格局進行分析。（3）對區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構布局進行分析等。

2、總體情況

本文利用CNKI的網(wǎng)絡平臺，以及6類數(shù)據(jù)庫為奠基對1991年至2013年的可持續(xù)發(fā)展進行關鍵詞檢索（表1），分析結(jié)合相關文獻。在其研究內(nèi)容上，首先按照年限統(tǒng)計并分析，用文獻的數(shù)量來反映研究的進程；然后每四年作為一個基點進行標準檢索，文獻的被引用次數(shù)作為參考材料，最終分析每個階段的研究內(nèi)容重點、趨勢。在研究方法的檢索上，細化拆分主要研究方法，以13年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)作為研究方法分析的要點和趨勢。

6類數(shù)據(jù)庫：中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫，中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫，中國學術期刊網(wǎng)絡出版總庫，中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫，中國優(yōu)秀碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫，中國優(yōu)秀碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫增刊。

3、對區(qū)域經(jīng)濟差異特征和區(qū)域之間的相關性進行分析

曾慶泳，陳忠暖（2007）通過計算各地市人均GDP的空間自相關系數(shù)MoransI值，而揭示了經(jīng)濟發(fā)展區(qū)域差異正在逐年增大[7]。陳學剛，楊兆萍（2008）利用空間的自相關分析，證實新疆縣域經(jīng)濟差距的先減小而后緩慢擴大的現(xiàn)象[8]。王世杰，趙軍（2009）將視角轉(zhuǎn)向中國西北地區(qū)甘肅省，通過對人均GDP全局自相關分析和局域空間自相關分析。得出甘肅省人均GDP水平呈現(xiàn)出較強的空間集聚性，且形成了區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的兩個空間聚集中心—以嘉峪關、酒泉為中心的經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)和以臨夏、甘南等欠發(fā)達地區(qū)。發(fā)達地區(qū)內(nèi)部經(jīng)濟發(fā)展有逐漸縮小趨勢，欠發(fā)達地區(qū)內(nèi)部差異日漸擴大[9]。

徐淑麗，陳斐（2005）利用年均GDP增長速度的數(shù)據(jù)，繪制出新疆省各縣市年均GDP增長速度空間模式圖。分析各地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的趨勢及差異[10]。同樣，胡利平，彭月，魏虹（2011）利用人均GDP和年均GDP增長速度的數(shù)據(jù)，繪制出三峽庫區(qū)各縣域人均GDP和年均GDP增長速度空間模式圖。分析各地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展的趨勢及差異[11]。

曾永明，張果（2010）用因子分析法，結(jié)合探索性空間數(shù)據(jù)分析（ESDA）方法與GIS和GeoDA空間分析工具，得出四川縣域經(jīng)濟發(fā)展水平的差異性及空間分異特征[12]。

吳克華，車家驤，蘇維詞（2008）借助GIS空間分析及可視化表達功能，從經(jīng)濟發(fā)展水平空間差異及經(jīng)濟與環(huán)境因素空間相關性的角度挖掘新的信息，進一步說明環(huán)境因素對經(jīng)濟發(fā)展的約束程度和促進作用。并將采集的縣域經(jīng)濟數(shù)據(jù)及環(huán)境因子輸入GIS數(shù)據(jù)庫，建立屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)的關聯(lián)。根據(jù)反距離權重（IDW）插值方法生成貴州省人均GDP空間異圖[13]。

朱麗霞，敖榮軍（2011）試圖對區(qū)域化的外部經(jīng)濟提供更好的實證研。擬用空間自相關來驗證以中心城市為圓心，20km緩沖區(qū)內(nèi)的就業(yè)和70km緩沖區(qū)的就業(yè)存在著差異，從而驗證技術外部性的擴散范圍。實證的結(jié)果證實了本文的假設區(qū)域化外部經(jīng)濟的存在，并在距離中心城市1小時車程的范圍內(nèi)起作用，區(qū)域化外部經(jīng)濟作用的結(jié)果是多中心城市[14]。

李恒凱，劉小生，陳優(yōu)良（2011）提出以GIS作為數(shù)據(jù)管理和模型集成平臺，采用完全一體化的集成方式，對區(qū)域經(jīng)濟分析中常用的統(tǒng)計分析模型利用GIS進行重新構建，并基于這些模型，開發(fā)出了基于GIS的區(qū)域經(jīng)濟統(tǒng)計分析系統(tǒng)，為區(qū)域經(jīng)濟的統(tǒng)計分析提供了實用的技術方法[15]。

曹芳東，黃震方，吳江（2011）運用不平衡指數(shù)和空間統(tǒng)計模型對江蘇省區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平進行定量研究，并結(jié)合GIS的空間分析功能，系統(tǒng)分析了江蘇省區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展時空差異及空間格局演化。探討了引起空間差異存在的原因是規(guī)模企業(yè)空間分布差異及人才空間分布差異[16]。

