空間計量經(jīng)濟(jì)學(xué)介紹

1、空間計量經(jīng)濟(jì)學(xué)介紹一、一、 概念介紹概念介紹二、二、 產(chǎn)生和發(fā)展的理由產(chǎn)生和發(fā)展的理由三、三、 空間交互作用空間交互作用四、四、 空間加權(quán)矩陣空間加權(quán)矩陣五、五、 空間計量經(jīng)濟(jì)學(xué)模型空間計量經(jīng)濟(jì)學(xué)模型 空間計量經(jīng)濟(jì)學(xué)（空間計量經(jīng)濟(jì)學(xué)（spatial econometricsspatial econometrics）由荷蘭經(jīng)濟(jì)學(xué)家由荷蘭經(jīng)濟(jì)學(xué)家Jean PaelinckJean Paelinck在在19741974年提出，年提出，后經(jīng)后經(jīng)AnselinAnselin等人發(fā)展，最終形成了學(xué)科框架等人發(fā)展，最終形成了學(xué)科框架體系。體系。 空間計量經(jīng)濟(jì)學(xué)是基于對地理學(xué)思想的吸空間計量經(jīng)濟(jì)學(xué)是基于對地理

2、學(xué)思想的吸收，并運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)、計算機(jī)技術(shù)和統(tǒng)計學(xué)等知收，并運(yùn)用運(yùn)籌學(xué)、計算機(jī)技術(shù)和統(tǒng)計學(xué)等知識來處理空間截面數(shù)據(jù)和面板數(shù)據(jù)，研究區(qū)域識來處理空間截面數(shù)據(jù)和面板數(shù)據(jù)，研究區(qū)域之間經(jīng)濟(jì)行為在空間上交互作用的一門綜合學(xué)之間經(jīng)濟(jì)行為在空間上交互作用的一門綜合學(xué)科?？啤Ｒ?、一、 概念介紹概念介紹二、產(chǎn)生和發(fā)展的理由二、產(chǎn)生和發(fā)展的理由 空間數(shù)據(jù)之間并非完全獨(dú)立，而是存空間數(shù)據(jù)之間并非完全獨(dú)立，而是存在著某種空間聯(lián)系和關(guān)聯(lián)性，但是經(jīng)典的在著某種空間聯(lián)系和關(guān)聯(lián)性，但是經(jīng)典的計量經(jīng)濟(jì)學(xué)分析方法的基本出發(fā)點(diǎn)是計量經(jīng)濟(jì)學(xué)分析方法的基本出發(fā)點(diǎn)是樣本樣本獨(dú)立假設(shè)獨(dú)立假設(shè)。由于空間依賴性的存在打破了。由于空間依賴性的存在

3、打破了大多數(shù)經(jīng)典計量分析方法中樣本獨(dú)立的基大多數(shù)經(jīng)典計量分析方法中樣本獨(dú)立的基本假設(shè)，因此無法直接用經(jīng)典計量分析方本假設(shè)，因此無法直接用經(jīng)典計量分析方法揭示與地理位置相關(guān)的空間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和法揭示與地理位置相關(guān)的空間數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)和依賴性。依賴性。 然而，空間計量分析并沒有拋棄所有經(jīng)典然而，空間計量分析并沒有拋棄所有經(jīng)典的計量分析技術(shù)，而是對這些技術(shù)加以修改以的計量分析技術(shù)，而是對這些技術(shù)加以修改以使它們能夠適用于空間數(shù)據(jù)的計量分析。使它們能夠適用于空間數(shù)據(jù)的計量分析。二、產(chǎn)生和發(fā)展的理由二、產(chǎn)生和發(fā)展的理由 空間計量經(jīng)濟(jì)學(xué)主要應(yīng)用于空間效應(yīng)的設(shè)空間計量經(jīng)濟(jì)學(xué)主要應(yīng)用于空間效應(yīng)的設(shè)定、模型的估計、檢驗以

