《第1章 《空间计量经济学》导论.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第1章 《空间计量经济学》导论.pdf（20页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、范范 巧巧 重庆科技学院经济系重庆科技学院经济系 小范经济小范经济工作室工作室 在在经济学的边缘上经济学的边缘上 空间计量经济学导论（詹姆斯空间计量经济学导论（詹姆斯. .勒沙杰）课件勒沙杰）课件 拟讲授的主要内容拟讲授的主要内容 空间计量经济学课程概述 空间依赖及其原因 空间自回归过程：模型构建与参数识别 空间自回归数据的生成过程：变量y的影响因素外生分解 1.1 1.1 课程讲授计划课程讲授计划 章节章节内容内容学时数学时数 第1章导论2学时 第2章空间计量模型的动因及其解释4学时 第3章空间计量模型的极大似然估计4学时 第4章空间行列式运算与空间权重矩阵设定*6学时 第5章空间计量模型的
2、贝叶斯MCMC估计6学时 第6章空间计量模型的形式设定、最近邻矩阵阶数与变量选择6学时 第7章时空计量模型及其与空间计量模型的关系6学时 第8章空间计量交互模型处理及现实研究拓展4学时 第9章矩阵指数空间模型处理及现实研究拓展4学时 第10章受限因变量空间计量模型处理及现实研究拓展6学时 1.2 1.2 空间计量经济学：模型及其作用空间计量经济学：模型及其作用 空间计量经济学空间计量经济学模型基本式模型基本式： 空间计量经济学的作用空间计量经济学的作用：主要用于度量溢出效应。 参考教材参考教材： 詹姆斯詹姆斯. .勒沙杰，勒沙杰，R.R.凯利凯利. .佩斯佩斯. .空间计量经济学导论空间计量经
3、济学导论M.M.北京：北京： 北京大学出版社，北京大学出版社，20142014年年. . 11 2 ()() (0,) nn n yWyX yIWXIW NI 2.1 2.1 空间依赖及原因空间依赖及原因 传统的截面数据模型传统的截面数据模型（非空间非空间）： 空间依赖空间依赖：一个地点或地区的观察值依赖于临近地区的邻近观察值。 空间依赖的原因空间依赖的原因：空间溢出效应(0)( ,)0,( ,)0 iiiijii yXNCOVCOVX 其中，, i 2 2 (0) 0() iiiii jjjjj j i yXN yyX y N ，其中， ，其中， 案例案例. .交通拥堵的空间溢出效应交通拥堵
4、的空间溢出效应 CBD通勤时间模型的构建通勤时间模型的构建： 距离CBD的距离与街区人口密度在短期内变动不大；邻近街区的通行邻近街区的通行 时间之间具有动态的回馈效应时间之间具有动态的回馈效应。 = ()fCBD出行时间距的距离，街区邻近街区的通口密度，行时间人 R1R1R2R2R3R3R4R4 CBDCBD R5R5R6R6R7R7 高速公路 R1R2R3R4 CBD R5R6R7 2.2 2.2 空间依赖的可视化空间依赖的可视化 20012001年美国州郡全要素生产率的空间依赖年美国州郡全要素生产率的空间依赖： 构建索洛增长模型： 计算索洛残差（ ），作为全要素生产率。 设定标准区域的残差
5、区间，绘制示意图。 ln ln( )ln()ln( )QKL 标准区域1（-0.2，-0.1） 标准区域2（-0.1,0） 标准区域3（0,0.1） 标准区域4（0.1,0.2） 标准区域5（0.2,0.3） 3.1 3.1 空间依赖关系的数学描述空间依赖关系的数学描述 地区地区之间的空间依赖关系之间的空间依赖关系： 过度参数化过度参数化：三个模型可以构建3个方程，但面临7个参数，无法求出 均衡解。 考察地区时，将面临n n个方程个方程而n(nn(n- -1)+11)+1个参数个参数的情形。 , , , 2 2 2 ,(0,) ,(0,) ,(0,) jkii ikjj ij ii kk i
6、ji k j ij k k jj ikkk j yyX yyX yy yN y aa aa ayNaX N ,i ji kj ij kk ik j aaaaaa、 1,2,n , ,i j k 3.2 3.2 空间依赖关系的模型化空间依赖关系的模型化 空间自回归模型空间自回归模型： 空间自回归模型的矩阵描述：空间自回归模型的矩阵描述： 2 1 , 1 , ,1,2,);(0 n ii jjii i n i jji j j inN y W y y y W y 其中， 上式中，变量 的观测值；标量参数 空间滞后项；随机扰动项 1,11,21,1 2,12,22,122 12 ,1,2 2 , ,(
