Mekansal bağımlılık ile mekansal heterojenite arasındaki fark nedir?


9

Mekansal bağımlılık ile mekansal heterojenite arasındaki fark nedir?

Sorum, mekansal ekonometride, özellikle Anselin (2010) model spesifikasyon problemleri okumaları ile motive oluyor .


1
Referans faydalı olacaktır. Kişisel deneyimlerime göre, tüm terminoloji henüz mekansal ekonometride sabit değildir, yani farklı yazarlar farklı tanımlar verebilir.
mpiktas

1
Luc Anselin'in 2010'da birden fazla makale yazdığını hissediyorum! Daha spesifik bir alıntı (artı bir bağlantı) yararlı olacaktır ( 1988'de basılan Mekansal Ekonometri kitabından bu yana bu terimleri kullanmasına rağmen ).
Andy W

Öneri için teşekkürler - Makaleye bir link ekledim.
mindless.panda

Yanıtlar:


14

Bu terimler muhtemelen evrensel olarak kabul edilmiş bir teknik tanımlamaya sahip değildir, ancak anlamları makul olarak açıktır: sırasıyla uzamsal bir sürecin ikinci ve birinci derece varyasyonlarını ifade eder. İlk önce bazı standart kavramları tanıttıktan sonra bunları siparişle alalım.

Bir uzamsal süreç veya uzamsal stokastik süreç , bir uzaydaki noktalarla indekslenen rastgele değişkenlerin bir toplamı olarak düşünülebilir. (Değişkenlerin bir süreç olarak nitelendirilebilmesi için bazı doğal teknik tutarlılık koşullarını karşılamaları gerekir: Kolmogorov Yayılma Teoremine bakınız .)

Bir uzamsal sürecin bir model olduğunu unutmayın. Aynı verileri analiz etmek ve tanımlamak için birden fazla farklı (çakışan) modelin kullanılması geçerlidir. Örneğin, topraklarda doğal olarak oluşan metal konsantrasyonlarının modelleri, küçük bölgeler (hektar veya daha az gibi) için tamamen stokastik olabilirken, büyük bölgeler (temel kilometrelerce uzanan) boyunca, bölgesel eğilimleri belirleyici olarak tanımlamak genellikle önemlidir - yani, mekansal bir heterojenlik biçimi olarak.

Uzamsal heterojenlik , ortalaması (veya "yoğunluğu") noktadan noktaya değişen bir uzamsal sürecin özelliğidir.

Ortalama, rastgele bir değişkenin (yani, ilk momentiyle ilgili) birinci dereceden bir özelliğidir, bu nedenle uzamsal heterojenite, bir işlemin birinci dereceden bir özelliği olarak kabul edilebilir.

Mekansal bağımlılık , farklı konumlardaki sonuçların bağımlı olabileceği mekansal stokastik bir sürecin özelliğidir.

Genellikle bağımlılığı kovaryans (ikinci moment) veya rasgele değişkenlerin korelasyonu açısından ölçebiliriz: bu anlamda bağımlılık ikinci dereceden bir özellik olarak düşünülebilir. (Sticklers, korelasyon ve bağımsızlığın aynı olmadığını belirtmek için hızlı olacaktır, bu nedenle sezgisel olarak yardımcı olmasına rağmen, ikinci derece özelliklere eşitlik bağımlılığı genellikle geçerli değildir.)

Uzamsal verilerdeki kalıpları gördüğünüzde, analizin amacına, önceki bilgilere ve veri miktarına bağlı olarak bunları genellikle heterojenlik veya bağımlılık (veya her ikisi) olarak tanımlayabilirsiniz.

Bazı basit, iyi çalışılmış örnekler bu fikirleri göstermektedir.

Poisson süreci

Bu şekilde, kare daha yüksek uzamsal yoğunluklu bir alanı çizmektedir. Bununla birlikte, tüm nokta konumları bağımsızdır: noktalardaki kümeleme ve boşluklar, rastgele seçilmiş bağımsız konumların tipik bir örneğidir.

