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基于地理加权惩罚性回归的空间异质性构成性回归:将 COPD 发病率与收入分布联系起来

统计方法学 2026-05-18 v2

摘要

收入不平等是健康差异的主要贡献者,但其影响常因地理位置而异,通常表示为构成性分布(例如各收入档次家庭的比例)。现有空间回归方法在此情境下存在不足:它们通常假设空间变化平滑,无法容纳突然的空间异质性,且缺乏对构成性协变量的原则性处理。我们提出一种地理加权惩罚性构成性回归模型,以同时解决上述挑战。该方法采用两两融合惩罚,使其能够检测具有共享回归效应的连续区域和非连续区域集群,从而放宽空间平滑性和地理相邻性的强假设。这使得即使在不相邻的地区,只要存在相似的底层社会经济结构,就能被识别。通过纳入非凸惩罚(如 minimax concave penalty, MCP),该方法在高维空间情境下实现更好的估计准确性、可解释性和可扩展性。我们通过分析将美国收入构成与慢性阻塞性肺疾病(COPD)发病率关联起来,揭示了常规模型所掩盖的空间异质性关联。该框架提供了一个灵活且稳健的工具,用于处理具有构成性预测变量和区域特定异质性的空间数据。

关键词

引用

@article{arxiv.2605.12830,
  title  = {Linking COPD Prevalence with Income Distribution: A Spatial Heterogeneous Compositional Regression via Geographically Weighted Penalized Approach},
  author = {Jingwen Deng and Shujie Ma and Sergio J. Rey and Guanyu Hu},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2605.12830},
  year   = {2026}
}

备注

39 pages, 7 figures, appendix included