空間計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)筆記
[TOC]
1.經(jīng)典線性模型
1.回歸模型
- 1.做回歸模型: ny1 = nXk kβ1 + ne1
- 2.OLS估計(jì)量為:
- 3.ML或OLS估計(jì)的方差為:
- 4.ML估計(jì)量, MM估計(jì)量和OLS估計(jì)量在殘差正態(tài)性假定下是一致的
2.參數(shù)檢驗(yàn)
- 1.檢驗(yàn)量: , 其中 , 對(duì)角線元素
- 2.注: 用該檢驗(yàn)量檢驗(yàn) β值時(shí), ,但是
3.擬合優(yōu)度
- 1.調(diào)整 R2 :
- 2.赤池信息準(zhǔn)則:
- 3.施瓦茨信息準(zhǔn)則:
4.似然比或Wald檢驗(yàn)
- 1.表達(dá)式
- 1.表達(dá)式一: , 其中 i(θ0)
- 2.表達(dá)式二:
- 2.注釋
- 1. 表示參數(shù)向量, 以LR統(tǒng)計(jì)量檢驗(yàn)整個(gè)參數(shù)向量
- 2.LR, W 和 LM三者均漸進(jìn)等價(jià)并服從自由度為估計(jì)參數(shù)值的卡方分布
5.殘差正態(tài)性檢驗(yàn)
-
1.J-B檢驗(yàn)量: 通過(guò)聯(lián)合檢驗(yàn)殘差的經(jīng)驗(yàn)分布與高斯分布的三階矩和四階矩構(gòu)建正態(tài)性檢驗(yàn)
-
2.注釋:
- 1.
- 2.
- 3.JB統(tǒng)計(jì)量服從自由度為2的卡方分布
6.非球面擾動(dòng)項(xiàng)
- 1.球面擾動(dòng)項(xiàng)假定:
- 1.方差-協(xié)方差矩陣對(duì)角線均為常數(shù)(同質(zhì)性)
- 2.方差-協(xié)方差矩陣非對(duì)角線均為零(不存在自相關(guān))
- 3.但是, 空間觀察單位通常不具備以上兩點(diǎn), 而此時(shí)OLS不是最優(yōu)
- 2.同質(zhì)性檢驗(yàn):
- 1.LM統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)量:
- 1. , 其中
- 2.該統(tǒng)計(jì)量服從 k-1 的卡方分布
- 2.懷特檢驗(yàn): , 服從自由度為 k-1 的卡方分布
- 3.BP檢驗(yàn)和WH檢驗(yàn)前均需驗(yàn)證殘差獨(dú)立性
- 1.LM統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)量:
- 3.自相關(guān)性檢驗(yàn): 采用德賓-沃森統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)(第二章)
- 4.誤差非球面項(xiàng)時(shí)的GLS估計(jì):
- 1.
- 2.
- 3.估計(jì)方程變?yōu)? , ,
7.內(nèi)生性
- 1.內(nèi)生性假定: 即回歸項(xiàng)與擾動(dòng)項(xiàng) 不相關(guān), 常源于遺漏變量等
- 2.存在內(nèi)生性的二階最小二乘估計(jì):
- 1.假定工具變量H(與誤差項(xiàng)不相關(guān)), 并做回歸
- 2.做回歸
2.一些重要的空間定義
1.空間權(quán)重矩陣和空間滯后
- 1.空間權(quán)重矩陣: 以0或1表示行列元素是否臨近的矩陣
- 2.空間滯后值: , 其中 #N(i) 是N的元素個(gè)數(shù)
2.檢驗(yàn)OLS殘差的自相關(guān)性----莫蘭I檢驗(yàn)
- 1.莫蘭I統(tǒng)計(jì)量為:
- 2.當(dāng)權(quán)重矩陣為行標(biāo)準(zhǔn)矩陣時(shí),
- 3.該統(tǒng)計(jì)量服從漸進(jìn)正態(tài)分布
3.空間線性回歸模型
空間線性模型可以表示為:
1.純空間自回歸模型
-
1.當(dāng)β = 0 以及 λ = 0 或者ρ = 0時(shí), 該模型簡(jiǎn)化為純空間自回歸模型
- 1.β = 0, 所以
- 2.對(duì)λ或ρ等于零:
- λ = 0則 , , 所以
- 則 , 所以
-
2.參數(shù)估計(jì): 采用最大似然(ML)法
1.做變形得到: , 即
2.可知:
-
3.以正態(tài)分布構(gòu)建概率密度函數(shù)并求似然得到:
4.對(duì)上式求最值得到 ρ 或 λ 的值
2.帶有非隨機(jī)空間滯后回歸量的經(jīng)典模型
- 1.當(dāng) λ = ρ = 0 時(shí), 該模型為 含非隨機(jī)空間滯后回歸量的經(jīng)典模型
- 2.模型:
- 3.該模型下可直接使用OLS方法進(jìn)行簡(jiǎn)單估計(jì)
3.空間誤差模型(SEM)
1.當(dāng) λ = 0, 時(shí), 該模型為 空間誤差模型
-
2.模型:
1. 推出
2. 推出 , 所以
3.可知: , 其中
-
4.似然函數(shù)方式求解:
- 1.構(gòu)建似然函數(shù):
- 2.對(duì)上式求最值(以數(shù)值最大化分析方式)得出 β 和 ρ 的值
-
5.以可行廣義最小二乘法求解:
1.以方程: 得到 β 的一致估計(jì)
2.以方程: 得到殘差的估計(jì)
-
3.附加GMM方法:
1.E(ε4) < 正無(wú)窮 且 矩陣 W與 (I-ρW)-1絕對(duì)可加
2.QZ, Q1, Q2是非奇異矩陣, 且 QZ = limZTZ, Q1 = limZTΩZ, Q2 = limZTΩ-1Z
-
3.定義: ,
所以有: , ,
4.解上述方程得: 和
5.以方程: 計(jì)算Ω的估計(jì)值
6.最后通過(guò)GLS估計(jì)參數(shù)得:
4.空間滯后模型
1.當(dāng) 時(shí), 該模型變?yōu)?
