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I
SSN0
3
8
7-1
7
8
9
大 阪市大 r
季刊経 済研 究j
γol
.
2
5No.
4Ma
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c
h2
0
03,pp.7
590
空 間計量経済学 (
Spa
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a
lEc
onome
t
r
i
c
s
) にお け る
空 間的外 部性 の扱 い方 につ いて
小長谷
一
之
【
摘要】
通常の統計 (
分析)手法 は観測単位 ごとの独立性 を仮定 しているが,たいていの地域 デー
タは,空間的 自己相関が存在す るため独立でない. この空 間的 自己相 関のため に,本来,す
べ ての地域 デー タにおいて,通常 の統計分析手法 を安易 に適用 で きないはず である. この間
題 をあつか う上で ヒン トとなるの は,時間方向の手法である. いわゆる時間方向の相関デー
タは,計量経済学 で もっ とも頻繁 にあ らわれ,それゆえ重要であ り,時系列分析では,時間
的 自己相関 を考慮 した正統的統計手法が確立 されている. この時系列分析 を空 間次元 に拡張
したのが 「
空間計量経済学」(
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s
)であるが,時間 1次元 を空間 2次元 (+
時間 1次元) にす るだけで も,方向性が出て くるため複雑であ る. しか し本来 は地価や土地
利用 な どの地域経 済デー タの分析 には不可欠である.現在 は手法 の洗練化 の段 階であるが ,
最終 的 には,時系列分析 の ような多様 な手法が 開発 され るこ とが望 ま しい とみ られている.
本論文では,その最近の試み を整理 し,最尤法の計算法 に関する若干の考察 をお こなう.
Ⅰ.空間計量経済学 とは
1.空間計量経済学の意義
空 間経 済学 ,地域経 済学 ,都 市 経 済学等 で あ らわれ る地域 デ ー タには空 間的 自己相 関
(
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lAut
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c
o汀e
l
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i
on) とい う特殊 な問題があることが知 られている.多変量解析等の通常
の統計手法 は,観測値 の独立性 とい う大前提 に基づいてお り, これ を前提 と して地域 デー タ
に対 して も通常の続計手法の無批判的な適用がな されるが,実 は,空 間的 自己相関が強い場
合は,こうした適用 自体がすべて疑 わ しくなって しまう.
1
9
7
0
年代 ∼1
9
8
0
年代 にかけて, この空間的 自己相関の問題 に気がついた研究者 は, これに
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5巻
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第 4号
対 処 す る方 法 をい くつ か 開発 したが , もっ とも有望 なの は,近年計 量経 済学 の分野 で急 速 に
進 歩 した時系 列相 関分析 に並 行 的 な理論 を構 築す る とい う もので あ る.時系 列 相 関分 析 は,
時 間方 向の 自己相 関 を,主 に回帰 モ デル をベ ース と して, これ に時 間方 向の ラグ を もった項
を追加 したモ デル を明示 的 に特定化 す る こ と・
に よって,正面 か らあつ か う手 法 であ る. これ
に対応 して,空 間的 自己相 関その もの を組 み込 んだモデ ル を特 定化 す る こ とに よって ,空 間
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o
nome
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s
)
的 自己相 関問題 を正面 か ら解決 しようとす る方法 を,空 間計 量経済 李 (
とい う. これ は ク リフ (
Cl
i
f) とオル ド (
Or
d) による空 間的 自己相 関研 究 か ら出発 し, 1
9
8
0
年代 にア ンセ リン (
血s
e
l
i
n) によってその概容が整 え られた.
本論文 は, この空 間計量経 済学 の 出現 の経緯 とその枠組 に関す る短 い ま とめ を行 ったあ と,
特 にその分析面 で重 要 な役 割 をはたす行列方程式 に対 す る最 尤推定法 の適用 と計算法 につ い
て若干の考察 をお こな うこ とを目的 としてい る.
2.地価 デ ータの特殊性
経済学 にお いて,空 間的 自己相 関分析 の要 因 とな る外 部性 効 果が 反映す る典型 的 な空 間チ
ー タと して,地価 ・不動 産価格 の デー タが あ るが, これ には,以下 の ような特有 の問題 が あ
ることを最初 に指摘 してお く.
