回归空间本源:城市更新背景下城市设计本科教学要点探索

当前,中国的城市建设进入城市更新时期,城市设计的作用越发明显,城市设计教学工作也随之受到更多关注。本文立足于城市设计本科教学工作,讨论城市更新背景下城市设计教学的核心应以基础教育为根本,认知空间价值、探寻空间逻辑、建构空间精神。以此为基础,本文将城市设计本科阶段的教学过程分解为设计基础研究阶段、设计方案生成阶段及方案深度优化阶段,并探讨了每个阶段的教学重点与难点。

空间自回归模型下不完整大数据缺失值插补算法

针对不完整大数据因其自身结构具有不规则性,导致在进行缺失值插补时计算量大、插补精度低的问题,提出空间自回归模型下不完整大数据缺失值插补算法。利用迁移学习算法在动态权重下过滤出原始数据中冗余数据,区分异常和正常数据,提取残缺数据,采用最小二乘回归对残缺数据实施修补。将缺失值插补分为3种类型,分别为一阶空间自回归模型插补、空间自回归模型插补和多重插补法。根据实际情况将修补后数据插补到合适的位置,实现不完整大数据缺失值插补。实验结果表明,所提方法具有良好的缺失值插补能力。

部分线性变系数空间自回归模型的惩罚轮廓拟最大似然方法

主要研究了部分线性变系数空间自回归模型的变量选择问题。结合拟最大似然方法、局部线性光滑方法以及一类非凸罚函数,提出了一个变量选择方法用于同时选择该模型的参数部分中重要解释变量和估计相应的非零参数。大量模拟研究表明,所提出的变量选择方法具有满意的有限样本性质,并且关于空间权矩阵的稀疏度、空间相关强度、系数函数的复杂度以及误差分布的非正态性非常稳健。特别地,当样本容量较大且罚函数选择合适时,即使解释变量的相关性较强或者模型中含有较多不重要解释变量,所提出的变量选择方法仍然具有比较满意的有限样本性质。通过分析波士顿房屋价格数据考察了所提出的变量选择方法的实际应用效果。

空间断点回归交互效应模型设定方法及其应用

空间断点回归实现因果关系统计推断的实验场景决定了交互效应是其固有特征。已有交互效应模型设定方法未充分考虑变量间的空间关系,使其应用局限于微观领域。文章在空间断点回归分析框架下,提出了模型化交互效应的更一般化方法,将其应用推广至区际差异分析等宏观领域,充分讨论了能够识别交互效应的主要统计假设、模型设定方法和统计推断方法,以及忽略交互效应产生的影响。基于此方法,对重庆市升级为直辖市的经济效应进行实验设计、统计推断和评价。实证分析表明,当恰当利用交互效应模型进行统计推断时,处理效应和交互效应估计值均显著为正,处理效应t检验显著性更强,且其估计值在一定空间范围内显著大于普通空间断点回归模型的估计值,该结论基本稳健。

基于空间逻辑回归模型的滑坡易发性评价

滑坡是山地丘陵地区发生最频繁、危害性最强的地质灾害之一。进行滑坡易发性评价对于人们进行土地灾害评估和减轻滑坡相关损失是十分必要的。在过去的几十年里,已经开发了许多种模型用于滑坡评估和易发性分级,但这些模型大多数并未考虑数据的空间结构信息,预测精度还有待提高。研究使用随机森林模型筛选风险因子后对四川雅安芦山地区震后滑坡使用贝叶斯空间逻辑回归进行建模,并与普通未考虑空间结构信息的逻辑回归建模结果进行比较。贝叶斯空间逻辑回归的AUC值为0.931,在传统逻辑回归的基础上提升了近14%,为滑坡易发性评价带来了新的思路。

