基于燈光數(shù)據(jù)的京津冀區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)分析

(北京物資學(xué)院 北京 101149)

一、前言

改革開(kāi)放以來(lái)，行政性分權(quán)有效調(diào)動(dòng)了地方政府的積極性，促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，但同時(shí)也導(dǎo)致了地方市場(chǎng)分割格局出現(xiàn)，當(dāng)時(shí)地方政府為了實(shí)現(xiàn)本地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，能夠充分就業(yè)，從而忽略了資源整體配置效率，再加上地理位置等因素，導(dǎo)致我國(guó)經(jīng)濟(jì)地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展差距不斷增加。為了能夠更好使我國(guó)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展更加平衡，我國(guó)不斷推進(jìn)區(qū)域一體化的進(jìn)程，如長(zhǎng)三角、珠三角，也有正處于發(fā)展期的環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)圈、東北角經(jīng)濟(jì)圈、大西南經(jīng)濟(jì)圈。

我國(guó)首次在“十一五”規(guī)劃中提出了把區(qū)域規(guī)劃的編制放在突出重要的位置，并且決定對(duì)長(zhǎng)江三角洲區(qū)域和京津冀區(qū)域進(jìn)行規(guī)劃，根據(jù)地理特點(diǎn)和地區(qū)經(jīng)濟(jì)聯(lián)系等原因，打破行政區(qū)規(guī)劃界限，編制為一個(gè)整體區(qū)域。環(huán)渤海地區(qū)為其中之一，而京津冀區(qū)域?yàn)榄h(huán)渤海經(jīng)濟(jì)區(qū)的核心地區(qū)。

然而，在京津冀區(qū)域規(guī)劃發(fā)展期間，我國(guó)經(jīng)濟(jì)也得到了飛速的發(fā)展，1987年到2012年國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)的平均增速也到達(dá)9.9%,而且在1995年到2013年期間，京津冀區(qū)域國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值(GDP)的平均增速達(dá)卻到了11.93%。經(jīng)濟(jì)得到快速的發(fā)展同時(shí)，其發(fā)展速度也受到了外界的質(zhì)疑。但是，如何GDP數(shù)據(jù)的真實(shí)性是值得考慮的問(wèn)題。而且，目前國(guó)內(nèi)學(xué)者在對(duì)京津冀做的研究大部分是關(guān)于京津冀一體化的必要性、京津冀空間區(qū)域的規(guī)劃、京津冀區(qū)域產(chǎn)業(yè)調(diào)整等方面研究，在研究的過(guò)程中，很少有學(xué)者對(duì)其經(jīng)濟(jì)發(fā)展的真實(shí)性進(jìn)行探討研究。所以本文借鑒國(guó)內(nèi)外學(xué)者的意見(jiàn)，以我國(guó)首都北京為中心的的京津冀都市圈為例，探討夜間燈光數(shù)據(jù)與實(shí)際GDP之間的關(guān)系，檢驗(yàn)夜間燈光數(shù)據(jù)能否代替GDP數(shù)據(jù)進(jìn)行研究。

二、文獻(xiàn)綜述

近些年來(lái)，遙感技術(shù)被廣泛應(yīng)用，夜間燈光數(shù)據(jù)的獲取更加簡(jiǎn)單，其數(shù)據(jù)相對(duì)統(tǒng)計(jì)類數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，更具有真實(shí)性和時(shí)效性，而且該數(shù)據(jù)更能體現(xiàn)出人類社會(huì)經(jīng)濟(jì)的活動(dòng)，因此夜間燈光數(shù)據(jù)被廣泛應(yīng)用。Elvidge et al.(1997)對(duì)世界上21個(gè)國(guó)家的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，主要是對(duì)夜間燈光的面積與GDP以及電力消耗三個(gè)因子進(jìn)行了初步回歸分析，建立模型，來(lái)研究三者之間的相關(guān)性。Ghosh T.(2009)通過(guò)使用夜間衛(wèi)星圖像的空間模式與美國(guó)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)之間的已知關(guān)系來(lái)估計(jì)墨西哥的正規(guī)與非正規(guī)經(jīng)濟(jì)。Husi Letu et al.(2010)使用DMSP穩(wěn)定夜間燈光數(shù)據(jù)估算了1999年中國(guó)、印度等國(guó)家的發(fā)電廠化石燃料消耗產(chǎn)生的二氧化碳排放量。徐康寧、陳豐龍等人(2015)對(duì)中國(guó)1992年到2012年的省級(jí)面板數(shù)據(jù)進(jìn)行了計(jì)量回歸分析，最終結(jié)果研究表明，在不同的計(jì)量估計(jì)方法下的夜間燈光亮度與GDP之間都存在很明顯的正向相關(guān)關(guān)系。顧羊羊等人(2015)以1995年到2012年的河南省為例，基于夜間燈光數(shù)據(jù)對(duì)能源耗消耗數(shù)據(jù)進(jìn)行研究，對(duì)碳排放空間分布進(jìn)行模擬，并且研究氣氛不得特征和規(guī)律。

