"ความสัมพันธ์เชิงพื้นที่" หมายถึงสิ่งต่าง ๆ กับคนต่าง ๆ แม้ว่าแนวคิดที่ครอบคลุมนั้นคือปรากฏการณ์ที่สังเกตที่ตำแหน่งอาจขึ้นอยู่กับ (c) covariates, (b) ตำแหน่งที่ตั้งและ (c) ค่าของสถานที่ใกล้เคียง (ในกรณีที่คำจำกัดความทางเทคนิคแตกต่างกันไปในประเภทของข้อมูลที่กำลังพิจารณาสิ่งที่ "แน่นอน" คือสิ่งที่ถูกกล่าวอ้างและสิ่งที่ "ใกล้เคียง" หมายถึง: สิ่งเหล่านี้จะต้องทำเชิงปริมาณเพื่อดำเนินการต่อ)z
หากต้องการดูว่าเกิดอะไรขึ้นลองพิจารณาตัวอย่างง่ายๆของแบบจำลองเชิงพื้นที่เพื่ออธิบายภูมิประเทศของภูมิภาค ให้ระดับความสูงวัดที่จุดเป็นY ( Z ) แบบจำลองที่เป็นไปได้อย่างหนึ่งคือyขึ้นอยู่กับวิธีทางคณิตศาสตร์ที่แน่นอนบางอย่างบนพิกัดของzซึ่งฉันจะเขียน( z 1 , z 2 )ในสถานการณ์สองมิตินี้ ปล่อยให้εเป็นตัวแทน (ความเป็นอิสระสมมุติฐาน) เบี่ยงเบนระหว่างการสังเกตและแบบจำลอง (ซึ่งตามปกติจะถือว่ามีความคาดหวังเป็นศูนย์) เราอาจเขียนzy(z)yz(z1,z2)ε
y(z)=β0+β1z1+β2z2+ε(z)
สำหรับรูปแบบแนวโน้มเชิงเส้น แนวโน้มเชิงเส้น (แสดงโดยสัมประสิทธิ์และβ 2 ) เป็นวิธีหนึ่งในการจับภาพความคิดที่ว่าค่าใกล้เคียงy ( z )และy ( z ′ )สำหรับzใกล้กับz ′ควรมีแนวโน้มใกล้กัน . เราสามารถคำนวณได้โดยพิจารณาจากค่าที่คาดหวังของขนาดของความแตกต่างระหว่างy ( z )และy ( z ′ ) , E [ | Yβ1β2y( z)y(z')ZZ'Y( z )Y( z') . ปรากฎว่าคณิตศาสตร์นั้นง่ายกว่ามากถ้าเราใช้การวัดความแตกต่างเล็กน้อย: แทนเราคำนวณความแตกต่างกำลังสองที่คาดไว้:E[ |Y( z ) -y( z') | ]
E[ ( y( z ) - y( z') )2]= E[ ( β0+ β1Z1+ β2Z2+ ε ( z ) - ( β0+ β1Z'1+ β2Z'2+ ε ( z') ) )2]= E[ ( β1( z1- z'1) + β2( z2- z2)'+ ε ( z ) - ε ( z') )2]= E[ ( β1( z1- z'1) + β2( z2- z2)')2+ 2 ( β1( z1- z'1) + β2( z2- z2)') ( ε ( z ) - ε ( z') )+(ε(z)−ε(z′))2]=(β1(z1−z′1)+β2(z2−z2)′)2+E[(ε(z)−ε(z′))2]
รุ่นนี้เป็นฟรีอัตเชิงพื้นที่ใด ๆ อย่างชัดเจนเนื่องจากมีระยะในการได้โดยตรงที่เกี่ยวข้องไม่มีให้เป็นค่าที่อยู่บริเวณใกล้เคียงY ( Z ' )Y( z )Y( z')
อีกทางเลือกหนึ่งที่แตกต่างกันโมเดลจะละเว้นแนวโน้มเชิงเส้นและคาดว่าจะมีความสัมพันธ์อัตโนมัติเท่านั้น วิธีการหนึ่งที่จะทำคือผ่านโครงสร้างของการเบี่ยงเบน ) เราอาจวางตัวว่าε ( z )
