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。

成分数据的变系数地理加权空间滞后模型

针对已有模型无法刻画面类型空间依赖下成分数据的空间异质性,提出模型参数可变的成分数据空间自回归模型。通过假定空间滞后参数、成分型系数、数值型系数为位置坐标的函数,允许空间效应和变量关系在全局空间上非均匀分布。基于等距对数比(ilr)变换、工具变量法和局部线性地理加权法,对模型参数进行估计。数值模拟实验表明:所提出模型的表现优于已有的成分数据空间自回归模型,并且参数估计量是有效的。基于一组实际数据,说明所提模型的实用性。

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。

空间滞后–混合地理加权回归模型中的数据分区及参数估计

空间滞后模型和地理加权回归模型均为经典的地统计学模型,分别用于处理带有空间自相关性或异质性的数据,但是在处理同时带有空间自相关性和异质性的数据时拟合效果较差。为了同时考虑数据的自相关性和异质性,提升模型的拟合效果,本文在空间滞后模型和地理加权回归模型的基础上做出改进。首先针对空间数据的异质性,使用改进的k均值聚类方法对空间数据进行分区处理。其次,在分区内部引入空间的自相关性,给出空间滞后–混合地理加权回归模型,并提出了基于莫兰指数与权重矩阵的关系进行估计的莫兰指数优化法。通过在真实数据集上的实验研究,证明了本文方法相比传统方法具有更好的拟合效果。

黄河流域区域经济差异影响因素的空间异质性--基于MGWR模型的实证研究

利用变异系数、基尼系数、GIS空间分析等方法,剖析黄河流域区域经济差异的时空演化格局,并运用多尺度地理加权回归模型(MGWR)对其影响因素的空间异质性进行分析。结果表明:(1)2002—2020年黄河流域不同尺度区域经济绝对与相对差异均较为明显,区域经济差异从大到小依次为地级市、省级、城市群、上中下游。(2)2002—2020年黄河流域区域经济发展水平呈波动上升趋势,呈由东至西递减格局,且尺度越小区域经济异质性越强。(3)各影响因素呈现显著的空间分异格局,对黄河流域区域经济差异的影响具有不同的空间模式和影响范围。其中城镇化、分权化、产业结构对黄河流域地级市经济发展的影响从东至西递减,区域投资水平对黄河流域上游城市经济发展的影响较大,海拔对流域内城市经济发展的负向影响由东至西递增。

基于协同克里格插值和地理加权回归模型的土壤属性空间预测比较

选取宜昌市红花套镇作为研究区域,研究土壤pH、有机质、有效磷、速效钾、碱解氮与土壤属性指标变量之间的关系,选择与预测变量之间具有较高相关性的变量作为辅助变量用以提高预测精度,本文试图将地理加权回归模型应用于土壤属性空间模拟中,以此与协同克里格插值的预测结果进行对照,从而比较它们的预测精度以提出更适合土壤属性预测的模型。结果表明:协同克里格插值和地理加权回归模型对土壤属性的空间模拟均有较高的预测精度,在辅助变量较多的情况下地理加权回归模型具有比协同克里格插值更为简单的算法,并且比较预测值相对误差的范围跨度和标准差以及均方根误差等方面,地理加权回归模型在土壤属性指标预测方面具有更高的预测精度,也具有更大的优势。

地理加权回归模型在传染病空间分析中的应用

目的探索地理加权回归模型(GWR)在四川省血吸虫病空间分析中的适用性,为传染病的防控提供方法学参考。方法以2001年四川省血吸虫病流行病调查数据为例,结合相关的社会经济学数据以及自然环境数据,采用GWR模型分析血吸虫病血检阳性率与社会经济学因素、自然环境的关系,并同经典的全局最小二乘法(OLS)进行比较。结果影响血吸虫病血检阳性率空间分布的变量有:人口密度、降雨量和归一化差异植被指数(NDVI)。比较两种模型的主要诊断指标,GWR模型的AIC、σ2、R2和校正R2全面优于OLS。结论 GWR模型较OLS能更加深刻地揭示传染病数据中的复杂空间关系,在传染病空间分析中具有一定的应用前景。

城市住房价格影响因素及其空间规律研究——基于地理加权回归模型的实证分析

针对普通最小二乘法(OLS)从空间全局角度分析的不足,运用地理加权回归模型(GWR)探索重庆市主城区各影响因素在不同空间位置对房价的作用机理。结果表明,GWR模型显著优于OLS模型,是定量研究各因素在不同空间位置对房价经济贡献价值的有效方法;交通设施、商业集聚中心、公共服务设施、自然环境是影响房价的重要因素,各影响因素与房价的关系随空间位置而发生正负向变化,影响程度有显著的空间差异,说明只有因地制宜的分析房价成因,才能优化城市房价的空间结构,引导城市有序扩展。

