基于多尺度地理加权回归模型的城市住宅价格影响因素空间异质性——以桂林市主城区为例

基于桂林市2022年10月二手房价格数据,结合多尺度地理加权回归(multi-scale geographically weighted regression,MGWR)模型,分析不同尺度下城市住宅价格影响因素的空间异质性。结果表明:(1)桂林市住宅价格呈显著空间自相关,局部空间自相关结果表明,桂林市住宅价格空间呈显著的集聚分布,以“高-高”和“低-低”集聚为主,“高-低”和“低-高”集聚范围较小;(2)相较于普通最小二乘法(ordinary least squares,OLS)和地理加权回归(geographically weighted regression,GWR)模型,MGWR模型的R2更高,能更准确地测度变量对住宅价格的影响程度和空间差异性;(3)住宅房龄、教育医疗和商务设施为全局变量,绿化率、公共交通设施、铁路设施配套、生活配套和旅游景点的空间异质性处于中等水平,对外交通设施的空间异质性较大,在局部范围内对住宅价格有显著影响且差异明显;(4)住宅房龄、生活配套和旅游景点对住宅价格具有负向影响,教育医疗和商务配套对住宅价格具有正向影响,其余变量在不同空间区位上对住宅价格表现出抑制或增值作用。

基于多尺度地理加权回归模型的中西太平洋围网鲣渔获率环境影响机制研究

鲣(Katsuwonus pelamis)是中西太平洋金枪鱼围网捕捞的重要资源,其资源分布受环境影响明显。为探索环境对鲣渔获率影响的空间异质性特征,利用中西太平洋渔业委员会(Western and Central Pacific Fisheries Commission,WCPFC)所公布的2005—2019年中西太平洋金枪鱼围网综合的1°×1°渔业及海洋环境数据,对标准化后的环境因子及渔获率选用多尺度地理加权回归(Multi-scale Geographically Weighted Regression,MGWR)方法进行研究。结果表明:1)与传统广义加性模型(Generalized Additive Model,GAM)相比,考虑环境影响空间异质性问题的地理加权回归模型(Geographically Weighted Regression,GWR)和MGWR拟合优度(R^(2))有明显提升,校正后拟合优度(Adjusted R^(2))分别为0.273、0.846和0.871,且拟合结果的空间分布形态更符合真实情况。2)各环境因子对鲣资源分布存在显著的空间非平稳性影响。各海洋环境因子对鲣渔获率分布影响的空间异质性程度(各环境变量变异系数大小)依次为水下55 m东西向海流速度(Sea water X velocity at 55 m depth,U55)>海表面温度(Sea surface temperature,SST)>净初级生产力(Net primary productivity,NPP)>100 m盐度(Sea water salinity at 100 m depth,S100)>55 m南北向海流速度(Sea water Y velocity at 55 m depth,V55)。3)各环境因子的影响存在明显尺度效应差异,NPP的作用尺度为44,其次为S100和U55(均为48),SST的为54,V55为全局尺度。4)总体上,S100、NPP、SST、V55和U55对鲣渔获率正向影响比例依次为73.5%、64.8%、66.8%、80.8%和32.3%;其中S100、NPP和SST对鲣渔获率空间分布的影响相似,具体表现为东西向差异,170°E以西主要为正向影响,170°E以东为负向影响;U55为负向影响为主的因子。

路网形态与住宅价格的多尺度空间关系研究——基于空间网络分析与多尺度地理加权回归模型

针对以往住宅价格影响因素分析中忽略城市路网形态参数的问题,该文基于空间网络分析,将不同搜索半径下道路接近度与穿行度纳入住宅价格特征变量,构建空间计量模型,探究成都市路网形态对住宅价格的驱动效应。结果表明:1)相比享乐回归模型和地理加权回归模型,多尺度地理加权回归模型揭示了不同变量的空间影响尺度,更适用于探究成都市路网形态对住宅价格的影响;2)路网的局部接近度、局部穿行度核心位于二环内,全局接近度核心主要分布在四环内,全局穿行度核心主要分布在交通干道上;3)不同搜索半径下对住宅价格具有显著驱动效应的接近度均为全局尺度变量,该效应在空间上相对平稳,而穿行度作为局部变量,其在空间上的影响尺度随搜索半径的变化而存在差异,具有一定的空间异质性,其中,路网接近度对住宅价格产生正向影响,其系数空间格局呈跨尺度相似特征,而穿行度产生负向影响,其系数空间格局呈跨尺度变异特征;4)各搜索半径下路网形态变量的差异可在一定程度上改变消费者对其他影响因素的偏好程度。

