用途:回答地理现象“是否聚集、在哪里、为什么”,并给出可辩护的统计推断。核心前提是空间数据违反独立性假设,普通统计会高估显著性,因此分析从权重设计开始、以残差诊断结束。
空间权重(W):结果取决于 W,需按实质理由选择并用一个替代方案做敏感性检验。Queen/Rook 邻接用于不规则多边形;K 近邻用于点数据或存在岛屿;距离带用于已知作用范围的过程;核(距离衰减)用于平滑影响与 GWR 类局部模型。示例:from libpysal.weights import Queen;w = Queen.from_dataframe(gdf, use_index=True);w.transform = "r"。需报告权重类型、参数、岛屿数量及结果是否在替代 W 下稳健。
全局到局部流程:全局 Moran's I(esda.Moran,置换推断≥999)回答是否存在聚类,报告 I、p_sim 与置换分布;LISA/局部 Moran(esda.Moran_Local)定位 High-High、Low-Low 聚类与 High-Low/Low-High 异常,制图前至少做 FDR 多重检验校正;Getis-Ord Gi*(esda.G_Local, star=True)找强度热点/冷点。基于人口的现象用率而非计数,小人口单元先用经验贝叶斯平滑(esda.smoothing)。
点模式:区分一阶强度(KDE)与二阶交互(Ripley's K/L,pointpats);存在明显密度梯度时用非齐次零假设;报告并论证 KDE 带宽。
空间回归:先跑 OLS 再诊断,from spreg import OLS;ols = OLS(y, X, w=w, spat_diag=True, moran=True, name_y="price", name_x=xnames)。按 LM 检验决策:LM-Lag 显著而 LM-Error 不显著用 SAR,反之用 SEM,两者都显著比较稳健 LM,均不显著则保留 OLS。SAR 系数非边际效应,需报告直接/间接(溢出)效应;SEM 中空间结构是干扰相关,不可讲溢出。关系随空间变化时用 GWR/MGWR(mgwr),按 AICc 选带宽,局部系数需掩蔽不显著项,GWR 属探索性。
推断诚实:优先置换 p 值;局部检验做 FDR 校正;注意 MAUP 并测试替代聚合;最终模型报告残差 Moran's I;空间混杂下需明确识别策略再谈因果。
执行契约:定义推断问题与单元;检查分布与率;构建并论证权重;先全局后局部;必要时建模;诊断残差依赖;报告不确定性。失败模式包括任意权重下作推断、忽略岛屿、MAUP 不稳定、未校正多重检验、残差自相关与无依据的因果表述。版本敏感的统计 API 或默认值应查阅权威来源登记表。