(1) デー タ平滑化 の必 要性
地価 は,理想 的 には, 同一地点 の時系列 変化 を分析 す るべ きであ るが,そ れ は,実 質 的 に
も理論 的 に も不可 能であ る. た とえば公示地価 の場合 ,観測 点 を意識 的 に変 える政策 が あ り,
実 質 的 に 5年程 度 で場 所 が 変化 す る. この よ うな場合 , な ん らか の形 で ク ロス セ ク シ ョン
(
同一時 間断面) の地価 関数 を推定 し,平滑化 した外挿地価 を計算 し,同一定点 の修 正地価 と
してデー タセ ッ トを整備 す る必要がある.
(2)空 間的相互作用 の構 造 の把握 の問題
土地利 用 と同 じく,構 造行 列 には,① 隣接相互作用 (
- 計 量 地理 学 でい う ところの近 隣効
莱),② 遠隔相互作用 (
- 計量地理学 でい うところの階層効 果 ,離 れ た都市 (
ない し都心) か
らの重力 モデル型行列) の 2者が ある. これ に通常 のオ ンサ イ トの説 明変数 が加 わる.
Ⅰ
.空間計量経済学の歴史
1.空間的依存性 (
空間的 自己相 関)の発見 一空間統計学 か らの貢献
今 日の空 間計 量経 済学 が成立 す る最大の 誘 因 となったの は,空 間・
的依存 性 の定量 的証拠 で
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i
on)の発 見であ る.空 間的 自己相 関
ある, いわゆる 「
空 間的 自己相 関」(
空間計量経済学 (
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i
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onome
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r
i
c
s
) における空間的外部性の扱い方 について
77
はいわゆる時系列相 関 を空 間方 向の 「
近 隣」に拡張 した ものであ り,典型 的 にはモ ラ ンの Ⅰ
統計量
Ⅰ-eーwe/ e′
°
に よって計測 され る. ここでW は近隣 を指定す る空 間的 ウェイ ト行列 (
構造行列), eは誤差
項 で,結局 Ⅰは近 隣の 2点 の誤差 ベ ク トルのモ ー メン ト和 を とった ものであ る.特 にク リフ
とオル ド (
1
97
3, 1
981) に始 まる,バ ー トレッ ト,ベ ネ ッ ト, リグ リー, グ リフ ィス, ア ブ
トン, フィングル トンらの研 究 は重 要であ る.空 間的 自己相 関 の存在 は,地域 デー タに対 し
て空 間的効果 を明示 的 に取 り入 れ ない通常 の統計学手法が適用 で きない こ とを示 し,地域科
学 における空間計量経済学手法 の確立 を急がせ たのである.
2.空間計量経済学 モデル (空間的 自己回帰モデル)の考案
空 間統計学 にお け る空 間的 自己相 関の研 究 は,空 間的依存性 の存在 を示 しただけで,その
対処法 を提示す るこ とはで きなか った. ここに空 間統計学 にお け るデ ー タ志 向 の アプローチ
か ら,モデル志 向の アプローチ- の移行 が どう して も必 要 だ ったので あ る.そ のモデル志 向
アプローチの研究が クリフ, オル ド, ドライア ン, ドゥ,ア ンセ リンらに よって始め られた.
(1)空 間的効果モデル (
被説明変数の空間的 自己相関)
9
8
0年 に ドライア ン (
Do
r
e
i
a
n)が,空間的 自己相 関は,被 説明変数 自身 に反映 され
まず ,1
pa
t
i
a
lEfe
c
tMode
l
) を導入 した. (
以下,ス カ
ている として,空 間的効果モデル (SEM :S
ラー以外 のベ ク トルや行列 をゴチ ック体活字で示す)
Y- pW .Y+X β+ ∈ - (1)
E (【)-0
E (Eel
) -62
tl
(
分散均一)
ここで,
Y:従属変数の N次元列ベ ク トル (
Nはデー タ数)
x:
一般説明変数 の NXK行列 (
Kは説明変数 の種類)
β :一般説明変数パ ラメー タの K次元列ベ ク トル
W, :従属変数の空 間的 ウェイ トの N次正方行列
(
構造行列)
p :従属変数 Yの空 間的 自己回帰パ ラメー タ
【 :誤差項の N次元列ベ ク トル
(2)空 間的撹乱モデル (
誤差項の空 間的 自己相関)
982年 に ドゥ (
Do
w)が ,空 間的 自己相 関 は,誤差項 に反 映 してい る と して,空 間
次 に, 1
S
p
a
da
lDi
s
t
ur
ba
nc
eMo
d
e
l
) を導入 した.
