2.1 空間自相關和空間異質性

2.1.1 空間相關

空間相關是空間數據的最大特征，主要包括空間自相關性和空間異質性。Anselin（1988）在Spatial econometrics：methods and models一書中對于空間相關進行了詳細概述。他指出，在模型中加入截面相關的因素是計量經濟學的新突破之一，主要指各個經濟變量除了存在時間上的相關性外，空間上也表現出一定的依存關系和空間結構。

空間自相關衡量的是一個地區的經濟活動與周邊地區經濟活動的協動性。假設將經濟活動的空間看作一個連續的整體，相鄰地區之間必然存在一定的相互依賴和相互影響。空間自相關與經濟活動發生的區位相關，在整個經濟活動的空間中，對任意兩地i，j，經濟活動之間的相關性Cov（y_i，y_j）≠0，則表明這兩個地區存在空間自相關。根據Tobler（1970）提出的地理學第一定律，經濟活動之間的空間關聯性隨著距離的增大而減弱。引起空間相關主要有空間測量誤差、空間溢出效應和空間界限對空間特征的影響。空間測量誤差是在數據搜集過程中，由于設定的空間單位不一致引起的。空間溢出效應也稱空間外部性，包含正效應和負效應兩個方面。正的空間溢出效應是指經濟活動在空間結構中借助鄰近效應與擴散效應加速區域之間經濟要素的流動，重新合理配置資源。負的空間溢出效應則是指區域之間的惡性競爭造成資源掠奪，不利于地區經濟的和諧發展。空間界限的影響則是指空間相關受到例如區位、距離等相對位置的決定，例如，是否靠近河流、港口等。空間自相關能夠描述長期經濟活動聚集傾向。當兩個地區存在空間正相關時，表明兩個地區經濟活動具有高度相似性，并且能夠進一步融合，形成集聚。相反，若兩個地區呈現空間負相關，則兩地區的經濟格局關聯性很小，經濟格局趨于分散。衡量相關性的幾類空間統計指標將在接下來的小節中進行詳細的討論。

空間異質性也稱空間差異性，是指經濟活動在空間分布上呈現一定的分布規律。大多數經濟活動在地理空間上的分布缺乏均質性，存在發達地區和落后地區、中心（核心）和外圍（邊緣）地區等經濟地理結構，從而導致經濟發展等存在較大的空間上的差異性。空間異質性反映了經濟實踐中的空間觀測單元之間經濟行為關系的一種普遍存在的不穩定性。在經典回歸中，假定解釋變量為x，被解釋變量為y，在給定的數據樣本中，x對y的影響恒定，即參數估計值為定值。但是，在考慮空間異質性的情況下，參數估計值會隨著樣本數據空間位置的差異而變化，反映解釋變量在不同的空間位置對被解釋變量的不同影響。空間異質性源于經濟活動的初始狀態和動態推移。新經濟地理學家們指出初始自然條件、要素稟賦會導致空間分布的差異性，先天優勢的存在使得部分地方在一開始就成為聚集中心，但是，也有部分地區的地理條件、要素分布類似，呈現出均勻分布的特點。隨著經濟活動的加劇，各種內在和外在的因素共同推動空間經濟格局的演變，在向心力和離心力的共同作用下，空間異質性趨于擴大或縮小。因此，空間異質性更強調研究局域差異，揭露經濟活動空間差異特征。