三、區(qū)域概況及數(shù)據(jù)處理

(一)京津冀區(qū)域概況

京津冀即京津冀都市經(jīng)濟(jì)圈，是中國(guó)北方地區(qū)的經(jīng)濟(jì)中心，是環(huán)渤海經(jīng)濟(jì)區(qū)的核心地區(qū)。主要包括北京、天津和河北省的石家莊、唐山、滄州、保定、秦皇島、廊坊、承德、張家口、邢臺(tái)、邯鄲、衡水十一個(gè)地市。其地理總面積約為218000平方公里，總?cè)丝?.1億。

(二)數(shù)據(jù)來(lái)源

遙感數(shù)據(jù)：本文采用的京津冀1995年至2013年夜間燈光影像數(shù)據(jù)來(lái)源于美國(guó)國(guó)家海洋與大氣管理局(NOAA)下屬美國(guó)國(guó)家地球物理數(shù)據(jù)中心(NGDC)發(fā)布的。其影像數(shù)據(jù)主要來(lái)自5個(gè)不同DMSP衛(wèi)星：F12(1995-1999)、F14(1997-2003)、F15(2000-2007)、F16(2004-2009)、F18(2010-2013)，所有的影像均可以下載(http：//ngdc.noaa.gov/eog/download.html)，每一年的夜間燈光數(shù)據(jù)影像包括四種：(1)平均可見(jiàn)燈光(average visible)、(2)穩(wěn)定燈光(stable lights)、(3)無(wú)云觀測(cè)頻率(cloud free coverages)、(4)以及平均可見(jiàn)燈光X Pct(average lights X Pct)。

統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：本文所用的人均地區(qū)生產(chǎn)總值統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)、電力能源消耗以及人均消費(fèi)水平來(lái)源《中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒》。

(三)數(shù)據(jù)校準(zhǔn)

本文參考Liu et al(2017)的研究成果，對(duì)夜間燈光數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)，主要包括以下幾步：

(1)對(duì)傳感器的相互校正，主要對(duì)不同年度衛(wèi)星的柵格校正，讓燈光數(shù)據(jù)具有可比性。

(2)多傳感器同年度數(shù)據(jù)校正

(3)不同年份的數(shù)據(jù)校正

四、相關(guān)性分析

本著夜間燈光數(shù)據(jù)具有客觀真實(shí)的特性，所以本文對(duì)兩者之間的相關(guān)性進(jìn)行研究檢驗(yàn)，從而對(duì)GDP高速增長(zhǎng)的真實(shí)性進(jìn)行探討。我們初始假定模型為：

GDPi=a*DNi+ci

(4-1)

式中的a為DN值的系數(shù)，下標(biāo)i代表著不同的地區(qū)。

為了減低誤差對(duì)估計(jì)結(jié)果的干擾，接下來(lái)對(duì)初步的模型進(jìn)行調(diào)整，模型進(jìn)一步變化為：

GDPit=a*DNit+b*electricit+gdp3it+cit

(4-2)

式(4-2)中，electric代表電力消耗，其作為了夜間燈光的替代變量。gdp3代表第三產(chǎn)業(yè)發(fā)展水平，作為控制變量。下標(biāo)i和t分表代表省份和年份。

我們采用固定效應(yīng)方法對(duì)模型(4-2)進(jìn)行整體樣本估計(jì)，具體估計(jì)結(jié)果如表4-1所示。

表4-1的第(1)列為對(duì)時(shí)間和省份效應(yīng)進(jìn)行控制的固定效應(yīng)估計(jì)結(jié)果，得到的結(jié)果a值為4.0033，并且在1%的水平上通過(guò)顯著性檢驗(yàn)。在表4-1的第(2)列，我們給加入了時(shí)間趨勢(shì)項(xiàng)，其數(shù)值下降到1.1314，但結(jié)果卻依舊是顯著為正，反之R2的值卻增加了，說(shuō)明該模型的模擬度很好。