的撹乱モデル (SDM :
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季刊経済研究
第2
5巻
第 4号
Y-x β+ 【 ∴・(2)
∈- AW 2 ∈+ p - (3)
E (p)-0
こ こ で,
Y:従属変数 の N次元 列ベ ク トル (
Nはヂ- タ数)
x:一般説明変数の NXK行列 (Kは説明変数 の種類)
β :一般説明変数パ ラメー タの K次元列ベ ク トル
W2:誤差項 の空 間的 ウェイ トの N次正方行列 (
構造行列 )
人 :誤差項
【 の空 間的 自己回帰パ ラメー タ
【, ド :誤差項 の N次元列ベ ク トル
3.ア ンセ リンによ る空 間計量経済学 モデルの統合
(1) ア ンセ リンの研 究の背景
ア ンセ リンは, 1
9
8
0
年代 後半 に空 間計 量経 済学 の基本 的枠組 み を確 立 した人物 で あ る. 当
Aが 設置 され,地理情報科学
時彼 の いた カ リフ ォルニ ア大学 サ ンタバ ーバ ラ校 は, NCGI
と他 の科学 の融 合が進 め られ ていた. い わば地理情報科学 と地域 科学 ・経 済学 の幸福 な出会
いが 空 間計 量 経 済 学 が 生 み 出 した とい え る. ち なみ に ア ンセ リ ンは そ の 地 理 ・経 済 学 部
(
De
p
a
rt
me
ntofGe
o
g
r
a
p
hya
ndEc
o
no
mi
c
s
)において空 間計量経済学の基本 を構築 したのであ
る.
こ う した ク リフ, オル ド, ア ンセ リン らに よる1
9
8
0
年代 後半 の空 間計量経 済学 は,それ ま
での空 間的 自己相 関研 究 か ら進 んで,確 率 モデル を用 い た推計 統 計 学 的観 点 を確 立 した こ と
に よって大 き く進展 した. これ まで,横 断面の地 域デ ー タは 「ユ ニ ー クで あ り二度 と生起 し
ない母集 団 その もの で ある」 とい う立場 が あ ったが,推計統計学 的確率 モデル では,「背後 に
母集 団 をも った確 率 モデルの実現 で ある」 とい う立場 を とる. これ によ って, さま ざまな計
量経済学手法の適用が可能 とな ったので ある.
(2) ア ンセ リンによる空 間計量経済学 の定義
ア ンセ リンに よれば,空 間計 量経済学 とは, 「空 間的依 存性 と空 間的不均 一性 の構造 を定式
化 して,地域 科学 にお け るモ デル構築 の ため,適切 な特 定化 ,推 定 ,仮 説検証 を実行 す る手
段 をあたえる方法」 と定義 され る.彼 は次 の諸点 を指摘 している.
① 空 間計量経済学 は,地域科学 (
RS:Re
i
gona
l
S
c
i
enc
e)の一分野で もある.
(
参通常 の計 量経 済学 と異 な る点 は,空 間的効 果 を明示 的 に取 り入 れて い る こ と. これ に よ
って,空 間デ ー タの非独立性 の問題 を克服 しよ うとす る. また空 間の多方 向性 の ため,通常
空間計量経済学 (
spa
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r
s
) における空間的外部性の扱い方 について
7
9
の計量経済学の時系列分析 の時間方向 を空 間方向 に単純 に拡張 した もの にはな らない⊥
③ デー タ志向型 の空間統計学 と異 なる点 は,モデル志 向型 アプローチである こと.