Gauss filtresi

Bu Gauss sürecindeki uzamsal bağımlılık, sırt ve vadilerin kalıpları ile açıktır. Yine de homojendirler: genel olarak bir eğilim yoktur. Bununla birlikte, bu alanın küçük bir kısmına odaklanacak olursak, bunun yerine homojen olmayan bir süreç (yani bir trendle) olarak davranmayı seçebileceğimizi unutmayın. Bu, ölçeğin seçtiğimiz modeli nasıl etkileyebileceğini göstermektedir .

  • Deterministik bir işleve eklenen önceki işlem, uzamsal olarak bağımlı ve heterojen bir işlem üretir.

Bağımlı heterojen süreç

Bu görüntü, bu işlemin rastgele bileşeninin önceki örnek için kullanılandan farklı bir şekilde gerçekleştirildiğini göstermektedir, bu nedenle küçük dalgalanmaların kalıpları eskisi gibi tam olarak aynı olmayacaktır - ancak aynı istatistiksel özelliklere sahip olacaklardır.


1
Her zamanki gibi şaşırtıcı cevap - çok net örnekler.
Matt Parker

Gerçekten şaşırtıcı bir cevap. Küçük bir ek soru / yorum: Verilerde (uzamsal heterojenlik) yakın gözlemlerin benzer / aynı ortama sahip olduğu alanlardan bir eğilim varsa. Bu gözlemlerin en azından gayri resmi anlamda uzamsal olarak bağımlı olduğu izlenimi vermiyor mu?
Funkwecker

1
@Julian Evet, bu oldukça doğru. Bu nedenle, sürecin altında yatan form, sadece verilerin incelenmesiyle benzersiz bir şekilde tanımlanamaz. Daha fazla tartışma için , sonucunuzun resmi bir hesaplama ile desteklendiği stats.stackexchange.com/a/35524 adresindeki yanıtımı inceleyin .
whuber

1
@Julian Doğru. Bu kısmen bir ölçek meselesidir: büyük ölçekte (son görüntünün ötesine uzanarak), tüm varyasyonları rastgele, uzun menzilli korelasyonlarla modellemeyi seçebilir; ancak gösterilen ölçekte daha uzun seçenek "laik" varyasyonu belirleyici bir eğilim olarak modellemek olabilir. Hangisinin daha iyi bir model olduğuna karar vermek için görüntünün ölçeğinde yeterli bilgi yoktur, ancak tamamen rastgele bir model oluşturmak için gerçekten yeterli bilgi yoktur. Diğer bilgiler (verilerde mevcut değildir) genellikle uygun modeli seçmede yardımcı olabilir.
whuber

1
@Julian İlgili kavram durağanlıktır: sabit bir süreçte, modelde kullanılan rasgele değişkenlerin bazı özellikleri konumla değişmez. Durağanlığın en temel şekli, değişkenlerin beklentilerinin değişmediğidir. Açıkçası, hiçbir eğilim sabit bir model üretmez. Bu, düşündüğünüz kadar sorunlu değildir, çünkü eğilimi genellikle verilerden çıkarabilir ve farklılıklar için sabit bir model kullanmaya çalışabilirsiniz. Açıklayıcı değişkenler arasında lat ve lon eklerseniz GWR bunu otomatik olarak halleder.
whuber

0

Mevcut mekânsal istatistiklerde mekansal heterojenite kavramı yalnızca mekansal bağımlılık veya regresyonun yerel varyansını karakterize etmek için kullanılır. Uzamsal heterojenite üzerine geniş olanlardan çok daha küçük şeylerin ölçeklendirme modelini ifade eden geniş bir bakış açısı öneriyorum. Önemlisi ölçeklendirme deseni, ht-endeksi ile ölçülen birden çok kez tekrar eder.

https://www.researchgate.net/publication/236627484_Ht-Index_for_Quantifying_the_Fractal_or_Scaling_Structure_of_Geographic_Features

Yeni tanım kapsamında, mekansal heterojenite bir ölçeklendirme kanunu olarak formüle edilmelidir. Böylece heterojenlik Gauss dağılımı gibi güç yasası gibidir.

