空间计量经济分析_精品文档.ppt

1、空间计量经济学分析空间计量经济学分析n空间滞后模型计量分析空间滞后模型计量分析n空间误差模型据计量分析空间误差模型据计量分析n地理加权回归分析地理加权回归分析n空间权值矩阵的计算与选择空间权值矩阵的计算与选择n空间计量经济分析软件包空间计量经济分析软件包:Geoda(SpaceStat)11/1/20221天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物。天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物。空间依赖、空间异质性空间依赖、空间异质性 n传统的统计理论是一种建立在独立观测值假定基础上传统的统计理论是一种建立在独立观测值假定基础上的理论。然而，在现实世界中，特别是遇到空间数据的理论。然而，

2、在现实世界中，特别是遇到空间数据问题时，独立观测值在现实生活中并不是普遍存在的问题时，独立观测值在现实生活中并不是普遍存在的（Getis,1997）。）。n对于具有地理空间属性的数据，一般认为离的近的变对于具有地理空间属性的数据，一般认为离的近的变量之间比在空间上离的远的变量之间具有更加密切的量之间比在空间上离的远的变量之间具有更加密切的关系（关系（Anselin&Getis，1992）。正如著名的）。正如著名的Tobler地理学第一定律所说：地理学第一定律所说：“任何事物之间均相关，任何事物之间均相关，而离的较近事物总比离的较远的事物相关性要高。而离的较近事物总比离的较远的事物相关性要高。”

3、（Tobler，1979）n地区之间的经济地理行为之间一般都存在一定程度的地区之间的经济地理行为之间一般都存在一定程度的Spatial Interaction，Spatial Effects）：）：Spatial Dependence and Spatial Autocorrelation）。）。11/1/20222天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物。天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物。空间依赖、空间异质性空间依赖、空间异质性 n一般而言，分析中涉及的空间单元越小，离的一般而言，分析中涉及的空间单元越小，离的近的单元越有可能在空间上密切关联近的单元越有可能在空间上密切关

4、联（Anselin&Getis,1992）。）。n然而，在现实的经济地理研究中，许多涉及地然而，在现实的经济地理研究中，许多涉及地理空间的数据，由于普遍忽视空间依赖性，其理空间的数据，由于普遍忽视空间依赖性，其统计与计量分析的结果值得进一步深入探究统计与计量分析的结果值得进一步深入探究（Anselin&Griffin,1988）。）。11/1/20223天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物。天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物。空间依赖、空间异质性空间依赖、空间异质性n可喜的是，对于这种地理与经济现象中常常表可喜的是，对于这种地理与经济现象中常常表现出的空间效应（特征）问题

5、的识别估计，空现出的空间效应（特征）问题的识别估计，空间计量经济学提供了一系列有效的理论和实证间计量经济学提供了一系列有效的理论和实证分析方法。分析方法。n一般而言，在经济研究中出现不恰当的模型识一般而言，在经济研究中出现不恰当的模型识别和设定所忽略的空间效应主要有两个来源别和设定所忽略的空间效应主要有两个来源（Anselin，1988）：空间依赖性（）：空间依赖性（Spatial Dependence）和空间异质性（）和空间异质性（Spatial Heterogeneity）。）。11/1/20224天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物。天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载

6、物。空间依赖性 n空间依赖性（也叫空间自相关性）是空间效应空间依赖性（也叫空间自相关性）是空间效应识别的第一个来源，它产生于空间组织观测单识别的第一个来源，它产生于空间组织观测单元之间缺乏依赖性的考察（元之间缺乏依赖性的考察（Cliff&Ord,1973）。）。nAnselin&Rey（1991）区别了真实区别了真实（Substantial）空间依赖性和干扰）空间依赖性和干扰（Nuisance）空间依赖性的不同。）空间依赖性的不同。11/1/20225天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物。天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物。空间依赖性 n真实空间依赖性反映现实中存在的空间

7、交互作真实空间依赖性反映现实中存在的空间交互作用（用（Spatial Interaction Effects），），n比如区域经济要素的流动、创新的扩散、技术比如区域经济要素的流动、创新的扩散、技术溢出等，溢出等，n它们是区域间经济或创新差异演变过程中的真它们是区域间经济或创新差异演变过程中的真实成分，是确确实实存在的空间交互影响，实成分，是确确实实存在的空间交互影响，n如劳动力、资本流动等耦合形成的经济行为在如劳动力、资本流动等耦合形成的经济行为在空间上相互影响、相互作用，研发的投入产出空间上相互影响、相互作用，研发的投入产出行为及政策在地理空间上的示范作用和激励效行为及政策在地理空间上的示

8、范作用和激励效应。应。11/1/20226天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物。天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物。空间依赖性 n干扰空间依赖性可能来源于测量问题，比如区干扰空间依赖性可能来源于测量问题，比如区域经济发展过程研究中的空间模式与观测单元域经济发展过程研究中的空间模式与观测单元之间边界的不匹配，造成了相邻地理空间单元之间边界的不匹配，造成了相邻地理空间单元出现了测量误差所导致。出现了测量误差所导致。n测量误差是由于在调查过程中，数据的采集与测量误差是由于在调查过程中，数据的采集与空间中的单位有关，如数据一般是按照省市县空间中的单位有关，如数据一般是按照省市县等

