空间计量经济学介绍

1、空间计量经济学介绍一、一、 概念介绍概念介绍二、二、 产生和发展的理由产生和发展的理由三、三、 空间交互作用空间交互作用四、四、 空间加权矩阵空间加权矩阵五、五、 空间计量经济学模型空间计量经济学模型 空间计量经济学（空间计量经济学（spatial econometricsspatial econometrics）由荷兰经济学家由荷兰经济学家Jean PaelinckJean Paelinck在在19741974年提出，年提出，后经后经AnselinAnselin等人发展，最终形成了学科框架等人发展，最终形成了学科框架体系。体系。 空间计量经济学是基于对地理学思想的吸空间计量经济学是基于对地理

2、学思想的吸收，并运用运筹学、计算机技术和统计学等知收，并运用运筹学、计算机技术和统计学等知识来处理空间截面数据和面板数据，研究区域识来处理空间截面数据和面板数据，研究区域之间经济行为在空间上交互作用的一门综合学之间经济行为在空间上交互作用的一门综合学科。科。一、一、 概念介绍概念介绍二、产生和发展的理由二、产生和发展的理由 空间数据之间并非完全独立，而是存空间数据之间并非完全独立，而是存在着某种空间联系和关联性，但是经典的在着某种空间联系和关联性，但是经典的计量经济学分析方法的基本出发点是计量经济学分析方法的基本出发点是样本样本独立假设独立假设。由于空间依赖性的存在打破了。由于空间依赖性的存在

3、打破了大多数经典计量分析方法中样本独立的基大多数经典计量分析方法中样本独立的基本假设，因此无法直接用经典计量分析方本假设，因此无法直接用经典计量分析方法揭示与地理位置相关的空间数据关联和法揭示与地理位置相关的空间数据关联和依赖性。依赖性。 然而，空间计量分析并没有抛弃所有经典然而，空间计量分析并没有抛弃所有经典的计量分析技术，而是对这些技术加以修改以的计量分析技术，而是对这些技术加以修改以使它们能够适用于空间数据的计量分析。使它们能够适用于空间数据的计量分析。二、产生和发展的理由二、产生和发展的理由 空间计量经济学主要应用于空间效应的设空间计量经济学主要应用于空间效应的设定、模型的估计、检验以

4、及预测等，广泛应用定、模型的估计、检验以及预测等，广泛应用于区域科学、地理经济学、城市经济学和发展于区域科学、地理经济学、城市经济学和发展经济学等领域。如研究区域经济、土地使用、经济学等领域。如研究区域经济、土地使用、房屋价值、人均收入、环境状况等房屋价值、人均收入、环境状况等三、三、 空间交互作用空间交互作用 地区之间的经济地理行为之间一般都存在地区之间的经济地理行为之间一般都存在一定程度的空间交互作用，即空间效应，包一定程度的空间交互作用，即空间效应，包括空间依赖性和空间异质性。括空间依赖性和空间异质性。 现实经济基于地理空间数据的研究中，对现实经济基于地理空间数据的研究中，对空间效应普遍

5、忽视，需要进一步深入研究。空间效应普遍忽视，需要进一步深入研究。空间经济计量分析的空间经济计量分析的核心核心就是认识与地理位就是认识与地理位置相关的数据间的空间依赖、空间关联或空置相关的数据间的空间依赖、空间关联或空间自相关。间自相关。三、三、 空间交互作用空间交互作用空间依赖性空间依赖性 空间依赖性也叫空间自相关性，是指在样空间依赖性也叫空间自相关性，是指在样本观测中，位于位置本观测中，位于位置 的观测值和的观测值和 位置的观位置的观测值具有相关关系测值具有相关关系( (其中其中 ) )，呈现某种非，呈现某种非随机的空间模式，用函数可以表示为随机的空间模式，用函数可以表示为: :ijji()

6、,1, ,ijyf yjnji 空间依赖性并不意味着否定空间各单位的空间依赖性并不意味着否定空间各单位的独立性，并且空间相关性的强度和模式由绝独立性，并且空间相关性的强度和模式由绝对位置或相对位置对位置或相对位置( (布局、距离布局、距离) )决定，通常决定，通常我们假定距离较近的观测之间的空间相关程我们假定距离较近的观测之间的空间相关程度比距离较远的程度高。度比距离较远的程度高。三、三、 空间交互作用空间交互作用空间依赖性空间依赖性度量和检验空间依赖性的方法：度量和检验空间依赖性的方法：l全域空间相关性检验（全域空间相关性检验（有有Morans 、Gearys C、Global G，主要用于

7、检验变量是否在整体上主要用于检验变量是否在整体上存在空间依赖性，但不能检验不同区域间依赖存在空间依赖性，但不能检验不同区域间依赖性的强弱性的强弱）l区域空间自相关检验区域空间自相关检验( (只要有只要有LISA、G统计统计、Moran散点图，用于检验区域间空间相关性的检散点图，用于检验区域间空间相关性的检验验）lCSDCSD检验（检验（用于检验不同区域间的空间依赖性，用于检验不同区域间的空间依赖性，并不仅限于相邻区域的相关性，这是一种对拟并不仅限于相邻区域的相关性，这是一种对拟合残差的检验合残差的检验）度量和检验空间依赖性的方法：度量和检验空间依赖性的方法：l全域空间相关性检验（全域空间相关性