Bu geniş perspektifle, hem mekansal bağımlılık hem de heterojenlik, Dünya yüzeyinin gerçek resmini tasvir ediyor. Tüm ölçeklerde veya küresel olarak büyük olanlardan çok daha küçük şeyler vardır, ancak işler bir ölçekte veya yerel olarak az çok benzerdir; daha fazla ayrıntı için bu makaleye bakın.

https://www.researchgate.net/publication/282310447_A_Fractal_Perspective_on_Scale_in_Geography


1
Bu yazı heterojenlik ve bağımlılık arasında daha açık bir karşılaştırma yapmaktan (özellikle herhangi bir ayrım yapmaktan) fayda sağlayacağını düşünüyorum. Soru, ikisi arasındaki farkın ne olduğunu sordu. "Hem mekansal bağımlılık hem de heterojenliğin, Dünya yüzeyinin gerçek bir resmini tasvir ettiğini" görebiliyorum, kavramlar arasındaki benzerliği belirtiyorlar, ancak aralarındaki ayrım nedir? Bu resmi farklı şekillerde tasvir ediyorlar mı?
Silverfish

Yeni heterojenite tanımı altında ikisi arasında büyük bir fark vardır, ancak eski heterojenite tanımı altında ikisi arasında çok az fark vardır. Eski tanım gereği, mekansal heterojenlik mekansal bağımlılık veya regresyonun bir yerel yerden diğerine nasıl değiştiğini ifade eder. Yeni heterojenite tanımı altında (biyoloji ve fizik gibi diğer bilimlerde olduğu gibi aynı tanımdır), mekansal heterojenlik evrensel ve genel bir ölçeklendirme kanunu olarak formüle edilir. Bence ayrım sadece teknik değil, paradigma düzeyindedir.
Bin Jiang

Teşekkürler. Cevabın bu tartışmanın bir kısmını dahil etmekten fayda sağlayacağını düşünüyorum (bunun altında bir düzenleme düğmesi var). Bunun bağlantılı makalelerde ele alınabileceğini takdir ediyorum, ancak cevaplarımızın harici bağlantılara dayanmak yerine kendi kendine yeten olmasını istiyoruz.
Silverfish

0

Soru, iki kavramın matematiksel tanımına bağlıdır. Moran I gibi uzamsal otokorelasyonun birkaç tanımı vardır, ancak muhtemelen uzamsal heterojenite çok azdır, çünkü muhtemelen ikincisi ölçeğe bağımlıdır ve farklı ölçeklerde farklı olacaktır. Mekansal tabakalı heterojenliği tanımladım (makalenin tamamı 12 Mart 2016'da Ekolojik Göstergeler dergisinde çevrimiçi olarak bekleniyor):

Mekansal tabakalı heterojenliğin bir ölçüsü

Jin-Feng Wang1 *, Tong-Lin Zhang2, Bo-Jie Fu3

ÖZ

Tabaka içi varyans, katman-varyans arasındakinden daha az olan atıfta bulunarak, ekolojik bölgeler ve birçok ekolojik değişken gibi ekolojik olaylarda her yerde bulunur. Mekansal tabakalı heterojenlik, doğanın özünü yansıtır, katmanlarla potansiyel farklı mekanizmaları ima eder, gözlemlenen sürecin olası belirleyicilerini önerir, yeryüzündeki gözlemlerin temsil edilebilirliğine izin verir ve istatistiksel çıkarımların uygulanabilirliğini zorlar. Bu yazıda, mekansal tabakalı heterojenliğin derecesini ölçmek ve önemini test etmek için bir q-istatistiği önermekteyiz. Q değeri [0, 1] dahilindedir (heterojenitenin uzamsal bir tabakalaşması önemli değilse 0 ve heterojenliğin mükemmel bir uzamsal tabakalaşması varsa 1). Kesin olasılık yoğunluk fonksiyonu türetilir. Q istatistiği iki örnekle gösterilmiştir, burada bir el haritasının uzamsal tabakalı heterojenliklerini ve Çin'deki yıllık NDVI dağılımını değerlendiririz. --Jengeng Wang 2016-3-8

Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.