④ 空 間 的効 果 は , 空 間 的 依 存 性 (
Spa
t
i
alDependenc
y) と空 間 的 不 均 一 性 (Spa
t
i
al
He
t
e
r
o
ge
ne
i
y) に分 け られる.
t
⑤ ア ンセ リン以前 にアイサ ー ドが空 間経済学 ・地域科学 の領域 と して きた テーマ (
空 間的
相互作用,都市 の密度 関数 ,地域計量経済モデ ル等)の うち,通常 の計 量経 済学 の手法 でで
きる もの も,空 間的効果 (
特 に空 間的 自己相 関) を明示的 に取 り入 れ る こ とに よって深化す
る可能性がある.
⑥ 「
空 間的依存性 」 をモデル において実現す る道具 は空 間的 ウェイ ト行列 (
構造行列)で
あ る.空 間的依存性 は, トープ ラ-の地理学第 1法則 「
すべ ての ものが他 のすべ ての もの関
係す るが,近い もの は遠方の もの よ り強 く関係す る (
e
v
e
r
y
t
hi
ngi
sr
e
l
a
t
e
dt
oe
v
e
r
y
t
hi
nge
l
s
e,
butne
r t
a
hi
n
gsa
r
emo
r
er
e
l
a
t
e
dt
ha
ndi
s
t
a
ntt
hi
ngs
)
」が よ く示す ように,地域科学の中心的概
念である.
⑦ 「空間的不均 一性」 は,モデ ル内の関数形 とパ ラメー タ (
特 に分散 )が位 置 やデー タセ
ッ トの中で一様でない ことを示す.標準的計量経済学手法 によって対処 で きる ものが多い.
(3) ア ンセ リンによる空 間計量経済学モデルの統合
被説 明変数お よび誤差項双方 に空 間的 自己相 関 を もち,かつ空 間的不均 一性 を もらた もっ
とも一般的モデルは,空間的効果モ デル と空間的撹乱モデルを融合 した形 を している.
Y-PW,
Y+Xβ+ ∈ - (1)
・-AW2∈+ p - (3)
E (p)- 0
E (川 '
) -n (
一般行列 は分散不均一 -空 間的不均一性 をあ らわす)
こ
こで,
Y:
従属変数の N次元列ベ ク トル
(
Nはデー タ数)
x:
一般説明変数 の NXK行列 (
Kは説明変数 の種類)
β :一般説明変数パ ラメー タの K次元列ベ ク トル
W, :従属変数の空 間的 ウェイ トの N次正方行列
(
構造行列)
W2:誤差項の空 間的 ウェイ トの N次正方行列 (
構造行列)
β :従属変数 Yの空間的 自己回帰 パ ラメー タ
人 :誤差項
亡 の空 間的 自己回帰パ ラメー タ
E,p:誤差項の N次元列ベ ク トル
Oが表現 してい る・
ここで,空間的依存性 は, pW .と AW 2,空 間的不均 一性 は,.
季刊経済研究
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第2
5
巻
第 4号
Ⅱ.空間計量経済学のモデルの解法
1`一般形
(1)非線形モデルの陰関数表現
Y と 【 の変数 をまとめるため,
A- I-PW I
B- I- 1W 2
とお く.
こうす る と,一般 モデル (1), (3) は,
AY-Xβ- 【
(6)
B ∈〒 p
(7)
となる.
これ を解 くには,正規分布 とい う性 質 のわか ってい る独 立誤差項 pか ら逆 に出発 す る.誤
差共分散行列 E [いい'
]が対角 的であるので, これ を Q とお くと, Q
1/ 2
日は,標準正規分
.とお くと,
散の正規分布の独立撹乱項ベ ク トル となる. これ を V
V-a-1
/2日
(8)
す る と p-Ql
/2V
(9)
で,誤差項 【は
【-B-1・Q l
/2V
(
1
0)
とな り, (6) に代入 して
AY-Xβ+B-一・O/2V
(
ll)
変形 して,
E
) 1/2B (
AY-XP)- V
(
1
2)
これは,非線形モデル (
すなわち,パ ラメタ群
0が非線形)の陰関数形の表現
f(
Y, X, 0)- V
となっている.