旅游发展对城乡收入差距影响的空间异质性——基于多尺度地理加权回归模型(MGWR)

基于2018年全国地级市数据,运用多尺度地理加权回归模型(MGWR)分析旅游发展对城乡收入差距影响的空间异质性及其尺度规律。结果表明,旅游发展对城乡收入差距的影响以扩大作用为主,且影响效果体现出空间异质性规律:在华南和西南地区,旅游发展对城乡收入差距具有较为明显的扩大作用;在中部和西北地区,旅游发展对城乡收入差距具有扩大作用,但影响程度较弱;在华东、华北和东北地区,旅游发展对城乡收入差距的影响程度最弱,在沿海区域表现为缩减作用,内陆区域表现为扩大作用。因此,未来应当持续推进乡村振兴战略,促进乡村旅游发展;大力发展全域旅游,促进城乡旅游全面协同发展;旅游发展规划兼顾区域均衡发展和城乡均衡发展的双重目标。

基于多尺度地理加权回归模型的邯郸市商业街区活力测度及影响因素研究

探析商业街区活力分布特征及影响因素对城市活力的提升具有重要意义。以邯郸市和平路商业街区为例,基于网络开放多元数据及空间句法分析数据构建活力评价指标体系,通过多尺度地理加权回归模型对各要素与街区活力进行相关性影响分析,进而探究建成环境指标对商业街区活力的影响趋势。研究表明:基于自然出行的街区空间整合度对于节假日期间的商业街区活力没有显著影响;商业街区中的购物数量对于街区活力的影响极其显著,且存在较强的空间异质性,其空间尺度接近于街道尺度;按照各变量系数绝对值判断其影响力由大到小依次为购物点数量、全局穿行度、区位、餐饮点数量、功能混合度。通过分析各因素影响程度,为商业街区的前期设计与后期管理实践提供借鉴与参考。

数字经济的空间分异与尺度分析——基于多尺度地理加权回归模型

数字经济已逐渐成为中国经济发展的新动能。本文以279个地级市数据为研究样本,采用多尺度地理加权回归模型(MGWR)分析数字经济在地级市尺度上的空间分布及其空间作用。结果表明,数字经济是一个局部变量,在空间上呈现出空间异质性,随着时间的推进,其空间作用尺度不断扩大,逐渐向全局变量转变,且数字经济在中部和东北地区对经济的促进作用明显较强;调节效应检验证明,由于京津冀、长三角和珠三角地区的互联网基础设施完备,数字经济成为促进经济发展的全局变量,不再具有空间异质性。因此,通过加快互联网基础设施建设,能有效发挥数字经济对经济发展的促进作用。

基于多尺度地理加权回归模型的中国城市网络外部性的空间异质性比较研究

本文以全国A股上市公司及其分支机构数据构建的城市经济网络和以合著论文数据构建的城市知识网络为基础,借助多尺度地理加权模型与社会网络分析等方法,对全国240个地级及以上城市嵌入上述两类网络后在经济增长方面所受影响的空间异质性进行实证研究和比较。结果表明:(1)嵌入不同类型城市网络后对城市经济增长存在不同的促进作用和空间溢出差异。相比于嵌入城市经济网络,嵌入城市知识网络对于城市经济增长的促进作用更强;嵌入城市经济网络对于城市经济增长具有正向促进或负向抑制两种差异化影响且呈现出小尺度溢出特征,嵌入城市知识网络对于城市经济增长具有正向促进作用且呈现大尺度溢出特征。(2)不同规模城市嵌入两类城市网络后在经济增长方面所获得的收益存在较大差异。特大超大城市嵌入城市经济网络后有较大概率获得较高的经济收益,大城市和小城市分别在嵌入城市知识网络和城市经济网络后有较大概率获得高经济收益,中等城市嵌入两类城市网络后在获得高经济收益方面均无明显优势。(3)不同区域城市在嵌入两类城市网络后获得的经济收益呈现出总体上的区域性差异特征和局部地区的地理临近相似特征。东部沿海和西北地区城市从城市经济网络中获得的经济收益最高,与这些城市相临近的中西部地区城市获得的经济收益次之,内陆其他中西部地区城市获得的经济收益最低。城市嵌入城市知识网络后获得的经济收益呈现明显的由北向南梯度递减特征。