-
2.模型估計(jì)如下:
-
1.極大似然估計(jì):
-
1., 所以:
,
2.得出似然函數(shù):
3.以該似然函數(shù)求最值得: λ, σ 和 β
-
-
2.兩階段最小二乘法:
- 1.設(shè)工具變量: nH3k = [nZk, nWn nZk, nWn2 nZk]
- 2.自變量M對(duì)工具變量H回歸: , 其中 η 為誤差項(xiàng), , 得出估計(jì)值為:
- 3.計(jì)算M的估計(jì)值: , 并計(jì)算方程: , 得: , 其中 (k+1行1列)
-
5.一般SARAR(1,1)模型
1.若 β = 0 則該模型變?yōu)?一般SARAR(1,1)模型
2.模型: 若 β = 0 則 ,
-
3.使用ML方法估計(jì)參數(shù):
- 1.考慮完整模型: , ;
- 2.得: ,
- 3.計(jì)算似然函數(shù)為:
- 4.對(duì)該式以數(shù)值化的方式計(jì)算求最值得 λ 和 ρ 值, 但是尚不能證明上式具有大樣本最優(yōu)ML統(tǒng)計(jì)量性質(zhì), 因而一般推薦GS2SLS
-
4.使用廣義空間兩階段最小二乘法:
1.利用工具變量 Z 和 WZ 以2SLS方式估計(jì)方程: 得到 和
2.以方程: , 并定義 ,
-
3.以廣義矩方法確定 ρ 的一致估計(jì):
4.使用 ρ 的一致估計(jì)將原模型轉(zhuǎn)為:
5.使用2SLS估計(jì)方程中的 β 和 λ 得: , 其中 , , , .
6.注: GS2SLS是一致的, 但不是完全漸進(jìn)有效的
-
5.使用Lee估計(jì):
- 1.
- 2., 其中 .
6.在明確的備擇假設(shè)下檢驗(yàn)殘差中的自相關(guān)
- 1.使用SEM或SLM作為備擇假設(shè)檢驗(yàn)殘差的空間自相關(guān)
- 1.拉格朗日乘數(shù)檢驗(yàn)的一般形式: , 其中 ,
- 2.當(dāng)備擇假設(shè)為空間誤差模型時(shí):
- 3.當(dāng)備擇假設(shè)為空間滯后模型時(shí):
- , 其中 , ,
- 4.以上兩檢驗(yàn)的穩(wěn)健形式:
- 1.
- 2.
- 2.使用空間模型作為備擇假設(shè)檢驗(yàn)殘差的空間自相關(guān): 修正的莫蘭 檢驗(yàn)
- 1.空間模型下修正莫蘭統(tǒng)計(jì)量:
- 2.SARAR(1,1)下修正莫蘭統(tǒng)計(jì)量: ,其中, ,
- 3.修正莫蘭統(tǒng)計(jì)量滿足漸進(jìn)正態(tài)分布
7.空間計(jì)量模型中的參數(shù)解釋
, 得出
- 1.平均直接影響: 衡量每個(gè)觀測(cè)單位 Xi 對(duì) yi 的平均總影響, 表達(dá)式為
- 2.平均總影響: 衡量所有其他單位對(duì)單個(gè)單位的影響, 表達(dá)式為
- 3.單個(gè)單位的平均總影響: 衡量某個(gè)觀測(cè)單位對(duì)所有其他觀測(cè)單位的影響, 表達(dá)式
- 4.平均影響: 矩陣S所有元素的平均值, 表達(dá)式