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。

空间变系数地理加权自回归模型的局部GMM估计

近年来,空间数据的分析与建模得到了广泛关注和重视。空间自相关性和空间异质性是空间数据最重要的两类性质。现有研究大都是单独分析这两类特性。在空间自回归模型和地理加权回归模型的基础上,研究了一类空间变系数地理加权回归模型,该模型将普通的空间自回归模型的空间滞后参数和回归系数都设置成空间变系数,既考虑了空间自相关性,又反映了空间异质性。因为,空间变系数地理加权自回归模型是一类具有内生变量的变系数模型,为了解决内生变量问题,基于局部线性平滑法和广义矩法,构造了未知系数函数的局部GMM估计。对于表达式中的正定加权矩阵,进行了三种选择,并进行了数值模拟。为了比较空间变系数地理加权自回归模型局部GMM方法下的参数估计效果与地理加权回归模型和空间自回归模型下的估计效果,在模拟中根据不同的模型形式生成数据,结果表明提出的模型和方法表现良好。最后,利用所研究的模型和估计方法对中国省域城镇居民消费与收入的关系进行了研究,所提出的方法在实例分析中也取得了较好的结果。研究表明,所研究的模型和估计方法效果良好,适应性广,可以避免模型设置错误的风险,具有广泛的应用前景。

空间局部加权回归自适应TFPF

时频峰值滤波(TFPF)算法是一种非常有效的去噪方法.但是传统的TFPF采用的单一窗长,并且仅沿时间方向进行滤波,忽略了信号的空间信息,并且TFPF近似等效成一个时不变的低通滤波器,不能追踪快速变化的信号.针对这些问题,引入空间局部加权回归自适应TFPF(SLWR-ATFPF).鉴于随机噪声在各个位置的方向随机性,以及有效信号在各个位置的方向确定性,首先利用空间局部加权回归(SLWR),对含噪信号进行空间加权,从而使加权之后的信号包含空间信息.然后,再引入凸集和Viterbi的思想,对空间加权之后的信号进行自适应滤波.从而,完成时空域二维自适应滤波.将SLWR-ATFPF应用于合成记录和实际的共炮点记录,实验结果表明,改进的方法与原算法相比,能够在压制低信噪比(SNR)随机噪声的同时更好地保留有效信号.

应用地理加权回归模型的辽宁省降雨量空间分布研究

以地形复杂、观测站点分布疏离的辽宁省为案例区,通过引入DEM、坡度、坡向、经度、纬度等环境协变量,构建了基于地理加强回归(GWRK)降雨量预测模型,预测了辽宁省年均降雨量空间分布。结果表明,该模型能够通过协变量反映降雨量局部细节信息,区域降雨量符合Gaussion模型,块金结构为19.70%,具有强烈空间自相关性。插值显示区域降雨量空间分布范围介于386.7~1098.2mm,变异系数为24.33%,与实测统计值一致,呈现自东向西减少格局。该模型R2达到0.788,MAE为15.62mm,具有较高拟合优度。

基于地理加权回归的福建省公路通车里程数研究

以福建省67个市县为研究对象,选取农民人均可支配收入、工业总产值、社会消费品零售总额为研究指标,构建地理加权回归(GWR)模型,并结合ArcGIS10.0和GeoDA等软件,对福建省各市县的公路通车里程数的空间分布趋势、局部空间自相关和主要驱动因素进行了分析研究。结果表明,农民人均可支配收入、工业总产值、社会消费品零售总额对公路通车里程数的影响程度在各市县地区存在差异,呈现了空间非平稳性。各市县的公路通车里程数,除了受地方政策等因素的影响外,确实还与所处的地理环境有关,总体上存在较为显著的空间相关性。

基于多尺度地理加权回归的土壤镉污染局部影响因子分析

探明土壤镉(Cd)在不同空间位置的影响因子和污染来源,对于防控土壤Cd污染、保障粮食安全和城市居民健康有重要意义。多尺度地理加权回归(Multi-scale Geographically Weighted Regression,MGWR)在传统地理加权回归模型的基础上考虑了不同解释变量的差异化作用尺度,是识别目标变量局部影响因子的有效方法,但尚未应用于土壤重金属污染研究。因此,本研究在武汉市黄陂区采集了110个土壤样本,通过对多元线性回归、地理加权回归和MGWR进行模型评估来验证MGWR的有效性,进而使用MGWR模型探究Cd与11个解释变量间的空间异质关系,据此确定各点位Cd的影响因子和污染来源,最后结合污染现状和来源划定4类Cd污染风险区,提出相应的Cd污染管控措施。研究结果可以概况为3点:(1)模型评估的结果表明MGWR模型最优,其建模R2为0.733;(2)MGWR结果显示不同解释变量的有效带宽差异较大。此外,从整体上看,p H、黏粒含量和地形湿度指数是Cd空间分布的主要影响因子,城镇化和土壤母质是Cd的主要来源;从各点位来看,不同空间位置Cd的局部影响因子和主要来源差异较大;(3)研究区55.5%的样本存在Cd污染;结合污染源类型和污染情况划定了高、中高、中、低4类风险区,并分别提出Cd污染防控建议。本研究证实了MGWR模型的有效性和考虑解释变量差异化带宽的必要性,研究成果可以为其他地区土壤重金属污染的局部影响因子探究、污染来源确定和防控措施制定提供参考。

