空间权重矩阵是空间统计学中的一个重要概念,其用于标识空间数据点之间的关系情况,此处关系情况通常是比如两个点之间的实际距离或经济距离,或者两个点之间是否具有相邻关系等。
空间权重矩阵可用于标识空间点与点之间的关系,比如中国有31个省,那么31个省两两之间的物理实际距离情况,31个省两两之间的经济距离情况,31个省两两之间是否具有相邻关系等,多数情况下空间权重矩阵里面的关系为‘是否相邻’,以及具体如何以实际研究为准即可。但空间权重权重矩阵有以下特点,首先看一份空间权重矩阵的结构如下图:
比如上图中的空间权重矩阵,其表示中国31个省市之间空间关系,此关系为两两省份之间是否具有相邻性,数字1表示具有相邻关系数字0表示没有。比如北京和天津相邻因而为1,也比如上海和浙江相邻为1。当然里面的数字也可以为小数,小数时很可能就是表示两两间的比如物理距离或者经济距离等。但无论如何,空间权重矩阵具有如下特点:
第1:对称性; 其一定满足M(i, j)=M(j, i)这一特点,该特点很明显因而北京和天津相邻,那么天津和北京也相邻;
第2:主对角线为0;主对角线表示自己与自己的关系,永远为数字0;
第3:n*n阶矩阵,比如31个省那就是31*31矩阵,只是第1行为省的名称而已;
第4:标准化处理;试着想象下,数字如果是物理距离,那么北京挨着天津很近所以数字很小,但是北京离新疆或者海南就会非常远数字很大,因而通常需要对空间权重矩阵进行量纲化处理,正常情况下会使用‘按行标准化’处理这一方式,其表示某行的任意数字除以该行数字之和,处理后其数字的实际意义为相对在空间上的相对距离值。
上述说明空间权重矩阵的特点,那么如何进行构造呢,比如31个省之间是否相邻这种关系,是否需要手工进行标识呢,这就是SPSSAU空间权重构造的用处。SPSSAU中进行空间权重构造共提供两种方式,第1种是输入经度和纬度数据,系统自动构造‘是否相邻’这种空间权重关系;第2种是提供gal或者gwl格式的权重文档,SPSSAU自动对其进行解析成EXCEL格式并且下载出来。如下图所示:
如果是提供经度或者纬度数据,仅需要两列即可,粘贴放入分析框中,SPSSAU自动构造出空间权重矩阵,其原理是结合经度和纬度数据并且结合地图信息,自动判断出是否具有接壤即相邻的位置关系,方便易用。
如果是gal或者gwl文件格式,其为传统空间统计软件已有的空间权重格式,但并非EXCEL格式(SPSSAU中仅支持EXCEL格式的空间权重矩阵文档),点击上传后,SPSSAU会自动进行解析处理成EXCEL文件并且下载。
除此之外,需要提示的是,比如在进行其它空间计量研究方法,比如空间滞后模型、空间误差模型、空间杜宾模型等均需要使用‘空间权重矩阵’这一数据,首先需要得到空间权重EXCEL数据,第1行放各空间点的名称,第2行起放n*n阶数据,即总共有n+1行和n列,类似下图:
将EXCEL数据上传到SPSSAU中,并且在进行空间计量分析时,选择该数据文档即可完成空间权重矩阵参数的设置。比如在SPSSAU中进行空间滞后模型时,如下图:
切记:空间权重矩阵为n*n阶矩阵结构,里面第1行为空间点(比如省)的名称,第1列是空间权重数据,而不能是空间点名称。