4、對區(qū)域經(jīng)濟空間格局進行分析

郭紅，姜春暉，李曉越等人（2009）對東北地區(qū)經(jīng)濟空間結(jié)構演變與發(fā)展趨勢進行了分析，方法是將GDP按一種特別的方式劃分成五個等級，進而用MapInfo這個軟件繪制出經(jīng)濟狀況范圍分布圖，從圖中發(fā)現(xiàn)東北地區(qū)也完成了從點軸式經(jīng)濟空間結(jié)構向空間經(jīng)濟一體化模式的演化，并且是沿著交通線發(fā)展[17]。

王宜強，王彬，李傳華等人（2012）創(chuàng)造性的將GIS技術應用到對民營經(jīng)濟的研究中去，根據(jù)福建省民營經(jīng)濟發(fā)展統(tǒng)計數(shù)據(jù)，利用GIS技術，探討其民營經(jīng)濟發(fā)展格局以及發(fā)展趨勢，從區(qū)域整體的角度深刻揭示福建省民營經(jīng)濟發(fā)展現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、空間內(nèi)部差異，以及社會響應，對促進未來福建省民營經(jīng)濟發(fā)展和全省經(jīng)濟協(xié)調(diào)發(fā)展提供理論基礎和應用參考。其中作者將各個經(jīng)濟指標進行分析，并做了重心分析，直觀的看到福建省民營經(jīng)濟空間分布呈現(xiàn)出顯著的自相關特征，從而顯示空間集聚特征明顯[18]。

曾月娥，伍世代，李永實（2011）采用區(qū)域重心模型，從經(jīng)濟、產(chǎn)業(yè)等主要重心的遷移分析泉州市區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展差異，并提出各縣市協(xié)調(diào)發(fā)展的建議[19]。

5、對區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構布局進行分析

張偉（2010）應用了GIS技術和結(jié)構偏離度研究方法通過對1999年與2008年貴州省產(chǎn)業(yè)結(jié)構空間演化對比分析，得出各縣（區(qū)）產(chǎn)業(yè)結(jié)構演化方向都基本遵循配第克拉克定理，貴州省各縣（區(qū)）產(chǎn)業(yè)結(jié)構空間演化顯現(xiàn)出極強的差異性等結(jié)論[20]。

吳木旺，查良松（2005）提出了一個產(chǎn)業(yè)結(jié)構轉(zhuǎn)化能力的概念，應用主成分分析將大量指標劃分成四種因子，再根據(jù)4個主成分的信息貢獻率，分別以其貢獻率為權重加權合成各個區(qū)域的產(chǎn)業(yè)結(jié)構轉(zhuǎn)換能力綜合評估模型。在Arcview3.2軟件的支持下，通過建立圖形數(shù)據(jù)庫與屬性數(shù)據(jù)庫，并用GIS軟件的空間分析技術對安徽省區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構轉(zhuǎn)換能力的空間分異特征進行分析獲，得到了產(chǎn)業(yè)機構轉(zhuǎn)換能力與四種主成分因子的關系[21]。

三、GIS應用于區(qū)域經(jīng)濟學分析的幾種方法

1、對區(qū)域經(jīng)濟差異特征和區(qū)域之間的相關性進行分析

在分析區(qū)域經(jīng)濟差異和相關性中常常會用到幾種方法，如空間自相關分析、區(qū)域空間模式分析、基于DEM的縣域經(jīng)濟空間宏觀分析、反距離加權法等方法。

（1）空間自相關性分析方法

空間自相關分析是用來檢驗某種要素屬性值和與它相鄰空間要素上的屬性值是否存在較大關聯(lián)?？臻g自相關包含正相關以及負相關，正相關是表明某要素和其相鄰空間要素的屬性值為相似的，反則負相關。所以，空間自相關通常用來發(fā)現(xiàn)空間的聚集和異質(zhì)性。全局自相關與局域自相關是空間自相關的兩個形態(tài)。

A、全局自相關

全局空間自相關是對屬性值在整個區(qū)域的空間特征的描述。表示全局空間自相關的方法：Moran'sI和Geary's C兩個指數(shù)。前者比較常用。全局MoranpsI的值介于-1～1，大于0為正相關；小于0為負相關；接近0則表示鄰接空間單元不相關。

