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【GeoScience Café】范子英:夜光遥感“点亮”社会经济学研究

发布日期:2017-06-14 16:25:58 阅读次数:[4096]次 作者:

核心提示:随着夜光遥感技术的不断发展,夜间灯光数据在社会经济学领域的应用也不断深入,成为跨学科研究中的新亮点。来自上海财经大学的范子英教授做客本期GeoScience Café,基于日常生活中的有趣现象,阐述了经济科学的思维视角与方法论进展,并在此基础上介绍了夜光遥感数据在经济学中的应用。他的报告幽默风趣,为大家带来一场精彩的跨学科交流盛宴。

文字:王银  摄像:孙嘉  摄影:许殊  主持:王银

 

>>>人物名片

范子英(1981-),上海财经大学公共经济与管理学院教授、博士生导师,中国公共财政研究院副院长,上海市“曙光学者”,教育部“长江学者”青年学者,第五届“黄达—蒙代尔经济学奖”获得者。主要从事公共财政、发展经济学与区域经济学方面的研究,已在《经济研究》、《Ecological Economics》等期刊发表论文40余篇,出版学术专著2部;主持国家自然科学基金、亚洲开发银行项目等各类课题20余项。


>>>报告现场

随着夜光遥感技术的不断发展,在社会经济学中的应用随之不断深入,尤其是在经济增长与城市化领域,已为诸多学者提供了重要研究支持。范子英做客GeoScience Café,通过日常生活中的有趣现象,为大家阐述了经济学的思维视角与方法论,并在此基础上,着重介绍了夜光遥感数据在经济学里的应用领域与经典研究。本期报告还吸引了文理学部的许多同学前来旁听,全场座无虚席。在范老师幽默风趣、深入浅出的讲授里,师生体验了一场精彩的跨学科交流盛宴。

 

意料之外?情理之中!

是“过节”,还是过劫”?一张节假日景区人潮涌动的照片引起了大家的共鸣(图1)。设立节假日原本是希望人们有机会放松休闲,但同时期人们一起涌向无排他性的公共资源时,难免会产生适得其反的效果,于是“在景区看一场人海是每一朵花的梦想”。同样,高速公路上的限时免费政策虽然促进了人们的出行,但却可能造成严重的交通拥堵。这些现象乍看在意料之外,仔细思考却实则在情理之中。

节假日景区里的巨大客流量

通过这些例子,范老师引出了经济学的思维重点。首先,经济学研究较之自然科学研究可能更为复杂,因为它的研究对象是人,而人的思想、行为均在不断变化。再者,人的行为具有不可逆性,若已从事一些活动,则无法模拟未从事这一活动而从事其他活动的情形。这使得自然科学里广泛应用的实验手段在经济学里行不通。那么经济学研究什么呢?从经济增长到价格预测,从国际政治到老百姓的日常生活,经济学的触角伸入到社会生活的方方面面,可以说“经济学研究一切”

 

鸡生蛋,蛋生鸡?还是另有真相?

随后,范老师给出了两张照片(图2),让大家讨论它们二者的关系。初看之下,很多人会认为这是鸡生蛋与蛋生鸡的因果关系,实则不然。”范老师讲到,“还可能存在另外一只看不见的鸡,创造了这只鸡和这只蛋。这也是经济学研究里容易被人忽视却非常关键的逻辑点。”

鸡生蛋,蛋生鸡?还是?

3给出了一张散点图,横轴为各国人均巧克力消费量,纵轴为各国每千万人诺贝尔奖获得者数目。乍看之下,巧克力的消费数量与诺贝尔奖获得者数目有着明显的正向线性关系,然而,这样就可以认为多吃巧克力能造就更多诺贝尔奖获得者吗?显然不正确,因为其中还存在着一些看不见却与二者密切相关的因素(如经济发展水平等)。

人均巧克力消费量与千万人诺贝尔奖获得者数散点图

综合而言,经济学的方法论围绕识别与度量两方面展开。就识别而言,借鉴上述实例,要注意考虑看不见的第三方因素对经济现象的影响。在经济学里,常用的关系识别方法包括差分内差分法(Difference In DifferenceDID)和断点回归(Regression DiscontinuityRD)等。此外,双胞胎数据的运用也可以较为有效地剔除干扰因素,达到拟实验的目的。就度量而言,应努力思考如何巧妙地将抽象概念转换为可供计算的实际变量。比如在美国,就业中的种族歧视是违法行为,但最终的就业情况是歧视行为发生后所呈现的结果。那么,该如何度量这一歧视呢?对此,有两位经济学家合作设计了两份有趣的简历,内容均一致,唯一不同的是一份用黑人常用姓名,另一份用白人常用姓名,两份均投递给了相同的2435家公司。结果发现印有白人名字的简历初审通过率比印有黑人名字简历的通过率高出50%,种族歧视情况不言而喻。

 

灯光数据在经济学中的应用

灯光数据在经济学中主要应用在真实经济增长测算与城市化进程等相关研究中。就前者而言,受服务业产值低估、统计误差等影响,真实GDP测算一直是经济学家研究的重要课题。利用夜光遥感数据,可直观地推测并对比不同地区经济增长情况。就城市化而言,灯光数据可清晰地体现空间集聚特征,描绘非行政区划下的城市边界。

