[論文レビュー] Hubs and Clusters in the Evolving U. S. Internal Migration Network

Paul B. Slater|arXiv (Cornell University)|Sep 16, 2008

Urban, Neighborhood, and Segregation Studies参考文献 8被引用数 4

ひとこと要約

本稿は、米国郡間移住データ（1965–1970年および1995–2000年）に対して二段階の二重標準化および強成分階層的クラスタリング手法を適用し、グローバルなハブ、機能的地域、進化的な移住クラスタを同定する。スペクトル解析およびトランジット不変クラスタリングによる検証により、安定した結果が得られ、サンセットベルト地方の郡（ネバダ州クロック郡など）の中心性の上昇と、軍事依存型郡の影響力の低下が明らかになった。

ABSTRACT

Most nations of the world periodically publish N x N origin-destination tables, recording the number of people who lived in geographic subdivision i at time t and j at t+1. We have developed and widely applied to such national tables and other analogous (weighted, directed) socioeconomic networks, a two-stage--double-standardization and (strong component) hierarchical clustering--procedure. Previous applications of this methodology and related analytical issues are discussed. Its use is illustrated in a large-scale study, employing recorded United States internal migration flows between the 3,000+ county-level units of the nation for the periods 1965-1970 and 1995-2000. Prominent, important features--such as ''cosmopolitan hubs'' and ``functional regions''--are extracted from master dendrograms. The extent to which such characteristics have varied over the intervening thirty years is evaluated.

研究の動機と目的

• 30年間にわたる米国内移住ネットワークの構造的変化を、強固なネットワーク分析フレームワークを用いて分析すること。
• 郡間移住フローにおいて、グローバルなハブおよび機能的移住地域を同定・特徴付けること。
• 特にサンセットベルト地方の郡の上昇と軍事依存型地域の衰退を含む、移住パターンの変化を評価すること。
• スペクトル解析およびトランジット不変手法を用いて、クラスタリング結果の安定性と信頼性を検証すること。
• 大規模社会経済的ネットワークに対して、二段階の二重標準化および階層的クラスタリング手法の有効性を示すこと。

提案手法

• 反復比例適合法（IPFP）による二重標準化により、行合計と列合計が1に規格化され、積比が保持される二重確率行列を構築する。
• 標準化されたフロー行列に対して強成分階層的クラスタリングを適用し、入れ子構造で地理的に整合性のある移住クラスタを同定する。
• グラフ理論的隔離基準を用いて、流入・流出が顕著に異なる非自明なノード分割を検出し、複数郡から成る地域を定義する。
• 二重確率行列の第2固有値および固有ベクトルを計算し、移住フローにおける大規模な構造的パターンを検出する。
• 「トランジットするランダムウォーク」（Google PageRank風）モデルを実装し、代替ネットワークダイナミクス下でのクラスタリング結果の妥当性を検証する。
• 1965–1970年と1995–2000年の2期間にわたる結果の比較により、移住ネットワーク構造の時間的進化を評価する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 1965–1970年から1995–2000年にかけて、米国のグローバルな移住ハブはどのように変化したか？
• RQ2 階層的クラスタリングによって導かれる機能的移住地域は何か。また、それらは時間経過とともに安定しているか？
• RQ3 ネバダ州クロック郡のようなサンセットベルト地方の郡のネットワーク内中心性は、どの程度上昇したか？
• RQ4 ワシントン州ピアス郡のような軍事依存型郡は、2期間にわたって移住への影響力でどのように比較されるか？
• RQ5 トランジット不変ランダムウォークなどの代替ネットワークモデル下でも、同定されたクラスタおよび地域的構造はどの程度頑健か？

主な発見

• 1965–1970年の最もグローバルな移住ハブは、シカゴのクック郡・デュプレッジ郡およびワシントンD.C.であったが、1995–2000年にはネバダ州クロック郡（ラスベガス）が最も顕著なハブに発展した。
• コネチカット、ハワイ、サウスジャージーのような機能的クラスタは30年間を通じて安定しており、恒久的な地域的移住パターンを示している。
• 1995–2000年の移住行列の第2固有ベクトルは、ジョージア州の郡で78の高い成分、北・南・ネブラスカ州の郡で110の低い成分を示しており、強い地域的極化を示している。
• チェイエンヌ・インディアン・レジリエーション（サウスダコタ州デュイとジーバック郡）は、1965–1970年の階層的クラスタリングで最初のクラスタを形成し、遠隔で人口が少ない地域における長年の移住パターンを強調している。
• トランジットを伴うクラスタリング結果は頑健であり、異なるネットワークダイナミクスモデル下でも同定された移住地域の安定性が確認された。
• 「フランス系ルイジアナ」、「ノーザン・ラワーミッジガン」、「ノーザン・ニューエングランド」のような移住地域が、マスターデンドログラムにおいて明確に独立した複数郡クラスタとして同定された。