9、行政区划统计的，这种假设的空间单位与研等行政区划统计的，这种假设的空间单位与研究问题的实际边界可能不一致，这样就很容易究问题的实际边界可能不一致，这样就很容易产生测量误差。产生测量误差。11/1/20227天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物。天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物。空间依赖性 n空间依赖不仅意味着空间上的观测值缺乏独立空间依赖不仅意味着空间上的观测值缺乏独立性，而且意味着潜在于这种空间相关中的数据性，而且意味着潜在于这种空间相关中的数据结构，也就是说空间相关的强度及模式由绝对结构，也就是说空间相关的强度及模式由绝对位置（格局）和相对位置（距离）共同决定。位置

10、（格局）和相对位置（距离）共同决定。n空间相关性表现出的空间效应可以用以下两种空间相关性表现出的空间效应可以用以下两种模型来表征和刻画：当模型的误差项在空间上模型来表征和刻画：当模型的误差项在空间上相关时，即为空间误差模型；当变量间的空间相关时，即为空间误差模型；当变量间的空间依赖性对模型显得非常关键而导致了空间相关依赖性对模型显得非常关键而导致了空间相关时，即为空间滞后模型（时，即为空间滞后模型（Anselin，1988）。）。11/1/20228天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物。天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物。空间异质性空间异质性n空间异质性（空间差异性），是

11、空间计量学模空间异质性（空间差异性），是空间计量学模型识别的第二个来源。型识别的第二个来源。n空间异质性或空间差异性，指地理空间上的区空间异质性或空间差异性，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、中域缺乏均质性，存在发达地区和落后地区、中心（核心）和外围（边缘）地区等经济地理结心（核心）和外围（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性。大的空间上的差异性。11/1/20229天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物。天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物。空间异质性空间异质性n空间异质

12、性反映了经济实践中的空间观测单元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（如增长或创新）关系的一种普之间经济行为（如增长或创新）关系的一种普遍存在的不稳定性。遍存在的不稳定性。n区域创新的企业、大学、研究机构等主体在研区域创新的企业、大学、研究机构等主体在研发行为上存在不可忽视的个体差异，譬如研发发行为上存在不可忽视的个体差异，譬如研发投入的差异导致产出的技术知识的差异，投入的差异导致产出的技术知识的差异，n这种创新主体的异质性与技术知识异质性的耦这种创新主体的异质性与技术知识异质性的耦合将导致创新行为在地理空间上具有显著的异合将导致创新行为在地理空间上具有显著的异质性差异，进而可

13、能存在创新在地理空间上的质性差异，进而可能存在创新在地理空间上的相互依赖现象或者创新的局域俱乐部集团。相互依赖现象或者创新的局域俱乐部集团。11/1/202210天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物。天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物。空间异质性空间异质性n对于空间异质性，只要将空间单元的特性考虑对于空间异质性，只要将空间单元的特性考虑进去，大多可以用经典的计量经济学方法进行进去，大多可以用经典的计量经济学方法进行估计。估计。n但是当空间异质性与空间相关性同时存在时，但是当空间异质性与空间相关性同时存在时，经典的计量经济学估计方法不再有效，而且在经典的计量经济学估计方法不

14、再有效，而且在这种情况下，问题变得异常复杂，区分空间异这种情况下，问题变得异常复杂，区分空间异质性与空间相关性比较困难。质性与空间相关性比较困难。n空间变系数的地理加权回归模型空间变系数的地理加权回归模型（Geographical Weighted Regression，简，简记为记为GWR）是处理空间异质性的一种良好的）是处理空间异质性的一种良好的估计方法。估计方法。11/1/202211天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物。天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物。空间依赖性及集群的识别与检验空间依赖性及集群的识别与检验 n将空间依赖性考虑进来以后，在建立模型进行将空间依赖

15、性考虑进来以后，在建立模型进行创新分析研究之前，一般必须先进行空间相关创新分析研究之前，一般必须先进行空间相关性的预检验性的预检验n如果空间效应在发挥作用，则需要将空间效应如果空间效应在发挥作用，则需要将空间效应纳入模型分析框架之中，并采用适合于空间计纳入模型分析框架之中，并采用适合于空间计量经济模型估计的方法进行估计量经济模型估计的方法进行估计n如果没有表现出空间效应，则可直接采用一般如果没有表现出空间效应，则可直接采用一般估计方法（如估计方法（如OLS）估计模型参数。）估计模型参数。11/1/202212天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物。天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以

16、厚德载物。空间依赖性及集群的识别与检验空间依赖性及集群的识别与检验 n在引入空间变量或者经过空间过滤的空间计量在引入空间变量或者经过空间过滤的空间计量模型建立之后，其效果的好坏还需要通过空间模型建立之后，其效果的好坏还需要通过空间相关检验进行判断，一般可通过对真实值和模相关检验进行判断，一般可通过对真实值和模型估计值之间的残差进行空间相关性检验实现。型估计值之间的残差进行空间相关性检验实现。n如果参数经过检验在空间上没有表现出相关性，如果参数经过检验在空间上没有表现出相关性，则表明在引入空间变量或者经过考虑了空间效则表明在引入空间变量或者经过考虑了空间效应后的模型已经成功地处理了空间相关性。应后的模型已经成功地处理了空间相关性。11/1/202213天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物。天行健，君子以自强不息；地势坤，君子以厚德载物。空间依赖性及集群的识别与检验空间依赖性及集群的识别与检验 n计计算算和和检检验验一一个个地地区区的的创创新新行行为为在在地地理理空空间间上上有有没没有有表表现现出出空空间间自自相相关关（依依赖赖）性性（Cliff&Ord，1981；Cressie