此外,一些原始灯光数据在使用时可能存在一些问题,比如传感器老化使得不同年份的数据不可比较;不同年份监测卫星数目不同(常用做法是取平均数弥补);2008年以后,夜光遥感数据出现了位移。此外,高纬度的栅格面积不同需加以校准;且一些行政区划存在飞地,给整体度量带来了困难。

在相关研究中,Henderson2012)最早将灯光数据运用在经济增长研究中。他假定真实GDP是由官方统计GDP与灯光数据加权所得(如式(1),其中,是预测的GDP是统计GDP是灯光估计的GDP)。为求出权重系数,Henderson2012)将所有研究国家分为发达国家与发展中国家,并假定发达国家的真实GDP等于其官方统计GDP(这同样也是文章的缺陷)。

     (1)

另一较具代表性的研究是ClarkPinkovskiy & Sala-i-Martin2017),他们运用统计GDP、灯光亮度与另一个与经济增长正相关的指标(如能源消费)构造真实GDP的函数(式(2),其中 为真实GDP为夜光亮度数据,为统计得到的GDP为能源消费量)。然而,该研究适于估计短期增长,不适合用于估计长期增长,且由于灯光亮度增长速度高于真实GDP增长速度,其结果也可能存在一定偏差。但ClarkPinkovskiy & Sala-i-Martin2017)的研究方法假设条件较弱,相对更为完整,为后续学者提供了重要参考。

     (2)

此外,在校准方面,LiuHe & Zhang et al.2012)与LiChen & Zhao et al.2013)的相关研究均有较大的参考价值。相信在未来,随着遥感技术的不断发展,灯光数据的处理会更加便捷、规范,将进一步支持相关经济学领域的研究。

 

重要文献:

[1]     Henderson J V, Storeygard A, Weil D N. Measuring economic growth from outer space[J]. The American Economic Review, 2012, 102(2): 994-1028.

[2]     Clark H, Pinkovskiy M, Sala-i-Martin X. China's GDP Growth May be Understated[R]. National Bureau of Economic Research, 2017.

[3]     Liu Z, He C, Zhang Q, et al. Extracting the dynamics of urban expansion in China using DMSP-OLS nighttime light data from 1992 to 2008[J]. Landscape and Urban Planning, 2012, 106(1): 62-72.

[4]     Li X, Chen X, Zhao Y, et al. Automatic intercalibration of night-time light imagery using robust regression[J]. Remote sensing letters, 2013, 4(1): 45-54.

 

>>>互动交流

观众A谢谢老师的精彩报告! 之前您说2008年以后夜光遥感数据出现了位移,我曾通过邮件询问了相关机构,他们说只要将2008年以后数据的头文件名替换成之前的即可。此外,还想请教下,您觉得大数据时代经济学会向什么方向发展呢?谢谢!

范子英:大数据时代的特征不仅是数据量庞大,更重要的是数据网络串联起来后所蕴含的信息,如一些先见的预测分析。现在的经济研究数据来源广泛,利用爬虫等,可以获得淘宝、微博等诸多网络数据。然而,我们现在部门数据方面仍有一定欠缺,希望国家能加强这方面的数据整合。此外,现在大数据更多的是样本量的增大,而不是维度的增大,这使其在经济学研究中受限,因为经济学研究不只是描述现象,更要证明为何是这样。

观众B我们是否能用夜光数据进行城市圈等小尺度研究?夜光数据应用的发展趋势与限制是怎样的呢?谢谢!

范子英:一般而言,最先出来的数据都是做全球尺度研究的,可以说是种基本面分析。现在我们也开始做全国或某个省的研究了。大家会不断地向更为细致的层面推进。城市圈的研究还未跟上,但非常有研究价值。关于夜光数据应用,我收到最多的邮件是如何把图片转换成数字,但这对遥感的同学根本不是问题,所以现在经济学研究特别需要跨专业背景、有较强数据处理能力的学生。此外,现在夜光数据应用多停留在县级层面,因为再往下相关经济数据很难获取了,这也是制约数据应用的一个问题。

 

主讲嘉宾范子英教授

 

认真聆听报告

 

现场同学提问

 

范子英(中)与GeoScience Café团队成员合影

 

GeoScience Café谈笑间成就梦想为口号,采取最自由的交流方式,每期邀请1-4位报告人,针对自己正在进行的研究展开报告。每周五晚7:30,在测绘遥感信息工程国家重点实验室四楼休闲厅举行当期活动。报告内容不仅涉及一切与测绘有关的学科内容及学术方法,如测绘基础学科、地理信息系统、摄影测量与遥感、全球定位系统、激光雷达技术、信号处理,还包括地理信息科学以外的话题,如法律和艺术等。让任何感兴趣的人——不仅是地理信息相关专业的师生,还包括其他专业的师生,甚至是文科生——都可以听取报告,并当场向主讲嘉宾提问或者会后与其交流。

更多精彩内容(报告PPT、新闻稿及下期活动消息等)敬请关注Geoscience Café(QQ群号:532362856),微信公众号:GeoScienceCafe

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