中国省域旅游业弹性系数的空间异质性估计——基于地理加权回归模型的实证

基于2001～2009年中国省域旅游业截面平均值数据,利用考虑空间异质性的地理加权回归(GWR)生产函数模型,首次对中国省域旅游业的资本和劳动力弹性系数进行局域变参数实证估计研究。全域和局域空间自相关分析显示,中国省域旅游业产出存在显著的空间自相关性,具有明显的局域集群趋势;不考虑和考虑空间自相关性的省域旅游业生产函数全域常参数估计结果显示,资本投入的弹性系数分别为0.6939和0.7824,劳动投入的弹性系数分别为0.4932和0.3163,要素投入处于规模报酬递增阶段;考虑空间异质性的GWR模型局域变参数估计结果显示,资本投入的弹性系数在0.6905～0.6958之间,劳动投入的弹性系数在0.4859～0.4989之间,各个省域的要素投入均处于规模报酬递增阶段。GWR模型能在纳入空间异质性的前提下有效地估计区域旅游业弹性系数,增强了区域旅游业发展政策含义的差异化指导意义。

中国货币政策区域异质性效应实证研究——基于空间地理加权回归模型的估计

运用空间地理加权回归模型的估计方法,对中国2001~2010年31个省域货币政策的执行效应进行了实证分析.通过货币政策测度变量M2的Moran指数值及散点图,直观地刻画出中国货币政策的执行效果在各省域上存在着空间自相关性和异质性.在回归模型中,纳入空间效应的GWR估计更优于传统的OLS估计.实证结果表明：经济增长、物价水平和固定资产投资在一定程度上对货币政策区域异质性效应的形成都有影响,并且物价水平是其最主要的影响因素,进一步强调在货币政策调控时应将稳定物价总水平放在更加突出的位置.

基于地理加权回归模型的县域经济发展的空间因素分析——以辽宁省县域为例

普通最小二乘法(OLS)只能是在全局或者平均意义上对参数进行估计,无法反映空间局部的变化,故其不能揭示空间依赖性;地理加权回归(GWR)可以在空间上对每个参数进行估计,更能反映经济变量之间的空间依赖性。文章使用地理加权回归(GWR)方法,以辽宁省27个县为例,研究县域经济的空间差异。通过研究发现,人均GDP与在岗职工人数占总人口的份额(UL)呈正相关,绝大部分县的工业化水平却与人均GDP呈负相关,其他的经济变量也反映出县域经济发展是有空间差异的,这也说明GWR比OLS更能反映经济变量的空间依赖性。

中国高技术产业创新效率影响因素的空间异质效应--基于地理加权回归模型的实证研究

首先借助超越对数生产函数形式的多产出随机前沿模型估算出2008 年～2013 年中国30个省域高技术产业创新效率，继而基于地理加权回归模型（GWR）研究了企业规模、市场结构、政府投入及研发支出结构对创新效率的影响。结果表明：中国30 个省域高技术产业创新效率存在空间正自相关性；企业规模、市场结构及研发支出结构对创新效率产生正向影响，而政府投入阻碍了高技术产业创新效率；各影响因素对高技术产业创新效率的影响均具有空间异质性特征，且随着时间的推移稳定存在。最后提出相关政策建议。

基于地理加权回归模型的福建传统村落可达性及影响因素

为探究传统村落在市域范围的可达性水平差异及影响因素,本研究以1027个国家级、省级传统村落为主要研究对象,采用GIS核密度分析法探究其空间分布格局,运用高德地图实时获取各个地级市驾车至传统村落的最短出行时间,通过地理加权回归模型测算出行时间与高程、坡度、路网密度等级、人口密度的相关程度及空间异质性。结果表明:(1)传统村落呈东北向西南的多核中心轴线分布;(2)可达性空间分布呈多核心散布的特征;(3)可达性水平影响因子在空间上存在异质性,即高程值对可达性的影响主要呈中部向北部与南部减弱的特点,坡度对可达性的影响主要呈四周低、中部偏北地区高的特点,人口密度对可达性的影响主要呈中部向西部阶梯式升高的特点,路网密度等级对可达性的影响由中部向四周降低。

基于GWR模型的山东省产业升级地理空间分布格局及影响因素分析

在新旧动能转化的大背景下,山东省逐步进入经济转型升级的新阶段,如何科学制定山东省产业优化升级战略是新旧动能转换的关键问题。选择山东省区县作为基本空间单元,以2008-2017年山东省社会经济数据为依据,采用探索性空间数据分析和地理加权回归分析等计量经济学方法,探讨山东省产业升级的地理空间分布格局及其影响因素。研究显示:从整体上看,山东省产业升级具有正的空间相关性,产业结构升级水平相似的地区在空间上是集聚分布的;消费水平、固定资产投资、出口贸易以及政府规模与产业升级具有空间正相关性,对产业升级有促进作用;不同区县的消费水平、固定资产投资、出口贸易和政府规模对产业升级的影响有差异。为推动山东省产业结构向更高质量发展,加快优化升级速度,应针对不同地区采取差异化发展策略。