B、局域空間自相關

局部空間自相關可以幫助我們更好的把我空間要素異質(zhì)性特征。計算局部空間自相關有LISA等。會出現(xiàn)四種關系：高高、低低、高低、低高。

（2）區(qū)域空間模式分析

利用分位法將數(shù)據(jù)分成幾個等級，將幾種等級的數(shù)據(jù)導入地圖中，會直觀的看到每個地區(qū)之間的差異和相關性。

（3）基于DEM的縣域經(jīng)濟空間宏觀局勢分析

基于DEM的縣域經(jīng)濟空間宏觀局勢分析是分析地形地貌與經(jīng)濟發(fā)展有一定的關聯(lián)性。為揭示兩者的關系，在ArcGIS平臺中將省DEM與縣域邊界矢量圖疊加，基于Zonal Statistics工具統(tǒng)計出各縣域的平均高程，與縣域經(jīng)濟綜合指數(shù)在地統(tǒng)計分析模塊中分別作趨勢分析。

（4）反距離加權法

反距離加權法是常用的空間內(nèi)插方法之一，認為與未采樣點距離最近的若干個點對未采樣點值的貢獻最大，其貢獻與距離成反比。

2、對區(qū)域經(jīng)濟空間格局進行分析

經(jīng)濟空間結(jié)構是各種經(jīng)濟活動在區(qū)域內(nèi)的空間分布狀態(tài)及空間組合形式，是區(qū)域經(jīng)濟的一種重要結(jié)構。區(qū)域空間結(jié)構不是單純的空間構架，而是通過一定的空間組織形式把分散于地理空間的相關資源和要素連接起來，可以說它是各種經(jīng)濟活動進行的基礎和前提，而且區(qū)域經(jīng)濟空間結(jié)構還能產(chǎn)生特殊的經(jīng)濟效益，比如節(jié)約經(jīng)濟、集聚經(jīng)濟、規(guī)模經(jīng)濟等多種形式。對經(jīng)濟的空間格局分析常用的方法：區(qū)域空間模式分析、重心分析等。

（1）區(qū)域空間模式分析：利用分位法將數(shù)據(jù)分成幾個等級，將幾種等級的數(shù)據(jù)導入地圖中，會直觀的看到經(jīng)濟空間格局及其變化。

（2）重心分析：重心即加權平均中心，是通過賦予空間對象幾何坐標的不同權重，將空間對象的其他屬性如人口、土地利用類型、經(jīng)濟發(fā)展指標加以考慮，并對其加權平均中心的結(jié)果進行比較，直觀的表現(xiàn)區(qū)域經(jīng)濟空間格局。

3、對區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構布局進行分析

由于區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構受多種因素的影響，而且產(chǎn)業(yè)結(jié)構的合理化程度也直接影響著區(qū)域經(jīng)濟的發(fā)展，所以區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構布局分析顯得也比較重要。利用GIS技術來進行分析，關鍵是怎樣把區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構分析模型與GIS系統(tǒng)空間分析模塊結(jié)合起來。往往通過以下兩種方式進行詮釋。

（1）GIS繪圖法

運用ArcMap軟件制作專題地圖，將產(chǎn)業(yè)結(jié)構相似的縣（區(qū)）用同一種顏色或樣式表達，這樣我們就可以在圖上看出區(qū)域之間產(chǎn)業(yè)結(jié)構演化的空間信息。

（2）結(jié)構偏離度研究法

產(chǎn)業(yè)結(jié)構空間演化是在經(jīng)濟發(fā)展過程中實現(xiàn)的，在其演化過程中，就業(yè)結(jié)構與產(chǎn)值結(jié)構同時發(fā)生復雜變動。將產(chǎn)值結(jié)構和就業(yè)結(jié)構的變動聯(lián)系起來加以分析，用以測定社會經(jīng)濟發(fā)展水平的均衡性。

4、總結(jié)與創(chuàng)新

在國內(nèi)，GIS在區(qū)域經(jīng)濟學中的應用是從研究商業(yè)環(huán)境開始的，但僅僅是一個設想和初探。緊接著研究者把目光聚集在將GIS技術應用到簡單的區(qū)域經(jīng)濟分析中，從而進行輔助的規(guī)劃決策。大部分的研究者利用GIS技術和傳統(tǒng)統(tǒng)計技術相結(jié)合來研究區(qū)域經(jīng)濟之間的相關性和差異性。在1991年至2013年的研究中，70%的文章是關于研究區(qū)域經(jīng)濟之間的相關性和差異性。少數(shù)的研究者提到利用GIS研究氣候和土壤條件對農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的影響，可達性對各區(qū)域經(jīng)濟的影響等。

通過總結(jié)近十年的GIS區(qū)域經(jīng)濟學研究中應用的文獻，并且理清思路，提出一些創(chuàng)新的研究內(nèi)容，比如，可以將GIS與區(qū)位理論相結(jié)合，研究居民聚集地的區(qū)位要素。也可以研究高校對附近個體商戶利潤額的影響。如果條件允許可以序列創(chuàng)新理論為基礎，利用GIS從政府優(yōu)惠措施對區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的影響角度，模擬出政府優(yōu)惠措施對區(qū)域經(jīng)濟中技術發(fā)展和勞動人口流動的影響。（作者單位：內(nèi)蒙古大學）

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