2.1 空间自相关和空间异质性
2.1.1 空间相关
空间相关是空间数据的最大特征，主要包括空间自相关性和空间异质性。Anselin（1988）在Spatial econometrics：methods and models一书中对于空间相关进行了详细概述。他指出，在模型中加入截面相关的因素是计量经济学的新突破之一，主要指各个经济变量除了存在时间上的相关性外，空间上也表现出一定的依存关系和空间结构。
空间自相关衡量的是一个地区的经济活动与周边地区经济活动的协动性。假设将经济活动的空间看作一个连续的整体，相邻地区之间必然存在一定的相互依赖和相互影响。空间自相关与经济活动发生的区位相关，在整个经济活动的空间中，对任意两地i，j，经济活动之间的相关性Cov（yi，yj）≠0，则表明这两个地区存在空间自相关。根据Tobler（1970）提出的地理学第一定律，经济活动之间的空间关联性随着距离的增大而减弱。引起空间相关主要有空间测量误差、空间溢出效应和空间界限对空间特征的影响。空间测量误差是在数据搜集过程中，由于设定的空间单位不一致引起的。空间溢出效应也称空间外部性，包含正效应和负效应两个方面。正的空间溢出效应是指经济活动在空间结构中借助邻近效应与扩散效应加速区域之间经济要素的流动，重新合理配置资源。负的空间溢出效应则是指区域之间的恶性竞争造成资源掠夺，不利于地区经济的和谐发展。空间界限的影响则是指空间相关受到例如区位、距离等相对位置的决定，例如，是否靠近河流、港口等。空间自相关能够描述长期经济活动聚集倾向。当两个地区存在空间正相关时，表明两个地区经济活动具有高度相似性，并且能够进一步融合，形成集聚。相反，若两个地区呈现空间负相关，则两地区的经济格局关联性很小，经济格局趋于分散。衡量相关性的几类空间统计指标将在接下来的小节中进行详细的讨论。
空间异质性也称空间差异性，是指经济活动在空间分布上呈现一定的分布规律。大多数经济活动在地理空间上的分布缺乏均质性，存在发达地区和落后地区、中心（核心）和外围（边缘）地区等经济地理结构，从而导致经济发展等存在较大的空间上的差异性。空间异质性反映了经济实践中的空间观测单元之间经济行为关系的一种普遍存在的不稳定性。在经典回归中，假定解释变量为x，被解释变量为y，在给定的数据样本中，x对y的影响恒定，即参数估计值为定值。但是，在考虑空间异质性的情况下，参数估计值会随着样本数据空间位置的差异而变化，反映解释变量在不同的空间位置对被解释变量的不同影响。空间异质性源于经济活动的初始状态和动态推移。新经济地理学家们指出初始自然条件、要素禀赋会导致空间分布的差异性，先天优势的存在使得部分地方在一开始就成为聚集中心，但是，也有部分地区的地理条件、要素分布类似，呈现出均匀分布的特点。随着经济活动的加剧，各种内在和外在的因素共同推动空间经济格局的演变，在向心力和离心力的共同作用下，空间异质性趋于扩大或缩小。因此，空间异质性更强调研究局域差异，揭露经济活动空间差异特征。