4、及預(yù)測等，廣泛應(yīng)用定、模型的估計、檢驗以及預(yù)測等，廣泛應(yīng)用于區(qū)域科學(xué)、地理經(jīng)濟(jì)學(xué)、城市經(jīng)濟(jì)學(xué)和發(fā)展于區(qū)域科學(xué)、地理經(jīng)濟(jì)學(xué)、城市經(jīng)濟(jì)學(xué)和發(fā)展經(jīng)濟(jì)學(xué)等領(lǐng)域。如研究區(qū)域經(jīng)濟(jì)、土地使用、經(jīng)濟(jì)學(xué)等領(lǐng)域。如研究區(qū)域經(jīng)濟(jì)、土地使用、房屋價值、人均收入、環(huán)境狀況等房屋價值、人均收入、環(huán)境狀況等三、三、 空間交互作用空間交互作用 地區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)地理行為之間一般都存在地區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)地理行為之間一般都存在一定程度的空間交互作用，即空間效應(yīng)，包一定程度的空間交互作用，即空間效應(yīng)，包括空間依賴性和空間異質(zhì)性。括空間依賴性和空間異質(zhì)性。 現(xiàn)實經(jīng)濟(jì)基于地理空間數(shù)據(jù)的研究中，對現(xiàn)實經(jīng)濟(jì)基于地理空間數(shù)據(jù)的研究中，對空間效應(yīng)普遍

5、忽視，需要進(jìn)一步深入研究?？臻g效應(yīng)普遍忽視，需要進(jìn)一步深入研究?？臻g經(jīng)濟(jì)計量分析的空間經(jīng)濟(jì)計量分析的核心核心就是認(rèn)識與地理位就是認(rèn)識與地理位置相關(guān)的數(shù)據(jù)間的空間依賴、空間關(guān)聯(lián)或空置相關(guān)的數(shù)據(jù)間的空間依賴、空間關(guān)聯(lián)或空間自相關(guān)。間自相關(guān)。三、三、 空間交互作用空間交互作用空間依賴性空間依賴性 空間依賴性也叫空間自相關(guān)性，是指在樣空間依賴性也叫空間自相關(guān)性，是指在樣本觀測中，位于位置本觀測中，位于位置 的觀測值和的觀測值和 位置的觀位置的觀測值具有相關(guān)關(guān)系測值具有相關(guān)關(guān)系( (其中其中 ) )，呈現(xiàn)某種非，呈現(xiàn)某種非隨機(jī)的空間模式，用函數(shù)可以表示為隨機(jī)的空間模式，用函數(shù)可以表示為: :ijji()

6、,1, ,ijyf yjnji 空間依賴性并不意味著否定空間各單位的空間依賴性并不意味著否定空間各單位的獨(dú)立性，并且空間相關(guān)性的強(qiáng)度和模式由絕獨(dú)立性，并且空間相關(guān)性的強(qiáng)度和模式由絕對位置或相對位置對位置或相對位置( (布局、距離布局、距離) )決定，通常決定，通常我們假定距離較近的觀測之間的空間相關(guān)程我們假定距離較近的觀測之間的空間相關(guān)程度比距離較遠(yuǎn)的程度高。度比距離較遠(yuǎn)的程度高。三、三、 空間交互作用空間交互作用空間依賴性空間依賴性度量和檢驗空間依賴性的方法：度量和檢驗空間依賴性的方法：l全域空間相關(guān)性檢驗（全域空間相關(guān)性檢驗（有有Morans 、Gearys C、Global G，主要用于

7、檢驗變量是否在整體上主要用于檢驗變量是否在整體上存在空間依賴性，但不能檢驗不同區(qū)域間依賴存在空間依賴性，但不能檢驗不同區(qū)域間依賴性的強(qiáng)弱性的強(qiáng)弱）l區(qū)域空間自相關(guān)檢驗區(qū)域空間自相關(guān)檢驗( (只要有只要有LISA、G統(tǒng)計統(tǒng)計、Moran散點(diǎn)圖，用于檢驗區(qū)域間空間相關(guān)性的檢散點(diǎn)圖，用于檢驗區(qū)域間空間相關(guān)性的檢驗驗）lCSDCSD檢驗（檢驗（用于檢驗不同區(qū)域間的空間依賴性，用于檢驗不同區(qū)域間的空間依賴性，并不僅限于相鄰區(qū)域的相關(guān)性，這是一種對擬并不僅限于相鄰區(qū)域的相關(guān)性，這是一種對擬合殘差的檢驗合殘差的檢驗）度量和檢驗空間依賴性的方法：度量和檢驗空間依賴性的方法：l全域空間相關(guān)性檢驗（全域空間相關(guān)性

