夜晚燈光數據與中國經濟發展水平相關性研究

陳善賓

摘要：中國官方發布的GDP數據由于人為因素等原因，學者對GDP數據的真實性表示質疑。本文利用Arcgis軟件提取夜晚燈光數據，驗證夜晚燈光數據與GDP之間的相關性關系，同時建立模型將夜晚燈光數據與GDP數據進行加權以降低人為因素造成的誤差，力求更加客觀反映中國的經濟活動情況。通過對2002-2006年夜晚燈光數據與縣級GDP數據進行計量分析發現，夜晚燈光數據與縣級GDP數據具有著顯著的正相關關系，表明夜晚燈光數據是GDP數據的優良的替代變量。

關鍵詞：全球夜晚燈光數據 縣級GDP數據 中國經濟發展水平

一、引言

中國自改革開放以來，各方面發展突飛猛進，尤其是在經濟方面，2016年官方統計GDP已經突破10萬億美元，成為僅次于美國的第二大經濟體，但是從改革開放以來，對于官方發布GDP的質疑便不斷地存在，尤其是在亞洲經濟危機爆發時，中國官方發布1997年中國經濟增速為8.8%，這個數據引起了巨大的爭議。對于中國官方發布GDP數據，一些學者認為雖然官方發布的GDP存在著一些不足，但是基本符合中國經濟的實際情況，同時也有另外一些經濟學家表示中國官方GDP數據存在著人為因素影響的誤差，GDP數據高于實際的經濟發展水平，不符合中國經濟實際情況。GDP作為衡量一個地區經濟發展水平的一個標準，GDP數據是否準確對于政策制定者與學者來說都具有著十分重要的意義。

二、數據說明及處理

（一）數據說明

夜晚燈光數據是根據地球表面夜晚燈光亮度來進行對經濟活動進行反映的一種數據，這些數據主要通過美國的氣象觀測衛星獲得，因此夜晚燈光可以作為人類活動的表現形式，因此利用OLS傳感器的特性獲取的夜晚燈光數據，可以作為反映經濟活動的良好數據來源。美國空軍氣象局（AFWA）負責對早期的OLS數據進行整理收集，1992年美國地理信息中心（NGDC）成立，開始接替美國空軍氣象局處理OLS數據，并且發布全球夜晚燈光數據，全球夜晚燈光數據主要包括四種產品，分別是平均可見燈光產品、穩定燈光產品、能觀察的無云覆蓋次數、平均燈光xPct，在這四種數據產品中，研究中應用最多的是穩定燈光產品。

（二）數據處理

對于夜晚燈光數據的處理，我們利用Arcgis軟件，對2002-2006年數據進行掩膜提取，獲得中國的夜晚燈光數據圖，在將數據提取到表，獲得夜晚平均亮度數據。下圖中表示提取出的中國整體燈光亮度圖，在圖中顏色越白表示燈光亮度越高。從圖中可以看出，中國燈光亮度數據與中國地區經濟發展水平有著較高的相關性，在東部沿海經濟發達的地方，夜晚燈光亮度較高，而中部地區經濟相對于東部沿海來說經濟發展水平較差，因此燈光亮度高于西部地區但低于東部地區，西部地區的燈光亮度處于最低的水平。燈光亮度也存在著城市聚集現象，中國亮度最高的地方分別是上海、北京、廣州、深圳，東北地區主要集中在沈陽、長春、哈爾濱、齊齊哈爾四個城市，中西部地區主要集中在重慶、成都、昆明、西安、烏魯木齊等城市。因此中國不僅存在著區域經濟發展不平衡現象，也存在著大城市與小城市、農村經濟發展的不平衡現象。

三、夜晚光亮數據與縣級GDP數據的關聯性檢驗

（一）模型

為了驗證夜晚光亮數據與縣級GDP數據之間的關聯性，本文選用Henderson et a1.（2012）文章中分析方法，做出如下假設：

其中，yi代表著每個地區的官方發布的的生產總值GDP，i表示不同的縣（區）yi*代表著不同的地區的實際生產總值GDP，Li代表著夜晚燈光亮度，￡表示計量模型中的誤差項，a代表著不同地區實際生產總值與夜晚燈光亮度之間的系數。方程（1）表示官方發布GDP數據等于實際GDP與誤差項兩者之和，方程（2）表示夜晚燈光亮度與實際GDP兩者之間的關系。依據假設，方程（1）的誤差項￡yi與方程（2）的誤差項εxi是不相關的。

依據上述兩個方程，我們可以設定地方發布GDP與夜晚燈光亮度之間關系的模型如下：

方程（3）中代表了夜晚燈管數據與地方發布GDP之間關系的模型，其中p代表著夜晚燈光亮度的系數，表示地方發布GDP與夜晚燈光亮度之間的相關程度。

通過計量模型分析可以發現，對于中國縣級GDP與夜晚光亮數據之間具有著高度相關性，相對于其他替代變量比如電力消費量、城市化水平、第三產業所占比重等，夜晚燈光數據具有著不受收入、通貨膨脹、統計誤差等人為因素的影響的優良特點，因此夜晚燈光數據可以作為客觀反映一個地區經濟發展水平的替代變量。事實上，已經有學者研究過夜晚燈光亮度與GDP之間的關系，我們將數據進行進一步的細化，精確到縣級的數據，支持了夜晚燈光亮度與GDP之間的顯著相關性關系。