基于时空地理加权回归模型的区域经济发展收敛性研究

传统的区域经济发展收敛性研究方法往往忽略空间和时间因素对区域经济发展收敛性的影响,导致分析结果存在偏差,使得区域经济发展收敛半衰期与实际差距过大。因此,应开展基于时空地理加权回归模型的区域经济发展收敛性研究。首先,选取区域经济发展变量,对选取的变量利用时空地理加权回归模型进行处理,然后,建立经济发展收敛函数,计量区域经济发展收敛性。实验结果显示:与区域经济发展收敛性回归分析方法和区域经济发展收敛性空间计量经济学研究方法相比,基于时空地理加权回归模型的区域经济发展收敛性研究方法对区域经济发展的收敛半衰期计量结果更准确,与实际的40年一致,具有更好的应用价值。

基于地理加权回归的吉林省微波土壤水分降尺度研究

微波遥感是土壤水分监测的重要手段,但微波遥感土壤水分产品的空间分辨率较低,难以满足区域尺度的应用需求。使用地理加权回归模型,以1 km MODIS产品的遥感地表温度(LST)和归一化植被指数(NDVI)作为辅助数据,将空间分辨率为9 km的SMAP被动微波土壤水分数据降尺度为1 km,利用吉林省地面实测土壤水分数据,对降尺度后的SMAP数据进行了精度验证。结果表明,该降尺度方法在吉林省适用性较好,降尺度结果与SMAP数据在空间分布上保持了较高的一致性,小幅度提高了SMAP数据的精度,显著提高了SMAP数据的空间细节和纹理特征。

多尺度地理加权回归模型支持下的汾河流域生态系统服务关系演化机理研究

生态系统服务权衡协同关系是掌握区域生态演化机理的重要指标。大量研究以行政区作为整体,对区域内的生态系统服务权衡协同关系进行描述,但是有关区域内生态系统服务空间异质性及多种生态系统服务间影响差异性的研究尚缺乏。本文以汾河流域作为研究区,基于1986年、1995年、2005年、2015年4期影像解译得到的土地利用分类结果,以及统计和生态数据,利用多尺度地理加权回归模型(MGWR)对生态系统服务权衡协同关系进行分析,并通过与土地利用数据相结合,定量分析土地转移对生态系统服务权衡协同关系的影响,探究生态系统服务的演化机理。研究表明:多尺度地理加权回归模型能解决生态系统服务权衡协同关系存在的空间异质性,从而准确揭示多种生态系统服务之间的内在关系;利用多尺度地理加权回归模型获得最佳生态系统服务组合的方式能有效降低数据冗余,提高工作效率;土地利用类型的变化是生态系统服务权衡协同关系演化的主要驱动因素;流域内植被退化会使粮食生产和产水量之间的权衡关系下降,使生物多样性和产水量等其他生态服务之间的协同关系下降;1986年—2015年间流域内单项生态系统服务间以协同关系为主导,且水源涵养与产水量间的协同关系最显著,平均协同率为75.6%。研究结果可为汾河流域土地利用优化和生态系统服务改善提供参考。

空间多观测样本的地理加权回归模型

地理加权回归(GWR)以及GWR改进模型无法处理空间点上多个观测样本的情况,本文对GWR进行了拓展,构建了一种可以处理多观测样本的地理加权回归模型(MRGWR)。MRGWR在估计回归系数时,充分利用了回归关系在邻近点上具有相似性的特点,对邻近空间点的观测样本施加不同权重。通过数值实验评估了MRGWR的估计性能,并与普通最小二乘回归和GWR模型进行了比较。采用MRGWR模型探究了物理海洋学中海洋中尺度涡旋热反馈问题,揭示了北太平洋中尺度海面净热通量异常对中尺度海面温度(SST)异常的响应关系。研究结果表明,中尺度海面净热通量异常对中尺度SST异常的响应关系存在显著的季节和空间变化。