8、檢驗（有有Morans 、Gearys C、Global G，主要用于檢驗變量是否在整體上主要用于檢驗變量是否在整體上存在空間依賴性，但不能檢驗不同區(qū)域間依賴存在空間依賴性，但不能檢驗不同區(qū)域間依賴性的強(qiáng)弱性的強(qiáng)弱）l區(qū)域空間自相關(guān)檢驗區(qū)域空間自相關(guān)檢驗( (只要有只要有LISA、G統(tǒng)計統(tǒng)計、Moran散點(diǎn)圖，用于檢驗區(qū)域間空間相關(guān)性的檢散點(diǎn)圖，用于檢驗區(qū)域間空間相關(guān)性的檢驗驗）lCSDCSD檢驗（檢驗（用于檢驗不同區(qū)域間的空間依賴性，用于檢驗不同區(qū)域間的空間依賴性，并不僅限于相鄰區(qū)域的相關(guān)性，這是一種對擬并不僅限于相鄰區(qū)域的相關(guān)性，這是一種對擬合殘差的檢驗合殘差的檢驗）度量和檢驗空間依賴性的

9、方法：度量和檢驗空間依賴性的方法：l全域空間相關(guān)性檢驗（全域空間相關(guān)性檢驗（有有Morans 、Gearys C、Global G，主要用于檢驗變量是否在整體上主要用于檢驗變量是否在整體上存在空間依賴性，但不能檢驗不同區(qū)域間依賴存在空間依賴性，但不能檢驗不同區(qū)域間依賴性的強(qiáng)弱性的強(qiáng)弱）l區(qū)域空間自相關(guān)檢驗區(qū)域空間自相關(guān)檢驗( (只要有只要有LISA、G統(tǒng)計統(tǒng)計、Moran散點(diǎn)圖，用于檢驗區(qū)域間空間相關(guān)性的檢散點(diǎn)圖，用于檢驗區(qū)域間空間相關(guān)性的檢驗驗）lCSDCSD檢驗（檢驗（用于檢驗不同區(qū)域間的空間依賴性，用于檢驗不同區(qū)域間的空間依賴性，并不僅限于相鄰區(qū)域的相關(guān)性，這是一種對擬并不僅限于相鄰區(qū)域

10、的相關(guān)性，這是一種對擬合殘差的檢驗合殘差的檢驗）度量和檢驗空間依賴性的方法：度量和檢驗空間依賴性的方法：l全域空間相關(guān)性檢驗（全域空間相關(guān)性檢驗（有有Morans 、Gearys C、Global G，主要用于檢驗變量是否在整體上主要用于檢驗變量是否在整體上存在空間依賴性，但不能檢驗不同區(qū)域間依賴存在空間依賴性，但不能檢驗不同區(qū)域間依賴性的強(qiáng)弱性的強(qiáng)弱）l區(qū)域空間自相關(guān)檢驗區(qū)域空間自相關(guān)檢驗( (只要有只要有LISA、G統(tǒng)計統(tǒng)計、Moran散點(diǎn)圖，用于檢驗區(qū)域間空間相關(guān)性的檢散點(diǎn)圖，用于檢驗區(qū)域間空間相關(guān)性的檢驗驗）lCSDCSD檢驗（檢驗（用于檢驗不同區(qū)域間的空間依賴性，用于檢驗不同區(qū)域間的

11、空間依賴性，并不僅限于相鄰區(qū)域的相關(guān)性，這是一種對擬并不僅限于相鄰區(qū)域的相關(guān)性，這是一種對擬合殘差的檢驗合殘差的檢驗）三、三、 空間交互作用空間交互作用空間依賴性空間依賴性三、三、 空間交互作用空間交互作用空間依賴性空間依賴性三、三、 空間交互作用空間交互作用空間異質(zhì)性空間異質(zhì)性 空間異質(zhì)性，指地理空間上的區(qū)域缺乏均質(zhì)空間異質(zhì)性，指地理空間上的區(qū)域缺乏均質(zhì)性，存在發(fā)達(dá)地區(qū)和落后地區(qū)、中心（核心）和性，存在發(fā)達(dá)地區(qū)和落后地區(qū)、中心（核心）和外圍（邊緣）地區(qū)等經(jīng)濟(jì)地理結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致經(jīng)外圍（邊緣）地區(qū)等經(jīng)濟(jì)地理結(jié)構(gòu)，從而導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展和創(chuàng)新行為存在較大的空間上的差異濟(jì)社會發(fā)展和創(chuàng)新行為存在較大的空

