夜晚灯光数据与中国经济发展水平相关性研究

陈善宾

摘要：中国官方发布的GDP数据由于人为因素等原因，学者对GDP数据的真实性表示质疑。本文利用Arcgis软件提取夜晚灯光数据，验证夜晚灯光数据与GDP之间的相关性关系，同时建立模型将夜晚灯光数据与GDP数据进行加权以降低人为因素造成的误差，力求更加客观反映中国的经济活动情况。通过对2002-2006年夜晚灯光数据与县级GDP数据进行计量分析发现，夜晚灯光数据与县级GDP数据具有着显著的正相关关系，表明夜晚灯光数据是GDP数据的优良的替代变量。

关键词：全球夜晚灯光数据 县级GDP数据 中国经济发展水平

一、引言

中国自改革开放以来，各方面发展突飞猛进，尤其是在经济方面，2016年官方统计GDP已经突破10万亿美元，成为仅次于美国的第二大经济体，但是从改革开放以来，对于官方发布GDP的质疑便不断地存在，尤其是在亚洲经济危机爆发时，中国官方发布1997年中国经济增速为8.8%，这个数据引起了巨大的争议。对于中国官方发布GDP数据，一些学者认为虽然官方发布的GDP存在着一些不足，但是基本符合中国经济的实际情况，同时也有另外一些经济学家表示中国官方GDP数据存在着人为因素影响的误差，GDP数据高于实际的经济发展水平，不符合中国经济实际情况。GDP作为衡量一个地区经济发展水平的一个标准，GDP数据是否准确对于政策制定者与学者来说都具有着十分重要的意义。

二、数据说明及处理

（一）数据说明

夜晚灯光数据是根据地球表面夜晚灯光亮度来进行对经济活动进行反映的一种数据，这些数据主要通过美国的气象观测卫星获得，因此夜晚灯光可以作为人类活动的表现形式，因此利用OLS传感器的特性获取的夜晚灯光数据，可以作为反映经济活动的良好数据来源。美国空军气象局（AFWA）负责对早期的OLS数据进行整理收集，1992年美国地理信息中心（NGDC）成立，开始接替美国空军气象局处理OLS数据，并且发布全球夜晚灯光数据，全球夜晚灯光数据主要包括四种产品，分别是平均可见灯光产品、稳定灯光产品、能观察的无云覆盖次数、平均灯光xPct，在这四种数据产品中，研究中应用最多的是稳定灯光产品。

（二）数据处理

对于夜晚灯光数据的处理，我们利用Arcgis软件，对2002-2006年数据进行掩膜提取，获得中国的夜晚灯光数据图，在将数据提取到表，获得夜晚平均亮度数据。下图中表示提取出的中国整体灯光亮度图，在图中颜色越白表示灯光亮度越高。从图中可以看出，中国灯光亮度数据与中国地区经济发展水平有着较高的相关性，在东部沿海经济发达的地方，夜晚灯光亮度较高，而中部地区经济相对于东部沿海来说经济发展水平较差，因此灯光亮度高于西部地区但低于东部地区，西部地区的灯光亮度处于最低的水平。灯光亮度也存在着城市聚集现象，中国亮度最高的地方分别是上海、北京、广州、深圳，东北地区主要集中在沈阳、长春、哈尔滨、齐齐哈尔四个城市，中西部地区主要集中在重庆、成都、昆明、西安、乌鲁木齐等城市。因此中国不仅存在着区域经济发展不平衡现象，也存在着大城市与小城市、农村经济发展的不平衡现象。

三、夜晚光亮数据与县级GDP数据的关联性检验

（一）模型

为了验证夜晚光亮数据与县级GDP数据之间的关联性，本文选用Henderson et a1.（2012）文章中分析方法，做出如下假设：

其中，yi代表着每个地区的官方发布的的生产总值GDP，i表示不同的县（区）yi*代表着不同的地区的实际生产总值GDP，Li代表着夜晚灯光亮度，￡表示计量模型中的误差项，a代表着不同地区实际生产总值与夜晚灯光亮度之间的系数。方程（1）表示官方发布GDP数据等于实际GDP与误差项两者之和，方程（2）表示夜晚灯光亮度与实际GDP两者之间的关系。依据假设，方程（1）的误差项￡yi与方程（2）的误差项εxi是不相关的。

依据上述两个方程，我们可以设定地方发布GDP与夜晚灯光亮度之间关系的模型如下：

方程（3）中代表了夜晚灯管数据与地方发布GDP之间关系的模型，其中p代表着夜晚灯光亮度的系数，表示地方发布GDP与夜晚灯光亮度之间的相关程度。

通过计量模型分析可以发现，对于中国县级GDP与夜晚光亮数据之间具有着高度相关性，相对于其他替代变量比如电力消费量、城市化水平、第三产业所占比重等，夜晚灯光数据具有着不受收入、通货膨胀、统计误差等人为因素的影响的优良特点，因此夜晚灯光数据可以作为客观反映一个地区经济发展水平的替代变量。事实上，已经有学者研究過夜晚灯光亮度与GDP之间的关系，我们将数据进行进一步的细化，精确到县级的数据，支持了夜晚灯光亮度与GDP之间的显著相关性关系。