(2)対数尤度 関数の導 出
尤度 関数 は Yに関す る確率密度 関数 の積 なので,対数尤度 関数 は Yに関す る確 率密度 関数
の対 数和 となる.い ま, Vは標準正規分布であ るか ら Vに関す る確率密度 関数 は簡単 であ る.
そ こで, Vか らYへ の確率密度 関数の変換公式 を使 えば Yに関す る ものが求め られ る.
f(
Y) - lJト f (V)
ここで確率変数 Vのベ ク トルか ら,確率変数 Yのベ ク トルへの,変換 のためのヤ コピアン
∫-de t (∂ V/ ∂Y)
空間計量経済学 (
spa
t
i
a
lEc
onome
t
r
i
c
s
) における空間的外部性の扱い方について
81
は, (
1
2) よ り,
J- l
E
)1/2 ・
B ・A l
- I
Q1/2 I
・l
Bl・ lA l
(
1
3)
誤差項 Vが結合標準正規分布 なので,観測値 Yの対数尤度関数 は,
1--(
N/2)l
n (7
T)-(
1
/2
)・l
nl
aI
+l
nJ
BI
+l
nl
A
ト
(
1
/2
)vl v
ここで, VV- (Ay-Xβ)B'
01 1B (Ay-Xβ)
(
1
4)
(
1
5)
は,適当に変換 された誤差項 の二乗和 である.
結局,尤度関数の最大化 は,「ヤ コピア ンの行列式 によって修 正 された (
変換 された)誤差
15)式 の誤差項 の なかの二次形
二乗和 の最小化」に同等 となる.対数尤度 の本質的部分 は, (
式 で , これはふ る まいの よい最適 化問題 であるが, Aと Bの中 に空 間的項 が 隠れてお り, こ
M LE) は最小 2乗推定値 (LSE) と異 なる.その違 いの程度 は,空
のため最尤推定値 (
間的 ウェイ ト行列 W ., W 2を含 む A, Bに関す る行列式 に よってお り,・p- + 1か ス- + 1
に近 づ くにつれて大 き くなる.最 尤推定量 のための漸近 的 な特性 を確保 す るため に,通常 は
a, A, Bに適当な条件 をかすのが普通である.
2.空間的に均一 な SEMの例
(1)モデルの定義
SEM)を調べ るこ とに よ り,
被説 明変数のみ に空 間的 自己相 関があ る空 間的効果モデル (
被説 明変数 と誤差項 の双方 に空 間的 自己相 関があ る場合 も一般性 を失 わず , ほぼ同 じ扱 いが
で きるので, ここで は SEMを考 える.
Y-PWY+Xβ+ 【 ・
・
・(1)
E (e)-0
E (【【'
) - 62I
(
分散均一)
ここ で
,
Y:従属変数ベ ク トル (
NXl)
x:
一般説明変数行列
(
NXK)
W:空間的 自己回帰構造行列 (
NXN)
p :空間的 自己回帰パ ラメー タ
β :一般説明変数パ ラメー タベ ク トル
【 :誤差ベ ク トル (
NX l)
である.
(2)最尤法
1) 【に関す る尤度関数
変換手続 きで, Cは正規分布 (
nor
ma
ldi
s
t
ibut
r
ion)であることに注 目す る.
82
季刊経済研究
第2
5巻
第 4号
AY-Xβ- 【
と変形す る. ここで,
A- J-pW
-A (p)
- pの関数,である・
【 は,正規分布 なので,尤度関数 は簡単である.
L (【)- 1/ (27
T62
)N
/2・exp l
- 1/ (262
) ・【e]
2)Yに関す る尤度関数
そ こで, 【か らYへ変換す る.変換後の Yに関す る尤度関数 は,
L (Y) 主 L (C) ・ l∂ 【/ ∂ ・
l(
変換のヤ コピア ン)
Y
-L (【) ・ lA l
±1/ (27
rq2
)N
/2・exp l
- 1/ (262
) ・(AY-Xβ)
-(
AY-X β)
]・JA 1
3) Yに関する対数尤度 関数
l(
Y)- 1nL (
・
Y)
--N/ 2・ln (2'
r)-N/ 2・ln (02
)- 1/ (202
)・(YI
A■
AYl 2β●
XAY+
β一
XI
Xβ)+ ln lA 1
4)対数尤度最大化問題
,
1(
Y)を β, 0 2で偏微分 し,その偏微係数 -0の条件 か ら
β*- (xx)
1
(X■
AY)
YI
AI
AY-2βXAY+ βl
X.