12、間上的差異性?？臻g異質(zhì)性反映了經(jīng)濟(jì)實踐中的空間觀測單性?？臻g異質(zhì)性反映了經(jīng)濟(jì)實踐中的空間觀測單元之間經(jīng)濟(jì)行為關(guān)系的一種不穩(wěn)定性。元之間經(jīng)濟(jì)行為關(guān)系的一種不穩(wěn)定性。 在傳統(tǒng)計量經(jīng)濟(jì)學(xué)中，空間差異性可以通過引在傳統(tǒng)計量經(jīng)濟(jì)學(xué)中，空間差異性可以通過引入虛擬變量或是有關(guān)變化參數(shù)、隨機(jī)系數(shù)和結(jié)構(gòu)入虛擬變量或是有關(guān)變化參數(shù)、隨機(jī)系數(shù)和結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的方法來處理。但是當(dāng)空間異質(zhì)性與空間不穩(wěn)定的方法來處理。但是當(dāng)空間異質(zhì)性與空間相關(guān)性同時存在時需要用特定的空間計量方法來相關(guān)性同時存在時需要用特定的空間計量方法來解決。解決。四、四、 空間加權(quán)矩陣空間加權(quán)矩陣 空間加權(quán)矩陣就是對空間位置及其相互關(guān)系的量空間加權(quán)矩陣就

13、是對空間位置及其相互關(guān)系的量化表示，通過空間加權(quán)矩陣我們可以用簡單的數(shù)字來化表示，通過空間加權(quán)矩陣我們可以用簡單的數(shù)字來表示復(fù)雜的空間地理位置關(guān)系。表示復(fù)雜的空間地理位置關(guān)系。 空間加權(quán)矩陣是一個對稱矩陣其對角線元素一般空間加權(quán)矩陣是一個對稱矩陣其對角線元素一般為零，其權(quán)數(shù)的設(shè)定一直存在很大爭議，目前為止主為零，其權(quán)數(shù)的設(shè)定一直存在很大爭議，目前為止主要確定規(guī)則一般有兩種：第一，地理位置規(guī)則，用要確定規(guī)則一般有兩種：第一，地理位置規(guī)則，用1 1和和0 0分別表示空間各個單位間的相鄰和不相鄰，最后分別表示空間各個單位間的相鄰和不相鄰，最后對矩陣進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理便得到空間加權(quán)矩陣；第二，對矩陣進(jìn)行標(biāo)

14、準(zhǔn)化處理便得到空間加權(quán)矩陣；第二，經(jīng)濟(jì)距離規(guī)則，其主要思想是根據(jù)兩個地區(qū)間的某一經(jīng)濟(jì)距離規(guī)則，其主要思想是根據(jù)兩個地區(qū)間的某一個或若干經(jīng)濟(jì)變量，如人均收入、對外貿(mào)易額等經(jīng)濟(jì)個或若干經(jīng)濟(jì)變量，如人均收入、對外貿(mào)易額等經(jīng)濟(jì)指標(biāo)來表示彼此間的距離，再通過距離衰退定理確定指標(biāo)來表示彼此間的距離，再通過距離衰退定理確定衰退函數(shù)得到權(quán)數(shù)，如衰退函數(shù)得到權(quán)數(shù)，如: :權(quán)數(shù)權(quán)數(shù)=1/=1/距離。距離。五、五、 空間計量經(jīng)濟(jì)學(xué)模型空間計量經(jīng)濟(jì)學(xué)模型 空間計量模型目前已經(jīng)發(fā)展成一個復(fù)雜多樣空間計量模型目前已經(jīng)發(fā)展成一個復(fù)雜多樣的模型體系。根據(jù)截面數(shù)據(jù)是否存在異質(zhì)性，的模型體系。根據(jù)截面數(shù)據(jù)是否存在異質(zhì)性，我們可以把空間計量模型分為兩大類：我們可以把空間計量模型分為兩大類：l 空間常系數(shù)回歸模型，包括空間滯后模型與空間空間常系數(shù)回歸模型，包括空間滯后模型與空間誤差模型誤差模型l 空間變系數(shù)回歸模型，主要包括空間擴(kuò)散模型與空間變系數(shù)回歸模型，主要包括空間擴(kuò)散模型與地理加權(quán)回歸模型（地理加權(quán)回歸模型（GWRGWR） 此外