部分线性空间自回归模型的惩罚最小二乘方法

部分线性空间自回归模型因具有参数空间自回归模型的解释能力和非参数空间自回归模型的灵活性而成为一类备受关注的半参数空间自回归模型。主要研究部分线性空间自回归模型的变量选择问题,基于轮廓拟最大似然方法和一类非凸罚函数,提出了一类惩罚最小二乘方法同时选择该模型的参数部分中重要解释变量和估计相应的非零回归系数。在适当的正则条件下,推导了回归系数的惩罚估计的收敛速度,并证明了所提出的变量选择方法具有Oracle性质。模拟研究和实际数据分析均表明所提出的变量选择方法具有满意的有限样本性质。

基于夜间灯光数据和空间回归模型的人口格网化方法研究

为了提高地区常住人口回归结果的精度,表现地区及城市内部乡镇、街道以及更小尺度上人口分布特征,以里下河地区为研究区域,以NPP-VIIRS模拟的2020年DMSP-OLS夜间灯光数据为基础,结合土地利用/覆被数据、乡镇和街道常住人口统计数据,采用空间回归模型对各市县常住人口进行建模,并进行精度校验和结果修正,最终得到一种精度较高的人口格网化方法。结果表明:1)里下河地区夜间灯光强度累计值与人口统计数据间相关性为0.8747(P<0.01),相关系数高;选择相关系数最高的二次项式函数作为最优模型,空间回归模型模拟效果较好;2)基于精度检验后各空间单元残差值大小不同,采用分段函数对人口格网化结果进行校正,所绘人口分布图能更加详细、准确地刻画人口的真实分布情况;3)在人口数量和密度都较小的乡镇和农村,将NPP-VIIRS数据模拟为DMSP-OLS夜间灯光数据比直接采用NPP-VIIRS数据做人口空间回归误差更小。

长白山地区乡村聚落空间格局及影响因素

[目的]探究长白山地区乡村聚落空间分布特征和影响因素,理解近代大量移民背景下中高纬度山区乡村居民点空间格局的形成过程和机制。[方法]综合运用核密度分析、空间自相关分析、空间回归分析和地理探测器等方法,解析长白山地区乡村聚落的空间格局并揭示其影响因素。[结果]长白山地区的乡村聚落呈现出明显的集聚分布特征,存在东北和西南两个聚集区域;各类空间回归方法中,空间杜宾误差模型的拟合效果最佳,结果表明耕地资源和高程是影响长白山地区乡村聚落格局最重要的因素,且对于邻域居民点的布局存在“推拉”效应,潜在未知变量(如土壤质量、文化因素等)也是导致乡村聚落表现出空间自相关的因素;地理探测器分析的结果进一步证实了耕地资源和高程的重要性,同时也表明与县级以上城市、建制镇、主要交通线、主要河流的距离等区位因素以及地形坡度同样对乡村聚落分布有显著影响,且彼此间均呈现出交互增强的特点。[结论]主要由移民形成的中高纬度山区乡村聚落的空间格局是多因素综合作用的结果,其中耕地资源和高程的影响更为显著;空间回归杜宾(误差)模型能够同时探测自变量和因变量的空间自相关问题,在乡村聚落空间格局的研究中具有一定的适用性。

基于惩罚最小绝对偏差的部分线性空间自回归模型的稳健变量选择

结合B样条逼近以及工具变量调整技术,并利用惩罚最小绝对偏差方法,对部分线性空间自回归模型提出了一种稳健变量选择方法.理论上证明了所提出的变量选择方法可以相合地识别出模型中的重要协变量和不重要协变量,并给出了所得正则估计的收敛速度.所提出的变量选择过程对模型中的参数分量和非参数分量的估计可以一步同时完成,避免了非参数分量的估计对参数分量变量选择的影响,因此具有较好的稳健性和有效性.