X β)
c
r'2-2/N ・ (
これをまた 1 (
Y) に代 入すれば,
1 (Y, p, β書, g'2
)- const-N/ 2 (lno'2-2/N ・ln lA l
`
)
言い換 えると,
対数尤度最大化問題 は,
le
触 dve
l (Y) - Ino*2- 2/N ・ 1n IA Jの最小化問題 に帰着 され る.
に代入する と,完全 に β
が消 えて
さらに, β書を o*2
o*2- 2/N ・ (
Y'
A■
MAY) (
M≡ Ⅰ-X (X.
X)-1 XT
)
これを代入すれば,
lで完全 にβ, Oが消 えて,定数 を除けば,
le
ue
c
d
v
e
le
u
dv
e2 (Y) - 1n (
YI
A'
MAY)-2/N ・ 1n lA'tの最小化問題 に帰着 される.
この表式 で は,パ ラ メー タ β, Jが消去 され ,完全 に p のみ の関数 とな って い るの で ,
In lA lが計算で きれば, pのみの最小化問題 を考 えれば よい.
(3) オル ドによる固有値分解法 (
1
97
5)
結局, 1n I
A lを評価す ることになるが,こ れはオル ドが問題 を簡単化 させている.
構造行列W の固有値 Ai
の定義か ら,固有値 は最高次係 数が 1の固有方程式の解であるので,
固有多項式 は,
空間計量経済学 (
spa
t
i
a
lEc
onome
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r
i
c
s
) における空間的外部性の扱い方について
IA I-W l-r
I.
.
.
N
=1.
8
3
(A- li
)
と変形で きる. したが って,
JA l- Jl- pW l
-l(1/ p) l-W
Ixp"
-r
l i=1.
.
N (
1/ p- li) xp"
-r
li
=1.
.
N (
1- p li
)
最終的に,このヤ コピアンも評価 で き,
le
u
e
c
d
v
e3 (Y) - In (Y'
A'
MAY)- 2/N ・∑ ,
.
=1.
.
N ln (
1- p li
) の最小化問題
となる.結局,解の概略は,構造行列Wの固有値で決 まるといって よい.
Ⅳ.構造行列の固有値の構造
1.構造行列 と空間伝播
上下左右 の隣接格子点 との 間のみ非 0の
構造行列 は,正方格子 セルな ら,図 1の ように,L
成分 をもつ ような行列 となる.
図 1 典型的構造行列 (
ル ーク型)を取 った場合の時空間相互作用の伝播の仕方
8
4
季刊経済研究
第2
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第 4号
構造行 列 の,空 間的波 及効 果 モ デル との関係 と しては,山 田 ・安 藤他 の波動方程式 モ デル
9
9
7
)
.波動方程式の主要部 をなす ラプラシア ン作用素
との関係 をあげてお きたい (
西村他 ,1
△-∂2
/∂2Ⅹ +∂2
/∂2y+∂2
/∂2Z
は,隣接 セルの変化 の平均 を平滑化 した 2次量であ り,空 間的 自己 回帰 モデルの隣接 相互作
用 で表現 可能であ る.す なわ ち,局所 的 な総合作用 に よって波 が伝 わるので あ るか ら,両者
は きわめて密接 な関係 にあ る とい える.
2.構造行列 Wの ある表現 -チ ェッカー型の基底
相互作 用 の興味深 い構 造 を把握 す るため, グ リッ ド空 間で市松模様 に基底 を と り表現 して
み る.
今 ,現実 の地理 的 (
物 理 的)空 間 を一辺 が 2Nのスケールであ る とす る.す る と相互作 用
次 の正方行列 となる.相互作用 をチ ェ ッカーの市松模様 の よう分解 し (
表現 の基
行列 は 4N2
底 を組 み替 える ことに相 当), 2つの レイヤー同士 の重ね合 わせ として捉 え直す.