基于地理加权回归模型的凉水自然保护区红松空间分布分析

依据凉水国家级自然保护区的671块随机样地的标准地调查数据及landsat9遥感影像,分别建立以最小二乘为基础的泊松回归(Poisson)模型、逻辑斯蒂回归(Logistic)模型和高斯回归(Gaussian)模型3种全局模型,以及以地理加权回归模型(GWR)为基础的地理加权泊松(GWPR)模型、地理加权逻辑斯蒂(GWLR)模型和地理加权高斯(GWGR)模型3种局部模型来预测凉水国家级自然保护区的天然红松分布情况。结果显示,对该地区天然红松分布影响最为显著的因子为坡度和海拔;通过对比全局模型和GWR模型的残差空间相关性发现,GWR模型能够产生更为理想的模型残差,模型残差的空间相关性明显小于全局模型,因此,可以使用GWR模型来解决样地间存在的空间异质性问题,有利于提高红松分布的预测精度;全局模型和GWR模型均有不错的拟合效果,但GWR模型的各个评价指标要优于全局模型,拟合结果更好;天然红松在凉水国家级自然保护区的北部分布最多,在中间条状带区域分布最少。研究结果可为大区域森林经营中的天然红松分布估测提供理论依据。

时空可达性视角下公共服务设施对住宅价格的影响——基于多尺度地理加权回归(MGWR)的研究

城市住宅价格由多种因素共同作用决定。住宅的建筑特性能够决定其基本价值,但不同的区位条件也会使住宅价格产生差异。区位差异带来的交通、教育、医疗、休闲娱乐等服务的不同,会影响居住便利性,从而影响住宅价格。因此,研究到达公共服务设施的便利程度对住宅价格的影响,能够揭示住宅价格波动的内在规律,为城市规划和政策制定提供依据。文章研究了南京市6个老城区和2个新城区住宅价格的空间分异特征及其影响因素。通过收集2024年1月各小区的平均住宅价格,运用克里金插值法分析住宅价格的空间特征,再用网络分析法计算住宅到各类公共服务设施的最短时间,将住宅属性和通行时间成本纳入MGWR模型来探究公共服务设施可达性对房价空间分布的影响。研究结果表明:(1)南京市住宅价格由市中心向郊区递减,呈现圈层状分布,峰值出现在鼓楼区、玄武区和建邺区;(2)住宅容积率、小区绿化率、到达最近公园、公交车站、购物中心、火车站和三级甲等医院的时间对住宅价格有显著影响;(3)相同因素在不同城市空间对住宅价格的影响存在差异。

异方差混合地理加权回归模型的正交投影估计

文章针对误差项存在空间异方差的混合地理加权回归模型,提出了一种新的估计方法。该方法将正交投影、局部线性估计和广义最小二乘估计的思想相结合,能够单独对模型中的常数系数、系数函数和方差函数进行估计。通过数值模拟对所提方法的性能进行验证。模拟结果表明,所提方法比现有的再加权估计方法更具优势。最后,基于城镇居民文化消费水平及其影响因素的实证分析验证了所提方法的实用性。

武汉市主城区建成环境对街道活力影响的时空特征----基于多尺度地理加权回归

探究建成环境对街道活力的影响效应是城市公共空间品质提升的关键。文章以武汉市主城区为例,首先基于人口热力数据测度多时段街道活力,其次利用街景数据、POI数据及OSM路网数据构建基于宏观街区构成和微观街道特质的多维度建成环境指标体系,最后引入多尺度地理加权回归模型探讨不同建成环境对街道活力影响的时空差异。结果表明:(1)时间上,武汉市主城区内中高活力街道在9:00-18:00间整体占比最多。空间上,街道活力在各时段整体呈“东核西带、多点聚集”分布。(2)基于宏观街区构成的二维建成环境对街道活力的影响整体较微观三维街道建成环境更为明显。(3)各建成环境要素对街道活力影响的时空异质性显著。距娱乐休闲设施最近距离和围合度对街道活力的影响整体具有稳健的时空变化特征,接近度、功能混合度、功能设施密度和天空开敞度次之,距综合商场最近距离、街道高宽比和交通安全设施占比则表现了明显的时空局部显著效应。