地方政府债务与区域协调发展研究--基于半参数空间面板向量自回归模型的分析

地方政府债务在区域经济发展中扮演着重要角色,探讨地方政府债务的时空分布是否均衡、时空经济效应是否存在区域异质性,不仅有利于加强地方政府债务管理,也切合我国当下新型城镇化和区域协调的政策背景与发展方向。本文从地方政府债券发行实际出发,建立半参数空间面板向量自回归模型,分析增量和存量地方政府债务在时间和空间上的经济效应,并根据举债冲击的时空传导效应,讨论地方政府债务在区域协调发展中的作用。研究发现:地方政府债务时空分布和举债冲击在新增地方政府债务、基础设施存量和人民生活福利水平之间的时空传导效应的共同作用下,区域经济未能实现彼此协同促进、共同发展,区域经济协调发展任重而道远。在此基础上,本文提出改革地方政府债券发行额度分配制度、支持国家重点区域发展战略、关注区域债务风险等政策建议,以促进区域经济协调、可持续和高质量发展。

空间断点回归分析框架及其应用

空间断点回归方法是将通过实验研究经济学的方法向地理空间推广,是利用地理信息实现因果关系推断的前沿方法。文章在反事实潜在结果的理论基础上,重点梳理了基于地理空间不同实验场景下,能够识别因果效应的重要假设及相应模型的设定方法和估计方法,构建了空间断点回归方法的基本分析框架,已有相关文献都可归结为此框架下的应用。重点讨论了如何将不同地理信息应用于识别假设和模型设定,并分析了不同地理信息使用方法和使用效果的区别与联系。基于此框架,对重庆市升级为直辖市的经济效应进行实验设计、统计推断和评价。

贝叶斯空间同质回归模型

对于高维空间回归问题,本文提出了一种有效的稀疏贝叶斯模型.通过引入分层高斯马尔可夫随机场先验,模型可以获取稀疏的空间变化参数,同时对于相邻的空间区域也可以获取同质的参数.相较于传统的采样方法,本文采用一种快速收敛的变分EM算法进行后验推断.对于M步,最优化问题可以通过简单的变形转化为经典的自适应lasso问题进行快速求解.通过数值模拟可以发现模型在参数估计和变量选择问题上取得较好的效果.最后模型用来分析欧洲社会人口学因素对各国新冠死亡率的影响.

混合地理加权空间自回归模型的Profile GMM估计

为了更好地同时考虑空间自相关性和空间异质性,本文研究一类空间自回归混合地理加权回归模型.基于Profile方法和广义矩(GMM)方法,构造了模型中未知空间自回归参数,常数回归系数和系数函数的两类Profile GMM估计.数值模拟结果表明所提出的估计在有限样本中表现良好.

函数型部分线性单指标空间自回归模型

该文提出了函数型部分线性单指标空间自回归模型,该模型综合并拓展了函数型单指标模型和空间自回归模型.基于拟极大似然估计(QMLE)和局部线性方法,构造了一个四阶段估计器来估计参数和非参数分量,并由假设条件给出了参数和非参数分量估计的渐近性质.在此基础上,通过Monte Carlo模拟研究了估计器的有限样本性能,最后对加拿大气象数据的年总降雨量和日均气温曲线建立了函数型单指标空间自回归模型,研究发现年总降雨量存在负向空间自相关性,日均气温与年总降雨量正相关.

带固定效应空间自回归面板模型的参数估计及检验

研究带固定效应空间自回归面板模型的拟极大似然估计和检验问题.首先通过矩阵变换消除模型中的固定效应项,给出参数的拟极大似然估计,并且建立参数估计的渐近性质.此外,还基于矩阵变换,针对空间自回归系数λ构造LM检验统计量来检验是否显著不为0,推导出该统计量在零假设下的渐近分布.最后通过模拟研究结果证实参数估计及LM检验的有限样本性质,展示提出的估计和检验方法是可行有效的.