局部药物浓度时空方程的研究实例

目的 :按实例建立局部植入给药的局部药物浓度时空方程。方法 :以加权平均及多元分析的方法 ,分别求算局部药物浓度的空间和时间分布函数 (药物浓度经时方程 )。结果 :四维时空的局部植入给药的局部药物浓度时空方程为 :C(t ,X ,Y ,Z) =(B0 +B4r3 +B5r2 )× (A1e-Kat+A2 e-Ket+A3 e-Krt) =(1.343+0 .0 18r3 - 0 .6 2 5r2 )×(2 0 6 .0 8e-0 .0 0 3 8t- 15 .4 8e-0 .2 184t- 190 .6 0e-0 .0 444t) ,r =(X2 +Y2 +Z2 ) 1/ 2 。结论 :经实例演算 ,时空方程的理论基本合理 ,有较好科研价值 ,有助于揭示局部给药的药代动力学规律。

局部加权线性回归模型的PM2.5空间插值方法

针对传统空间插值方法对影响PM2.5的插值因素考虑不全面和局部加权线性回归模型中近邻个数选择困难等问题,该文基于局部加权线性回归模型提出了一种引入正则化项的空间插值方法。以北京市3个月的PM2.5数据为例,选取SO_2、NO_2、O_3、CO作为观测指标,通过正则化进行权重系数修正、L曲线法确定正则化系数,提高了该插值模型的稳定性与自适应性。交叉验证结果显示,本方法相对于普通克里金法,3个月的平均绝对误差(MAE)与均方根误差(RMSE)分别降低28.44%、26.25%;相对于反距离加权插值法的MAE、RMSE分别降低18.07%、17.02%。研究结果表明,基于局部加权线性回归模型的PM2.5空间插值相对于传统方法有一定提升。

广州市二手住宅价格的空间分异格局及影响机制

采用普通克里金插值法、空间趋势分析法和局部莫兰指数法,揭示广州市2020年二手住宅价格空间分异格局;在综合考虑建筑特征、邻里特征、区位特征和教育特征等影响因素的基础上,构建地理加权回归模型(GWR),可视化探究各影响因素对二手住宅价格的作用机制。研究发现:广州市二手住宅价格在东西方向和南北方向上均呈现“倒U型”的趋势分布,在整体空间分布上呈现“中心高,周边低”的特点,并在房价水平上表现出较高的空间聚类程度和关联程度。各影响因素对住房价格的影响作用呈现显著的空间差异性,其中,商场和小学对住宅价格的作用表现出商业资源和教育资源服务的局域性;而且,教育资源对住宅价格的空间影响差异程度受政策变化的影响。此外,GWR模型中部分住宅价格样本点的拟合效果不足与局部区域集中的资源优势相关。

新疆体育旅游发展机制及空间分异特性实证研究

本文以新疆14个地州市为基本单元,利用核密度和莫兰指数分析了新疆全域体育旅游发展的空间分布特征并绘制了核密度图和空间联系局部指标(LISA)图。同时,通过构建最小二乘模型(OLS)和地理加权回归模型(GWR)研究了体育资源禀赋、软硬件设施、交通设施、经济效益对新疆体育旅游发展的影响机制及其空间分异特性。结果表明:1) 新疆体育旅游资源空间分布呈现出以中心城市为核心的单核聚集,各地州市体育旅游发展空间特异性明显。2) 软硬件设施水平对新疆体育旅游发展的影响程度最大,其次为经济效益、体育资源禀赋、交通设施。3) 软硬件设施、经济效益、体育资源禀赋及交通设施对新疆全域体育旅游发展影响大小的评价指数具有空间分异特性。

空间自相关地理加权回归模型的估计

地理加权回归作为一类能有效处理回归分析中空间非平稳性现象的建模技术,在多类问题的研究得到了广泛的应用.主要讨论这类空间计量经济学模型在空间自相关情形下的估计问题.首先,对于因变量含有空间滞后项的地理加权回归模型,分别给出了局部似然估计和两步估计两种方法.其次,考虑了误差空间自相关下地理加权回归模型的估计问题.