中国省域服务业发展的空间异质性估计——基于地理加权回归模型的实证

选取2011年我国31个省市经济发展的相关数据,运用地理加权回归模型进行实证研究,通过对比分析揭示了经典OLS方法无法模拟省域间各种影响服务业发展因素的空间异质性问题,研究结果表明影响服务业发展的要素对不同省市服务业发展的影响作用有很大的差异。具体来说,城市化水平、人力资本、公共财政支出、当地的经济发展水平和对外开放程度对多数省(市)的服务业发展具有显著的促进作用,而第二产业发展状况和外商直接投资对服务业发展的影响效用不显著,并提出相应的政策建议。

基于分位数的混合地理加权回归模型的商品住宅价格空间分析——以哈尔滨市为例

首先,本文提出改进的GWR回归算法,将传统的GWR模型中的全局系数进行分位数回归计算,并对局部系数进行求解。选取哈尔滨市6个城区中1345个小区的二手房住宅价格的地理数据,从统计角度将本模型与传统的OLS和GWR模型进行比较,表明本算法可以深刻揭示商品住宅价格与影响因素之间的复杂关系,并在传统影响因素的基础上增加进户年份这一变量。其次,对商品住宅价格利用Arc Gis的地统计分析工具进行拟合,图示显示相邻区域的实际联系会形成虚拟空间的关联。研究表明,每增加或减少一个单位各要素点对住宅价格的影响大小依次为D(Distance)-公园、D-购物中心、D-地铁、D-河流、D-快速路、D-中学、D-三甲医院、D-高等学校、进户年份。

温湿度对我国中老年人风湿性疾病影响的性别差异——基于GWR模型的空间分析

目的从空间视角分析我国男女性中老年人风湿性疾病的流行现状及其与温湿度的关系,为风湿性疾病的综合防治提供参考。方法基于2018年中国健康与养老追踪调查中28个省45岁及以上中老年人风湿性疾病患病数据和中国统计年鉴中气候数据,通过全局莫兰指数分析男女性风湿性疾病的空间聚集性,LISA聚类图分析聚集类型。再与普通最小二乘法(OLS)比较,探索地理加权回归模型(GWR)在温湿度对我国中老年人风湿性疾病影响的性别差异分析中的适用性。结果共纳入18686(男8946人,女9740人)名中老年人,各省女性年龄标化患病率(13.97%~58.42%)均高于男性(6.48%~43.48%)。省域尺度的男女性年龄标化患病率、平均温度和平均相对湿度的全局莫兰指数分别为:0.567(P=0.001)、0.522(P=0.001)、0.518(P=0.001)和0.715(P=0.001)。男性年龄标化患病率的聚集模式有高-高、低-低和高-低,女性有高-高、低-低和低-高。GWR结果显示,省域尺度的R2(男0.64~0.77,女0.64~0.79)均大于OLS模型(男0.39,女0.33),标准化偏回归系数[平均温度(男-0.89~-0.77,女-1.33~-1.02),平均相对湿度(男0.33~0.50,女0.47~0.76)]绝对值均呈现由东部到西部递增趋势。结论我国男女性中老年人年龄标化风湿性疾病患病率存在空间聚集性和异质性,GWR模型更好地揭示了温湿度对女性风湿性疾病的影响大于男性,且这种影响在空间上均呈现由东部向西部递增的趋势。生活在寒冷、潮湿地区的中老年人尤其是女性,应采取预防风湿性疾病的措施。

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。

我国城镇居民消费与收入关系分析——基于地理加权回归模型(GWR)的实证分析

空间数据一般具有空间非平稳性的特点,究其原因是地理空间上的区域缺乏均质性,存在高消费地区和低消费地区、中心(核心)和外围(边缘)等经济地理结构,从而导致我国城镇居民消费存在较大的空间差异性。对此,本文试图采用地理加权回归模型来分析我国城镇居民消费与收入的关系,从实证分析的结果提出几点建议和对策。

空间面板数据地理加权回归模型的参数非均衡性检验

文章基于回归残差平方和和对数似然函数的前两阶导数,采用近似χ2分布方法和广义χ2分布推导法,推导空间面板数据地理加权回归(简称SPDGWR)模型的参数空间非均衡性;SPDGWR模型显著性检验提供了统计学依据。