基于零膨胀负二项空间滞后回归模型的新疆手足口病气象因素分析

目的研究2018年新疆手足口病的时空变化趋势,分析气象因子对疾病的影响程度,为新疆手足口病的科学防控提供理论依据。方法对新疆100个县域2018年各季度的手足口病进行描述性分析;使用本文提出的零膨胀负二项空间滞后回归模型识别气象因子的影响程度,并与负二项回归模型、零膨胀负二项回归模型的结果进行对比。结果零膨胀负二项空间滞后回归模型比普通零膨胀模型识别更多有统计学意义的气象因子,比传统计数模型拟合效果更优,还能评估空间效应对疾病的影响。2018年新疆手足口病主要集中在新疆北疆,夏季是高暴发期,秋冬季次之,春季发病最少。春季平均风速越快居民患病人数越少;夏季平均气温和平均相对湿度越高发病人数越多,秋季和冬季气象因子对发病的影响不显著。结论新疆手足口病的发病具有空间聚集性以及季节性特征,气象因子在不同时期对疾病的影响不同,建议加强夏秋两季新疆北疆高风险地区的疾病监测,做好易感区域消杀工作,控制传染源,切断手足口病传播途径。

让空间回归儿童:儿童友好理念的内涵及启示

个体成长离不开环境的影响,儿童对周围环境及世界的兴趣取决于获得的物理经验和感官体验。不论是在早期生命的开始时期,还是在以后生活中,浸润在友好的环境中对于个体成长以及培养其社会责任尤为重要。发展心理学研究表明,儿童感知和理解环境的方式与成人大相径庭,如果他们被允许以自己的方式进入环境,则会高强度地使用环境[1]。倘若儿童可以自由、自主、开放性地使用空间,可想而知该空间会深受儿童的喜爱,而此类空间对于儿童来说是友好的。如何界定游戏空间对儿童是否友好?教师如何创设适宜儿童发展的游戏空间?本文以城市对儿童生活空间产生的影响为切入点,从表象空间和关系空间来阐述儿童友好理念的内涵及启示。

基于空间自回归的地价指数模型

基于一类带外生变量的空间自回归模型研究了地价指数的建模和预测问题,并将其应用于浙江省自2018年以来土地拍卖的价格数据.实验的结果表明,所提的空间自回归模型对于浙江省的地价具有较好的拟合.此外通过应用自回归时间序列对地价指数进行动态预测,能够比较有效地反映了土地市场的变化趋势.

基于不同权重的土地利用空间自相关模型对比分析——以元谋县为例

[目的]研究不同空间权重矩阵对土地利用空间自相关模型的影响。[方法]以元谋县土地利用变量为基础,首先分析不同权重矩阵下土地利用类型及其驱动因子的空间自相关性,建立基于queen权重矩阵、rook权重矩阵和距离阈值权重矩阵的耕地时空格局演变的空间自回归模型,选取拟合优度、最大似然对数值、赤池信息准则、施瓦茨信息准则、影响因子数量和模型残差空间自相关性等参数作为模型评价指标,对比分析经典线性回归模型、空间滞后模型和空间误差模型的差异。[结果]2018年元谋县土地利用类型和土地利用驱动因子在不同空间权重矩阵下均呈现出较强的空间正相关关系。通过对比3种权重矩阵的经典线性回归模型、空间滞后模型和空间误差模型,发现在同一空间自相关模型中,基于距离阈值权重矩阵的空间自回归模型的拟合效果较好,基于同一个空间权重矩阵,空间误差模型的拟合效果较好。[结论]空间相关性与空间权重矩阵有关,基于距离阈值矩阵的空间误差模型的拟合度最高,解释能力最强,能更好表征云南高原山区的土地利用格局的空间演变。

固定效应部分线性单指标空间自回归面板模型的二次推断函数估计

从模型结构的特点着手,获得了一些不依赖于工具变量的矩条件.将这些矩条件与二次推断函数法(QIF)和最小二乘虚拟变量法(LSDV)结合,为模型构建了一种新的估计方法.该方法的优点是考虑了空间内生性的同时,还将个体内的相关结构包含其中.进一步,在一些正则条件下,研究了模型估计量的大样本性质,发现非参数估计量具有最优收敛速度,参数估计量渐近于正态分布.同时,采用Monte Carlo模拟评价了估计方法在有限样本下的表现,结果表明文中所述方法的表现符合大样本性质,且远远优于忽略相关性的估计方法.最后,将所述方法应用于实际数据分析中.