基于空间自相关模型的甘肃省县域经济分析

基于空间自相关模型的甘肃省县域经济分析

袁梦婕

兰州交通大学 730070

摘要 ：借助空间统计模型的引入，可以从空间角度和可视化的方向认识并解决区域经济发展问题。空间统计分析方法在国外社会和行为科学的研究中应用广泛，常用作探索社会现象的空间模式和异常分布。空间自相关(Spati M Autocorrelation)是空间统计学研究中的一个重要方法，是在所研究的空间中，在某区域和周围区域之间，就某种特征值，通过统计分析方法，进行空间自相关程度的计算。本篇文章旨在基于Arcgis软件分析2009-2018年甘肃省县域人均GDP的空间关联性。

1.  引言

借助空间统计模型的引入，可以从空间角度和可视化的方向认识并解决区域经济发展问题，比如区域经济在空间上的集聚测度、相互影响程度及发展变化趋势等，并对县域经济发展差异进行解释并调控预测。空间统计分析方法在国外社会和行为科学的研究中应用广泛，常用作探索社会现象的空间模式和异常分布。1970年，Tobler提出地理学第一定律：“空间实体总是相互关联的，特别地 ，距离较近的实体间这种关联表现的更为显著”。空间自相关(Spati M Autocorrelation)是空间统计学研究中的一个重要方法，是在所研究的空间中，在某区域和周围区域之间，就某种特征值，通过统计分析方法，进行空间自相关程度的计算。从而反映一个区域单元上某种地理现象或某一属性值与邻近区域单元上同一现象或属性值相关程度大小。在处理空间数据时，空间自相关分析以其能较好地解决传统数量统计模型不能兼顾数值之间和二维空间两者联系的问题，从而被广泛应用于环境 、地质、土壤、农业及经济等领域。

本篇文章旨在基于Arcgis软件分析2009-2018年甘肃省县域人均GDP的空间关联性。

2  数据来源与研究方法

2.1 数据来源及预处理

基于数据的可得性，本文所用数据主要来源于2009—2018年 《甘肃统计年鉴》，选取甘肃省县域人均GDP为指标，计算过程中对数据的处理时选用GIS软件 ArcGIS的相关模块进行分析。

2.2 研究方法

全局型指标能够判断出现象在空间上的整体分布情况。但难以探测出属性聚集的位置所在及区域相关的程度。局部空间自相关主要研究每个区域与周边地区的关联性，分析空间分布的异质性。1994年 ，Anselin提出的局部空间关联指数LISA(Local Indices of Spati Association) 弥补了这一局限，该指数可以揭示空间参考单元与其邻近的空间单元属性特征值之间的相似性或相关性，识别空间集聚和空间孤立特征，探测空间异质性等。Local Moran’SI 模型的计算公式如下：

                                  （4）

说明：

（1）式（4）中各指数所示意义与式（1）、（2）、（3）一致。

（2）LISA将空间关联模式分为四种，这四种模式可以分别对应到四个象限。正的空间关联包括属性值高于均值的空间单元被属性值高于均值的邻域所包围(即“高一高”关联)和属性值低于均值的空间单元被属性值低于均值的邻域所包围 (即“低一低”关联)两种类型。负的空间关联也有高一低”关联与低一高”关联两种类型。

本篇文章基于全局和局部空间自相关的分析方法对2009-2018年甘肃省县域经济差异进行分析，并根据结果提出合理的建议。

3 空间统计分析

为更好的表现出 2009-2018年甘肃省县域经济发展差异的时空演化特征，分别计算2009年、2013年以及2018年3个时间断面的人均GDP的LocalMoran’SI值及其显著性，如图1-图2。通过比较分析，可以清楚的看到，自2009年以来甘肃省县域经济发展出现较为明显的空间分异格局。同时，将甘肃省县域具体划分为 4个类型：①空间差异较小，区域自身与周边经济水平均较高的县域 (高——高)；②空间差异较小，但区域自身与周边经济水平均较低的县域 (低——低)；③空间差异较大，但自身经济水平较高，而周边县域经济水水平较低 (高 — 低 )，但此种类型县域分布并不明显 ；④空间差异较大 ，自身经济发展水平较低 ，但周边县域经济水平较高 (低——高)。

图1 2018年LISA集聚图

图2 2013年LISA集聚图

图3 2009年LISA集聚图

4.结论

通过以上分析，得出以下结论：空间统计模型不仅能够定量计算区域经济的Moran’sI指数，通过对Moran’sI指数变化的分析，可以得出该区域是高——高还是低——低类型，是低——高还是高——低，还可以对该区域与周围区域的空间关系作出明确判断。如果该区域属于高——高或低——低类型，那么表明该区域与周围区域存在经济扩散作用，区域经济差异朝着缩小的趋势发展：如果该区域属于高——低或低——高类型，那么表明该区域与周围区域存在经济极化作用，区域经济朝着扩大的趋势发展，得出这些结论对于该区域经济政策的制定提供科学合理的决策依据。