在表4-1的第(3)列中，我們嘗試使用替代變量即電力消耗來(lái)考察其與GDP之間的相關(guān)性。在第(3)列中我們并沒(méi)有加入時(shí)間趨勢(shì)項(xiàng)，而只是控制了時(shí)間效應(yīng)和省份效應(yīng)，其結(jié)果b值為1.5386，存在明顯的正相關(guān)，說(shuō)明模型模擬度較好。

表4-1 整體估計(jì)結(jié)果

注：1.括號(hào)中為標(biāo)準(zhǔn)差；2.***表示在1%的水平上通過(guò)顯著性檢驗(yàn)

在表4-1的第(4)列中，我們加入了控制變量，盡管a值降到了0.3729，但是R2卻高達(dá)0.9986，而且均在1%的水平上通過(guò)顯著性檢驗(yàn)，這也很好的說(shuō)明了夜間燈光強(qiáng)度與GDP之間存在著明顯的相關(guān)性。

最后，我們由對(duì)京津冀區(qū)域整體的相關(guān)性檢驗(yàn)結(jié)果對(duì)京津冀2003年到2013年的經(jīng)濟(jì)進(jìn)行估計(jì)。此時(shí)，得到的結(jié)果方程為：

GDP=4.903214*DN-59.64836

我們由此方程進(jìn)行對(duì)1995年到2013年的京津冀區(qū)域進(jìn)行經(jīng)濟(jì)估計(jì)。對(duì)京津冀進(jìn)行經(jīng)濟(jì)估計(jì)之后，可以得知GDP統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與估計(jì)數(shù)據(jù)之間的差別并不是很大，只是在某幾個(gè)年份中有一些差別。可能造成這種的原因有很多，數(shù)據(jù)的不準(zhǔn)確，對(duì)于夜間燈光數(shù)據(jù)的校準(zhǔn)本身存在一定的缺陷等原因。但總體來(lái)講，官方統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與估算數(shù)據(jù)兩者之間的差距是很小的，所以對(duì)于那些對(duì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速增長(zhǎng)真實(shí)性的質(zhì)疑，本文在京津冀區(qū)域省級(jí)層面上給出了很好的證明，雖然估計(jì)數(shù)據(jù)與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)存在差異，但在一定程度上，京津冀區(qū)域經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的真實(shí)性是較真實(shí)的，并沒(méi)有質(zhì)疑的那么嚴(yán)重。

五、結(jié)論分析

總體來(lái)講，京津冀區(qū)域的省級(jí)層面的GDP數(shù)據(jù)和夜間燈光強(qiáng)度數(shù)據(jù)的檢驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，估計(jì)結(jié)果的a值雖然存在一定的差異，但是從整體都在1%的水平上通過(guò)了顯著性檢驗(yàn)。因此，在理論上我們有著一定的證據(jù)來(lái)說(shuō)明夜間燈光強(qiáng)度和GDP之間存在明顯的相關(guān)性，而且夜間燈光強(qiáng)度也可以做為觀察經(jīng)濟(jì)增張的一個(gè)顯性變量，并且在一定條件下，夜間燈光強(qiáng)度數(shù)據(jù)在一定條件下是可以代替GDP數(shù)據(jù)的。事實(shí)上，在之前就很多學(xué)者已經(jīng)做了很多相關(guān)研究，并且也證明了夜間燈光強(qiáng)度和GDP之間存在明顯的相關(guān)性，我們采用京津冀省級(jí)層面的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析探究，進(jìn)一步證實(shí)了之前學(xué)者的探究，同時(shí)更好的說(shuō)明了我們用夜間燈光強(qiáng)度數(shù)據(jù)用來(lái)估算京津冀經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的真實(shí)性是真實(shí)的可行的。此外，夜間燈光強(qiáng)度數(shù)據(jù)不僅可以用來(lái)對(duì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)進(jìn)行分析，而且在更多經(jīng)濟(jì)活動(dòng)進(jìn)行研究，例如測(cè)度產(chǎn)業(yè)集聚，人口流動(dòng)、城市化、能源消耗等經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中，相信今后在更經(jīng)濟(jì)活動(dòng)研究上，夜間燈光強(qiáng)度數(shù)據(jù)將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。