7、0) n T nn T n nnn nn n WWWy WWWyyyyy Wy WWW yWy y NI ； 其中，； ， ； 空间权空间权 重矩阵重矩阵 3.3 3.3 空间权重矩阵设定与空间滞后项计算空间权重矩阵设定与空间滞后项计算 几个重要的定义几个重要的定义： 一阶近邻一阶近邻：边界相连接的地区。 二阶近邻二阶近邻：近邻的近邻。每个地区是其自身的二阶近邻。每个地区是其自身的二阶近邻。 行随机矩阵行随机矩阵：每行元素和为行元素和为1 1的非负矩阵，是空间权重矩阵的标准化。 空间滞后项计算过程：空间滞后项计算过程： 构建地区间的一阶近邻关系的空间权重矩阵空间权重矩阵。 空间权重矩阵的赋值原
8、则：行列元素对应地区为一阶近邻关系行列元素对应地区为一阶近邻关系 的赋值为的赋值为1 1，其余赋值为0。 将空间权重矩阵进行标准化处理，转化为行随机矩阵行随机矩阵。 计算空间滞后项空间滞后项。 案例案例. .7 7个地区的空间滞后项计算个地区的空间滞后项计算 空间权重矩阵赋值和标准化过程空间权重矩阵赋值和标准化过程： 空间滞后项计算过程空间滞后项计算过程： R1R1R2R2R3R3R4R4R5R5R6R6R7R7 1234567 1 2 3 4 5 6 7 1 11 1 000000 00000 00000 00000 0000 1 11 11 11 1 0 00000 000000 RRRR
9、RRR R R R C R R R R 000000 00000 00000 00000 00000 00000 0000 1 100 1 21 2 1 21 2 1 21 2 1 21 2 1 21 2 W 将空间权重矩将空间权重矩 阵每行元素的阵每行元素的 和标准化为和标准化为1 1 行列元素对应地行列元素对应地 区为一阶近邻关区为一阶近邻关 系的赋值为系的赋值为1 1 1 2 3 4 5 2 13 24 35 46 57 6 6 7 () 21 21 2 () 21 21 2 () 21 21 2 () 21 21 2 () 21 21 000000 00000 00000 00000
10、00000 020000 000000 1 1 y y y Wyy y y y y yy yy yy yy yy y 空间滞后空间滞后 项向量项向量 案例中，空间滞后项向量，实际上案例中，空间滞后项向量，实际上 是与地区变量具有一阶近邻关系的是与地区变量具有一阶近邻关系的 地区观察值的简单平均值。地区观察值的简单平均值。 3.4 3.4 空间依赖强度判定的莫兰散点图空间依赖强度判定的莫兰散点图 标量参数标量参数：样本观察值空间依赖的强度，表示观察值对所有空间依 赖关系的平均依赖水平。 莫兰散点图：莫兰散点图：向量观测值观测值（用偏离均值的形式偏离均值的形式来表示）与向量 中相邻观测值均值相邻观
11、测值均值之间关系的散点图。 空间依赖强度判定的莫兰散点图空间依赖强度判定的莫兰散点图： 11 ()()Wyy WyWy 如果可逆，则。 y Wy 0; 0; 散点多数集中于一、三象限， 散点多数集中于二、四象限， 标量参数 不同于传统相关系数，1 4.1 4.1 带有常数项空间自回归模型的初步分解带有常数项空间自回归模型的初步分解 带有常数项的空间自回归带有常数项的空间自回归模型模型： 带常数项空间自回归模型的初步外生化：带常数项空间自回归模型的初步外生化： 2 )(0 n n n y y I yW N 上式中，因变量序列；标量参数 常数项向量；常数项参数 ， 11 1 ()()() () n
12、 nn n n nn n n y yIWIW yWy I IW Wy W W y 上式中，包含了参数（ 、 ）；自变量（、 ）；随机项（ ）； 无自变量存在，但需继续分解。 4.2 4.2 带有常数项空间自回归模型外生化过程详解带有常数项空间自回归模型外生化过程详解 空间自回归空间自回归模型外生化过程模型外生化过程： 12233 22332233 22332233 () =+ + =+ + nn nn nnn n n IWIWWW IWWWIWWW WWW W y WWW 矩阵可逆 （ 性的无穷序列表述： 空间自回归模型的无穷序列表示： ） 无穷序列的简化： 令abs( ) 1, 2 233
13、233 2 1 += 1 1 0 + + 1- - nn q n n nn n WW yW q W WW （）均为常数项向量， 则， 4.3 4.3 空间自回归模型外生化的期望形式与解释空间自回归模型外生化的期望形式与解释 空间自回归空间自回归模型外生化结果模型外生化结果： 空间自回归模型外生化的期望形式空间自回归模型外生化的期望形式： 空间自回归模型外生化的解释空间自回归模型外生化的解释：因变量的观测值取决于均值均值、空间权空间权 重矩阵重矩阵和高阶近邻阶数高阶近邻阶数、空间依赖关系的标量参数空间依赖关系的标量参数以及随机干扰项随机干扰项。 2233 1 + + 1- n yWWW 2233 1 ( 1 ( )+E( )+( )+( )+) 1- ( )+ 1- nn E yWEW EEW Ey