基于多尺度地理加权回归模型的城市建成环境对共享单车空间分布影响研究

近年来共享单车逐渐融入人们的出行模式,在解决短距离出行需求的同时,也成为了普通大众参与实现“碳中和”的重要途径之一。尽管学界对共享单车的时空特征进行了深入的探索,但关于城市建成环境对共享单车空间分布影响的实证研究方法仍以全局回归或地理加权回归为主,在对影响因素空间作用尺度上的研究仍存在明显不足。本文划定北京市六环内方形区域为研究范围,基于2019年5月7日摩拜单车数据,引入学界较为前沿的多尺度地理加权回归模型对城市建成环境中影响共享单车使用的因素进行识别。结果表明:①验证了多尺度地理加权回归模型在单车出行数据中的解释力,模型拟合优度高于经典地理加权回归模型。②各变量间空间作用尺度存在一定分异。其中,区位、公司企业与公共设施尺度较小,存在较大的空间异质性;距公交车站距离、休闲娱乐和土地利用混合度尺度接近全局,影响程度在空间上变化平缓。③在本案例中,距公交车站距离、公司企业、公共设施、休闲娱乐、土地利用混合度为影响共享单车空间分布的关键要素。其中,区位、土地利用混合度和公司企业等要素对共享单车空间分布影响最为显著,对上述要素进行空间规划或治理时,需留意其对单车分布量的边际效应,合理预留停车空间,改善单车出行环境,高效响应出行需求。

基于多尺度地理加权回归的中国高学历人才空间格局及影响因素研究

高学历人才作为重要的生产要素,无疑是推动科技创新的核心动力。本文基于2010年第六次全国人口普查数据、2015年全国人口抽样调查数据、2020年第七次全国人口普查等国家统计局官网数据,利用集聚度等指标刻画中国高学历人才空间分布特征与发展态势,利用Dagum基尼系数研究中国七大区域间及区域内人才分布的不均衡程度,并利用Moran指数衡量人才空间分布的自相关性;之后对比最小二乘回归(OLS)、地理加权回归(GWR)、多尺度地理加权回归(MGWR)模型,选取拟合结果较好的MGWR模型识别影响人才空间分布的主要因素,进而得出相关结论:我国高学历人才呈现高度集中的空间分布格局,存在区域化差异与空间相关关系,但不均衡趋势有所缓解;经济机会为影响人才分布的主导力量,社会、文化等公共服务舒适性为中西部地区发展提供机遇。最后结合相关结论为城市优化人才政策提供建议,推动全国范围内人才资源的合理配置。

利用随机森林和地理加权回归的黄河源GIMMS_(3g)NDVI降尺度方法

针对现有AVHRR、SPOTVGT、MODIS产品难以构建长时序、高时空分辨率NDVI数据集的问题,提出了利用随机森林和地理加权回归模型对GIMMS_(3g) NDVI进行降尺度的方法。基于“关系尺度不变”假设,从不同空间分辨率和数据源角度将其空间分辨率从8 km提高至250 m,并利用MODIS数据进行精度评价。结果表明:降尺度数据的空间分辨率有较大提升,能真实反映源区内NDVI空间分布特征;降尺度数据与MODIS数据具有较好的一致性,除500 m分辨率下的RF降尺度外,其他降尺度结果的绝对误差≤0.1的比例达到70%;东南部高植被覆盖区的降尺度效果要优于西北部;RF模型在体现局部细节纹理特征方面更具优势;解释变量的不同组合会影响降尺度的精度;降尺度模型尺度的改变对RF模型降尺度结果影响较大。

基于多尺度地理加权回归的建成环境对通风潜力的影响研究——以武汉市主城区为例

大都市常通过优化建成环境来改善城市通风潜力,以缓解城市热岛效应并提高区域环境质量.基于风洞试验等方法模拟城市通风潜力缺乏对大尺度的连续监测,传统回归方法忽视了建成环境影响的空间非平稳性和尺度效应.本文应用电路理论识别武汉主城区通风潜力,基于3Ds(密度、多样性和设计)指标体系描述建成环境,并详细对比了普通最小二乘法(OLS)、地理加权回归(GWR)和多尺度地理加权回归(MGWR)模型的结果.研究证实使用考虑空间异质性的局部模型是必要的.MGWR放宽了GWR模型的固定带宽假设,进一步考虑了建成环境因子影响的尺度效应,有效避免了过拟合和异常符号反转.相关研究应考虑驱动机制的空间异质性和尺度效应.

基于空间自回归和地理加权回归模型的不同尺度下土地利用程度研究

以谷城县2009年土地利用现状为研究对象,在分析不同尺度土地利用程度及其驱动因子空间自相关的基础上,分别从全局和局部的角度考虑,建立空间自回归模型和地理加权回归模型。结果表明:该区土地利用程度及其驱动因子都存在一定的空间自相关性,并且具有尺度效应;空间自回归模型可以对各因子进行全局的参数估计,而地理加权回归模型可以给出局部模型的拟合度及驱动因子的参数估计,同时不同尺度地理加权回归模型对地理信息反映详略有一定的影响。