【ノー ド番号のチ ェ ッカー的番号づ け順序 】
Ll(1st 1ayer)
1
2
3
N+1
N+
2
2
N+1 2
N+
22
N+
3
N1 N
2
N・
2 2
N1 2
N
3
N1 3
N
N2
N・
12
N2
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N
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N+
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N2
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N2
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N2
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N2
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N2
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2
N2
+
N+12
N2
+
N+
22
N2
+
N+
3
4
N2
1
2
N+14
N2
2
N+
24
N2
2
N+
3
4
N2
N+14
N2
N+
2 4N2
N+
3
2
N2
+
N12
N2
+
N
2
N2
+
2
N
4
N2
N
4
N2
N- 4
N2
・
14
N2
1
空間計量経済学 (
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) における空間的外部性の扱い方 について
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5
この ようにす る と,相互作用 は一方か ら他方 に移 る変換 として定式化 で きる
N-4の場合
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70
5
0
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6
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3
2
3.チ ェッカー基底 に対 す る相互作用行列 W の表現
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器;
]
W- た :≡:≡
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4" 2次 の正方行i'
J
'
ただし、
N) l(
N)
∪(2N2
)- J(
N)
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N)
I(
N) J(
l(
N) J(
N) l(
N)
l(
N) J(
N)I l(
N)
(2N2次 の正方行列)
N)I
l(
N) J(
I(
N)はN次単位行列
J(
N)は左下三角のN次 のJ
or
da
n細胞
この ようにす る とW の高次作用 も一般公式 で得 られ,固有値 の振 る舞 い も明確 になる.時系
列分析 とある程度並行 的 に扱 うこ とがで きる もの もある.
86
季刊経済研究
第2
5
巻
第4
.
号
4.固有方程式の リダクシ ョン
-M とお くと、
簡単のため、 2N2
W ZM
[u
u
]
固有 方 程式
Jw2
N- A L2
M
×A M
(2M次行列式)
×A M
(2M次行列式)
=巨 人IM
+ 1/ … YyM
'
(× (
-))
" (M次行列式)
=l川
M
+UMUM
'
(
M次行列式)
であるので,固有方程式 は,
Jl 2 IM
+UMUM
' I- o
とな り,かな らず絶対値 の同 じ士のペ アとなる解 となる. 0も偶 数 回縮退 している.
5.固有値の例
(1) N-1のケース
物理的空間 :2N-2次 のサ イズ
工 ……
構造行列 : (2N)
2
-4次行列
日日
J
■
l
。
ー● ー●
●
一ー
●
l日日 =
Wl
=
固有方程式 : lw 1
- 人 I2l- Ⅹ 4-4Ⅹ 4
-Ⅹ2(Ⅹ-2)(Ⅹ+2)
固有値 :±2
.
0,0,0 (
含縮退)
空間計量経済学 (
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) における空間的外部性 の扱 い方 について
(2)
・N-2のケース
87
・
物理的空間 :2N-4次 のサ イズ
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L
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_
.
構造行列 : (2N)
2
-1
6
次 行列
J-Ⅹ4 (Ⅹ2- 1)2 (x12- 5)2 ((Ⅹ2- 4)2-
(2 Ⅹ)2)
- Ⅹ4 (Ⅹ21 1)2 (Ⅹ2- 5)2 (Ⅹ4
・
-1
2Ⅹ2+1
6)
固有値 :±3
.
2
4, ±2
.
2
4, ±2
.
2
4, ±1
.
2
4, ±1
.
0
0, ±1
.
0
0,0,0,0,0 (
含縮退 )
これ らの固有値の振 る舞いは一般化することが可能で,それが最終的な対数関数尤度 (
の逆
・
符号)
'
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Y)- 1n (
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MAY)-2/N ・∑ i.
1
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決定する.
【
参考文献 】
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8
季刊 経済研 究
第2
5
巻 ‥第 4号
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空間計量経済学 (
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) における空間的外部性 の扱 い方 について
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肥 田野登 ・山村能郎
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向モデルの構築」『日本不動産学会誌 』第 9巻 第 2号,pp.
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0 受理)