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区域时空信息与时空过程模型的GIS表达

作　者: 刘旭华
导　师: 张林泉；王劲峰
学　校: 山东师范大学
专　业: 人口、资源与环境经济学
关键词: 马尔科夫链 Fingleton时空过程经验模型空间计量经济学空间权重矩阵地理信息系统联立方程模型
分类号: F224
类　型: 硕士论文
年　份: 2002年
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内容摘要

各区域间的技术、信息的扩散以及经济的发展不是孤立的，而是相互作用、相互影响的，随时间是动态不平衡发展的。如何诊断和表达区域经济动态不平衡性，是本文研究的主要内容。区域时空过程模型是包含时空交互作用的数学模型，用以分析社会经济的现实数据并找到区域事物发展的规律。本文通过对区域经济动态不平衡发展分析的时空过程模型在山东省区域经济数据的应用，以及利用GIS对时空信息和时空过程模型的表达，来发现区域动态不平衡发展的规律。本文的主要目的是探索区域经济分析与表达的新方法。本文共分七章，在第一章绪论部分主要介绍了本文写作的必要性，并对我们数据分析的理论基础之一—新经济地理学理论的主要内容作了简单介绍。第二章经济不平衡发展时空模型回顾主要阐述了两种在国际上较为流行的区域经济动态发展分析模型。第一种是马尔科夫链模型，该模型主要从时间序列上分析区域经济发展的长期模式。夸(Quah，1993)采用马尔科夫链模型分析世界经济得到的结论是：世界经济似乎会收敛到一个稳定状态—一些国家保持富裕状态，而另外一些国家保持贫穷状态。即世界经济将分化为两大类型：富裕和贫穷。Fingleton同样采用马尔科夫链模型考察了欧洲经济收敛性的证据和本质，他认为，区域可能收敛到的稳定状态是一个永久不平等的状态。但他同时指出了马尔科夫链模型的局陷性，并认为马尔科夫链模型不是区域经济分析的最理想模式。另一种是Fingleton经济时空过程模型。他以新经济地理学理论与内生增长理论为理论基础，将区域交互作用、距离因素、技术因素、制造业经济增长率以及城市化水平引入他的时空过程模型，并建立了考虑时间效应的、可利用现实区域经济数据的经验分析模型，分析制造业生产率增长率的动态变化规律。区域交互作用的引入是通过空间权重矩阵实现的，在空间权重中包含经济规模和与经济中心的距离关系。第三章空间权重矩阵分析了空间权重矩阵的定义方法，并对其中最常见的一种空间权重矩阵—二进制连接矩阵利用地理信息系统软件编制了计算机自动生成程序。因为在区域空间模型创立与应用中建立空间权重矩阵是必要的一环，因而我们所作的工作是必要的而且重要的。第四章是联立方程模型相关知识。由于这里使用的空间经济计量学方法应该反映时间依赖性和空间依赖性，因此本文采用一种不太一般的系统估计方法—联立方程模型的三阶段最小二乘法，引入了未指定的误差协方差和空间权重宋模拟时间和空间交互。在本章中对联立方程模型的基本概念和各种估计方法进行了系统的介绍。联立方程模型是包含相互依存的内生变量的方程组。它的估计方法包括单方程估计法和系统估计法，单方程估计法主要包括间接最小二乘法(ILS)，工具变量法(Ⅳ)和二阶段最小二乘法(2SLS)，系统估计法主要包括三阶段最小二乘法(3SLS)和完全信息最大似然法(FIML)。并对应用经济模型前应作的检验工作作了简单介绍。第五章经济时空过程模型应用是把Fingleton时空过程模型应用到山东省自1993-2000年17地市的区域经济时空数据，以检验Fingleton所依据的理论和对模型指定的正确性，并对山东省的区域经济发展模式和动态不平衡性进行深入分析。在这摘要一部分把山东省1993－2000 的时间序列数据分割成H个子阶段1994—96，1997—98， 1999—2000。本部分所采用的计算机软件主要有数学软件包MATLAB，统计软件包蚊％和计量经济学软件包刚正肥，采用联立方程模型的三阶段最小二乘法对我们的数据进行拟合。这里所采纳的方法认为社会经济环境对所模拟的进程变化是很重要的。进程的动态变化依赖于模型参数，但模型参数值本身又取决于随时间变动的外部经济环境。尽管这些变动被认为是自相关的，但所模拟的进程导致空间两极分化，这个结果本身将导致在将来社会制度和环境的变化。通过本章的应用，发现适用于欧洲经济的 Finsleton模型在山东没有得到与城市化理论完全一致的结果，分析发现，中国的经济发展模式具有中国特色。第六章是区域时空信息的可视化表达。区域经济学中对区域时空信息的传统的表达方式是采用图表的形式。这种方法有其可取的地方，如其精确性。但这种表达方式对于空间数据的时空变化的表达能力是很有限的。随着地理信息系统的引入，为区域时空信息提供了一种更好的表达方式。另外我们还介绍了地理信息系统在表达方面的研究热点，虽然研究结果还不够完美，但是对区域时空信息与时空过程模型的有效表达是具有重大意义的。第七章结语中，首先指出了在山东省的时空模型应用得到的结论，即社会经济的贫富两极分化有可能导致社会制度环境的变化。然后说明了我们进行区域时空信息与时空过程模型的GIS表达的必要性和意义，并指出了今后

全文目录

第一章绪论  10-13
  1．1 本文研究的必要性  10
  1．2 本文的理论基础介绍  10-13
第二章区域经济动态发展模型回顾  13-18
  2．1 马尔科夫链模型（MARKOV CHAIN）  13-14
    2．1．1 马尔科夫链定义  13-14
    2．1．2 马尔科夫链模型在区域经济动态发展研究中的应用  14
  2．2 FINGLETON经济时空分析经验模型  14-18
    2．2．1 模型原理  14-16
    2．2．2 模型的系统透视  16-18
第三章空间权重矩阵  18-26
  3．1 空间权重矩阵的生成方法分析  18-20
    3．1．1 二进制连接矩阵  18
    3．1．2 一般空间权重矩阵  18-20
  3．2 二进制连接矩阵的计算机生成  20-26
第四章联立方程模型相关概念和方法  26-39
  4．1 联立方程模型的基本概念  26
  4．2 模型中包含随机扰动项的必要性  26-27
  4．3 联立方程模型的识别  27
  4．4 联立方程模型的假定  27-28
  4．5 联立方程模型的估计方法  28-35
    4．5．1 单方程估计法  28-30
    4．5．2 系统估计法  30-34
    4．5．3 联立方程模型的估计方法比较  34-35
  4．6 联立方程模型的检验  35-39
第五章经济时空过程模型应用  39-52
  5．1 数据库建立  39-43
  5．2 模型估计  43-46
  5．3 W矩阵不同指定结果比较  46-52
第六章区域时空信息的可视化表达  52-58
  6．1 传统的区域经济信息的表达方式  52-54
  6．2 GIS对区域时空信息的表达方法  54-58
    6．2．1 GIS对空间数据的静态表达  54-56
    6．2．2 GIS对时空数据表达的研究热点  56-58
第七章结语  58-60
参考文献  60-62
致谢  62

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