Y( z ) = β0+ ε ( z )
และบัญชีสำหรับความคาดหมายของความสัมพันธ์ของเราเราจะถือว่าชนิดของ "โครงสร้างแปรปรวน" บางอย่างสำหรับεสำหรับเรื่องนี้จะมีความหมายเชิงพื้นที่เราจะถือว่าแปรปรวนระหว่างε ( Z )และε ( Z ' )เท่ากับE [ ε ( Z ) ε ( Z ' ) ]เพราะεมีศูนย์หมายถึงมีแนวโน้มที่จะลดลงเมื่อZและz ′มากขึ้นเรื่อย ๆ เนื่องจากรายละเอียดไม่สำคัญเราจะเรียกความแปรปรวนร่วมC นี้εε(z)ε(z′)E[ε(z)ε(z′)]εzz′ ) นี่คือความสัมพันธ์เชิงพื้นที่อัตโนมัติ อันที่จริงความสัมพันธ์ (เพียร์สัน) ระหว่าง y ( z )และ y ( z ′ )คือC(z,z′)y(z)y(z′)
ρ(y(z),y(z′))=C(z,z′)C(z,z)C(z′,z′)−−−−−−−−−−−−√.
ในสัญกรณ์นี้ความแตกต่างกำลังสองก่อนหน้านี้ที่คาดหวังของสำหรับรุ่นแรกคือy
E[(y(z)−y(z′))2]=(β1(z1−z′1)+β2(z2−z2)′)2+E[(ε(z)−ε(z′))2]=(β1(z1−z′1)+β2(z2−z2)′)2+C1(z,z)+C1(z′,z′)
(สมมติว่า ) เนื่องจากεที่สถานที่ต่างกันถูกสันนิษฐานว่าเป็นอิสระ ฉันได้เขียนC 1แทนCเพื่อระบุว่านี่เป็นฟังก์ชันความแปรปรวนร่วมสำหรับโมเดลแรกz≠z′εC1C
เมื่อ covariances ของไม่แตกต่างกันอย่างมากจากสถานที่หนึ่งไปยังอีก (ที่จริงพวกเขามักจะสันนิษฐานว่าจะเป็นคงที่), สมการนี้แสดงให้เห็นว่าแตกต่าง squared คาดว่าในปี 's เพิ่มขึ้น quadratically กับระยะห่างระหว่างZและZ ' จำนวนเงินที่แท้จริงของการเพิ่มขึ้นจะถูกกำหนดโดยค่าสัมประสิทธิ์แนวโน้มβ 0และเบต้า 1εyzz′β0β1
y
E[(y(z)−y(z′))2]=E[(β0+ε(z)−(β0+ε(z′)))2]=E[(ε(z)−ε(z′))2]=E[ε(z)2−2ε(z)ε(z′)+ε(z′)2]=C2(z,z)−2C2(z,z′)+C2(z′,z′).
C2(z,z′)zz′y
E[(y(z)−y(z′))2](β1(z1−z′1)+β2(z2−z2)′)2−2C2(z,z′)Ci(z,z)
ε) ในทางปฏิบัติแบบจำลองรวมทั้งสองวิธี รูปแบบใดที่คุณเลือกนั้นขึ้นอยู่กับสิ่งที่คุณต้องการจะทำอย่างไรกับแบบจำลองและมุมมองของคุณว่าการเกิดอัตชีวประวัติเชิงพื้นที่เกิดขึ้นได้อย่างไรไม่ว่าจะเป็นแนวโน้มโดยนัยหรือความผันแปรที่คุณต้องการพิจารณาแบบสุ่ม ไม่มีใครถูกต้องเสมอและในปัญหาใดก็ตามมักใช้โมเดลทั้งสองแบบเพื่อวิเคราะห์ข้อมูลทำความเข้าใจปรากฏการณ์และทำนายค่าของมันที่ตำแหน่งอื่น (การแก้ไข)