豫南丘陵山区农村居民点用地分布影响因素及时空异质性分析

为探究城镇化进程中农村居民点格局演变特征及其影响因素,以豫南丘陵山区光山县为例,采用空间自相关分析和局部线性地理加权回归模型(LLGWR)分析了农村居民点用地分布的集聚特征及其影响因素的时空异质性。结果显示:光山县农村居民点主要集聚于县域的中北部,其影响因素存在着显著的时间和空间非平稳性,在不同区位对农村居民点分布的作用强度不同。1985年农村居民点分布的影响因素包括地理地貌因素和距离交通条件,分别为海拔高度、距最近国道、省道、水系距离和距最近县城距离。到了2015年,地理地貌因素的影响作用有所减弱,除海拔高度、距最近国道、省道距离外,农村居民点分布影响因素还包括城镇化率和农户密度。总体而言,适宜的海拔高度、通达的道路交通、较高的城镇化率和人口密度对农村居民点分布具有促进作用。

语种识别中基于局部多样性建模的向量空间模型

针对语种识别中大规模数据库的训练问题,提出一种基于局部多样性建模的向量空间模型。首先将训练数据库分成若干个小数据库,然后利用每个小数据库来训练不同的向量空间模型,最后对不同的模型进行加权组合。为了有效地对不同模型进行组合,需要对模型的加权系数进行优化。对模型组合算法从理论上进行推导,在模型权重与分数线性融合系数之间建立起对应的数学关系,并提出采用逻辑回归方法对不同模型的权重进行估计。在美国国家标准技术局(NIST)2009年度语种识别测试库上的实验结果表明:所提方法不仅能够处理大规模的训练数据,而且相比传统方法识别性能也有了一定程度的提高,系统的等错误率在30 s、10 s和3 s的测试条件下分别下降了8.44%、5.91%以及3.45%。

TA19钛合金车削表面非均匀残余应力场的构建方法

为了表征车削加工表面残余应力的非均匀状态,提出一种残余应力场的非参数构建方法。采用X射线残余应力分析仪对断续车削表面的残余应力进行测量,利用局部线性地理加权回归方法建立表面应力分布的空间变系数模型,并通过残差分析方法将空间变系数模型与多项式模型和高斯模型的应力拟合结果进行比较。结果表明:局部线性地理加权回归方法建立的空间变系数模型拟合精度较高,适用于加工表面非均匀残余应力场的构建。

顾及空间非平稳特征的遥感干旱监测

遥感技术具备实时快速、时空连续、广覆盖尺度等独特优势,在全球气候恶化大背景下,利用遥感干旱监测方法相比于传统地面监测手段,能够提供实时、准确、稳定的旱情信息,辅助科学决策。目前常用遥感旱情监测方法大多依赖全域性数学模型建模,假定了旱情模式的空间平稳特性,因而难以准确反映旱情模式的局部差异特征。本文提出利用地理加权回归模型GWR (Geographically Weighted Regression),考虑旱情模式的空间非平稳特性,综合多种遥感地面旱情监测指数,以实现传统全域旱情监测模型的局部优化。以美国大陆为研究区,监测2002年-2011年共10年的旱情状态。研究表明,GWR模型能够提供空间变化的局部最佳估计模型参数,监测结果更加吻合标准美国旱情监测USDM (U.S Drought Monitor)验证数据,且与地面实测值的最高相关系数R达到0.8552,均方根误差RMSE达到0.972,显著优于其他遥感旱情监测模型。GWR模型具备空间非平稳探测优势,实现了旱情模式的局部精细探测,能够显著提升遥感旱情监测精度,具备较好的应用前景。

长三角城市群空间结构与经济增长的关系研究

合理有序的空间组织结构是提高经济增长质量和效益的重要源泉,也是当前区域规划的重要内容。本文对 2002--2017 年间中国长三角城市群的地级市层面的数据进行探索性的分析,结果发现长三角城市群集聚程度总体上处在一个缓慢下降的过程,并且,经济集聚程度要高于人口集聚程度;长三角城市群在空间结构上符合多中心的城市群空间结构。运用稳健局部加权回归(Robustness LOWESS)方法对长三角城市群的空间结构与经济增长之间的关系进行分析,结果发现长三角城市群经济空间结构与经济增长之间的关系整体上表现出明显的倒 U 型假说特征,但人口空间结构与经济增长没有表现出明显的规律性特征。最后,基于研究结果提出了一些建议。

变系数广义线性模型及其估计

本文以经典广义线性模型为基础,通过假定其中的回归变量的系数是某一度量空间中点的任意函数,提出了一类有广泛应用背景的变系数广义线性模型,增加了模型的灵活性和适应性,同时也适用于空间数据的统计分析。基于局部加权最大似然估计方法,文章讨论了变系数广义线性模型的拟合与统计推断,以及与之相关的局部权系统和其中光滑参数的确定。

基于GWR模型的河南省人口分布的影响因素研究

近年来,人口作为一种基本信息已成为目前研究的热点问题之一.人口分布可能受自然,经济,社会,政治等诸多因素的影响.因此,人口分布的研究对于了解不同类型区域的人口资源与经济发展之间的关系,因地制宜地发展本地经济具有重大意义.课题以河南省统计年鉴数据为基础,研究河南省人口分布的影响因素.具体来说,首先利用Surfer软件的可视化技术研究了河南省人口数量的空间变化特征.其次,利用近年来发展起来的地理加权回归模型对河南省人口分布的影响因素进行了定量分析.通过上述分析提取有效信息,从而为制定合理的人口政策和实现人口的有序流动提供必要的理论支持.