8、检验（有有Morans 、Gearys C、Global G，主要用于检验变量是否在整体上主要用于检验变量是否在整体上存在空间依赖性，但不能检验不同区域间依赖存在空间依赖性，但不能检验不同区域间依赖性的强弱性的强弱）l区域空间自相关检验区域空间自相关检验( (只要有只要有LISA、G统计统计、Moran散点图，用于检验区域间空间相关性的检散点图，用于检验区域间空间相关性的检验验）lCSDCSD检验（检验（用于检验不同区域间的空间依赖性，用于检验不同区域间的空间依赖性，并不仅限于相邻区域的相关性，这是一种对拟并不仅限于相邻区域的相关性，这是一种对拟合残差的检验合残差的检验）度量和检验空间依赖性的

9、方法：度量和检验空间依赖性的方法：l全域空间相关性检验（全域空间相关性检验（有有Morans 、Gearys C、Global G，主要用于检验变量是否在整体上主要用于检验变量是否在整体上存在空间依赖性，但不能检验不同区域间依赖存在空间依赖性，但不能检验不同区域间依赖性的强弱性的强弱）l区域空间自相关检验区域空间自相关检验( (只要有只要有LISA、G统计统计、Moran散点图，用于检验区域间空间相关性的检散点图，用于检验区域间空间相关性的检验验）lCSDCSD检验（检验（用于检验不同区域间的空间依赖性，用于检验不同区域间的空间依赖性，并不仅限于相邻区域的相关性，这是一种对拟并不仅限于相邻区域

10、的相关性，这是一种对拟合残差的检验合残差的检验）度量和检验空间依赖性的方法：度量和检验空间依赖性的方法：l全域空间相关性检验（全域空间相关性检验（有有Morans 、Gearys C、Global G，主要用于检验变量是否在整体上主要用于检验变量是否在整体上存在空间依赖性，但不能检验不同区域间依赖存在空间依赖性，但不能检验不同区域间依赖性的强弱性的强弱）l区域空间自相关检验区域空间自相关检验( (只要有只要有LISA、G统计统计、Moran散点图，用于检验区域间空间相关性的检散点图，用于检验区域间空间相关性的检验验）lCSDCSD检验（检验（用于检验不同区域间的空间依赖性，用于检验不同区域间的

11、空间依赖性，并不仅限于相邻区域的相关性，这是一种对拟并不仅限于相邻区域的相关性，这是一种对拟合残差的检验合残差的检验）三、三、 空间交互作用空间交互作用空间依赖性空间依赖性三、三、 空间交互作用空间交互作用空间依赖性空间依赖性三、三、 空间交互作用空间交互作用空间异质性空间异质性 空间异质性，指地理空间上的区域缺乏均质空间异质性，指地理空间上的区域缺乏均质性，存在发达地区和落后地区、中心（核心）和性，存在发达地区和落后地区、中心（核心）和外围（边缘）地区等经济地理结构，从而导致经外围（边缘）地区等经济地理结构，从而导致经济社会发展和创新行为存在较大的空间上的差异济社会发展和创新行为存在较大的空

12、间上的差异性。空间异质性反映了经济实践中的空间观测单性。空间异质性反映了经济实践中的空间观测单元之间经济行为关系的一种不稳定性。元之间经济行为关系的一种不稳定性。 在传统计量经济学中，空间差异性可以通过引在传统计量经济学中，空间差异性可以通过引入虚拟变量或是有关变化参数、随机系数和结构入虚拟变量或是有关变化参数、随机系数和结构不稳定的方法来处理。但是当空间异质性与空间不稳定的方法来处理。但是当空间异质性与空间相关性同时存在时需要用特定的空间计量方法来相关性同时存在时需要用特定的空间计量方法来解决。解决。四、四、 空间加权矩阵空间加权矩阵 空间加权矩阵就是对空间位置及其相互关系的量空间加权矩阵就

13、是对空间位置及其相互关系的量化表示，通过空间加权矩阵我们可以用简单的数字来化表示，通过空间加权矩阵我们可以用简单的数字来表示复杂的空间地理位置关系。表示复杂的空间地理位置关系。 空间加权矩阵是一个对称矩阵其对角线元素一般空间加权矩阵是一个对称矩阵其对角线元素一般为零，其权数的设定一直存在很大争议，目前为止主为零，其权数的设定一直存在很大争议，目前为止主要确定规则一般有两种：第一，地理位置规则，用要确定规则一般有两种：第一，地理位置规则，用1 1和和0 0分别表示空间各个单位间的相邻和不相邻，最后分别表示空间各个单位间的相邻和不相邻，最后对矩阵进行标准化处理便得到空间加权矩阵；第二，对矩阵进行标

14、准化处理便得到空间加权矩阵；第二，经济距离规则，其主要思想是根据两个地区间的某一经济距离规则，其主要思想是根据两个地区间的某一个或若干经济变量，如人均收入、对外贸易额等经济个或若干经济变量，如人均收入、对外贸易额等经济指标来表示彼此间的距离，再通过距离衰退定理确定指标来表示彼此间的距离，再通过距离衰退定理确定衰退函数得到权数，如衰退函数得到权数，如: :权数权数=1/=1/距离。距离。五、五、 空间计量经济学模型空间计量经济学模型 空间计量模型目前已经发展成一个复杂多样空间计量模型目前已经发展成一个复杂多样的模型体系。根据截面数据是否存在异质性，的模型体系。根据截面数据是否存在异质性，我们可以把空间计量模型分为两大类：我们可以把空间计量模型分为两大类：l 空间常系数回归模型，包括空间滞后模型与空间空间常系数回归模型，包括空间滞后模型与空间误差模型误差模型l 空间变系数回归模型，主要包括空间扩散模型与空间变系数回归模型，主要包括空间扩散模型与地理加权回归模型（地理加权回归模型（GWRGWR） 此外