结构方程模型主要用于分析研究潜变量之间的结构关系,由于潜变量不可直接测量,需要设定一些可测量的指标反映潜变量,因此,结构方程模型由两个模型组成:结构模型和测量模型。
1.潜变量
潜变量(latent variable)亦称隐变量,是指那些无法直接观测并测量的变量。如研究影响学生数学成绩的因素,其中有逻辑思维能力,这是一个无法直接测量的变量;又如研究居民购买住房的行为,住房现状是一个重要的影响因素,但无法直接测量,是潜变量。潜变量需要通过设计若干指标去间接加以测量。
2.可测变量
可测变量(observable variable)亦称显变量,是指那些可以直接观测并测量的变量,也称为观测变量或指标。如住房面积的大小是一个可以直接观察和测量的变量,是可测变量。如果住房现状是一个潜变量,则住房面积可以作为测量它的一个指标。
3.外生变量
外生变量(exogenous variable)是指那些在模型或系统中,只起解释变量作用的变量。它们在模型或系统中,只影响其他变量,而不受其他变量的影响。在路径图中,只有它指向其他变量的箭头,没有箭头指向它的变量均为外生变量。在结构方程模型中,外生潜变量通常用 ξ 表示,外生可测变量通常用 x 表示。
4.内生变量
内生变量(endogenous variable)是指那些在模型或系统中,受模型或系统中其他变量包括外生变量和内生变量影响的变量,即在路径图中,有箭头指向它的变量,它们也可以影响其他变量。在结构方程模型中,内生潜变量通常用 η 表示,内生可测变量通常用 y 表示。内生变量的个数应与方程的个数相同,即每一个内生变量都会对应一个方程。
为了能够清晰地表述潜变量之间以及潜变量和可测变量之间的关系,结构方程模型应用时通常借用路径分析中的路径图。其中,矩形框表示可测变量或指标,如图1-1中的 X 1 ~ X 6 、 Y 1 ~ Y 15 ;圆的或椭圆的框表示潜变量,如图1-1中的 ξ 1, ξ 2 , η 1 ~ η 5 ;小的圆或椭圆的框,或无任何框,标有 ε 或 δ 的变量,表示方程或测量的误差。单向箭头指向指标或可测变量表示测量误差,如图1-1中的 δ 1 、 ε 1 ;单向箭头指向潜变量,表示未能被外生潜变量、内生潜变量解释的部分,是方程的误差,如图1-1中的ζ 1 。单向直线箭头连接的两个变量表示假定有因果关系,箭头由原因变量指向结果变量,如图1-1中 ξ 1 、 ξ 2 为外生潜变量, η 是内生潜变量,单向直线箭头从 ξ 1 指向 η 1 ,表示 ξ 1 是 η 1 变化的原因;如果两个变量之间连线的两端都有箭头,表示它们之间互为因果。弧形的双向箭头表示假定两个变量间无因果关系,但有相关关系。变量之间没有任何连线,则表示假定它们之间没有直接联系,如图1-1中 η 2 与 η 5 之间的关系。
图1-1 结构方程模型示意图