孙婧 吴忠才

摘要：夜间灯光数据以精确度高、客观性强、覆盖面广等特点成了近年来研究经济问题的重要指标。目前，基于夜间灯光数据的应用涉足面较为广泛，有部分学者对其研究成果进行了详细的梳理，但是对于该数据在区域经济发展中的研究梳理和总结还有待进一步加强。因此，本文依据现有的研究成果，归纳了夜间灯光数据在区域经济发展中的三个维度的应用：城市交通的经济影响研究、经济发展格局研究以及经济高质量发展研究，并总结了该数据未来的发展方向。

关键词：城市夜间灯光;区域经济;健康;交通;格局;高质量

中图分类号：F2文献标识码：Adoi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2022.07.016

传统意义上对于一个国家或地区经济发展水平的评估，往往以该地区的GDP指标为衡量依据。但是随着科学技术的发展，越来越多的学者发现运用GDP指标衡量经济发展水平存在很大的误差，可能会导致研究结果出现一定的偏差。Thomas G Rawski（2001）认为1998年以来的GDP实际增长率远远低于官方公布的值，后来Shiau Allen（2005）基于这个问题采用支出法对1978—2002年的中国GDP进行估算，发现其增长率将近低于官方数据4个百分点。也有一部分学者认为GDP数据是可信的，任若恩（2002）批判了Rawski的观点，认为能源增长率不能类比经济增长率，以国内航空客运增长率作为GDP增长率上线是不可取的行为，并举例肯定了GDP统计数据的真实性。无论是肯定还是否定，对于运用GDP统计数据评估国家经济发展水平都存在一定的争议。所以学者为了提高研究的精度，选择采用夜间灯光数据作为GDP的代理变量。

目前，学者运用的灯光数据可分为DMSP-OLS和NPP-VIRS两种。DMSP-OLS数据相对于NPP-VIRS数据而言辐射范围较窄，更容易引发灯光饱和与溢出问题，降低研究结果的有效性（李峰、张晓博等，2020）。夜间灯光数据具有以下几个优点：

第一，夜间灯光数据客观性高，不会出现人为谎报、统计人员有限等问题。

第二，空间分辨率远远高于传统数据，所提供的地理单元信息精确度更高（黄春芳、韩清，2019）。

第三，统计的覆盖面从横向的地理范围到纵向的时间范围都十分的广泛，并且不受政治冲突、自然灾害等外部因素的影响（Dave Donaldson&Adam Storeygard，2016）。

针对夜间灯光数据的以上优点，国内外学者日益广泛地将其数据纳入区域经济发展研究中。依据现有的研究成果，其主要内容包括：城市交通、经济格局和发展质量这三个维度。本文主要基于区域经济发展中的这三个方面，总结夜间灯光数据在各个维度的应用，并对夜间灯光数据的应用前景进行一定的展望。

1城市交通的经济影响研究

随着国家不断加大对交通基础设施的投入，人们到邻近城市的时间距离不断缩小，交通可达性加速度提升，学者开始把视角转向交通基础设施对城市经济的影响上来，其影响效应主要可分为三大类：本地效应、空间溢出效应和回馈效应。Aschauer（1989）较早的研究了基础设施与GDP增长的关系，运用美国时间序列数据，构建新古典主义增长模型，分析得出基础设施的投入对生产率增长呈正相关关系。后来Clarke（2017） 在Aschauer的研究基础上，运用夜间灯光数据，采用DOLS和VECM估计，进一步证实了其结果的有效性。目前国内学者在交通基础设施的研究方面，往往以铁路运输为主要研究对象，运用ArcMap将2012-2017年本格拉铁路10km缓冲区内灯光指数增长率分布可视化，可发现短短6年的时间内铁路周围的灯光指数增幅高达101%，本格拉铁路的建设有效地带动了洛比托、卢奥等周边城市的发展（肖建华等，2020）。但是铁路建设对城市经济影响有多大幅度，是否存在一定的空间溢出效应？基于这个问题，王振华、李萌萌等（2020）将交通可达性指标作为核心自变量、夜间灯光数据作为因变量对全国283个城市进行空间回归分析，选用SARAR模型计算得出交通可达性每提高1个單位，城市经济则会提高0.06个单位。并提出了“同城效应”即：铁路的建设不仅会提高同城的经济发展，对于周边城市的经济也具有一定的带动效应。可是交通的发展对于周边城市经济一定是正相关关系吗？有学者提出了与“同城效应”相反的概念“集聚阴影”即：由于竞争机制的作用，大城市的经济增长会抑制周围的小城市的经济发展。黄春芳、韩清（2019）运用双重差分模型证实了“集聚阴影”这一现象的存在，研究得出高铁的发展对于距离高铁站低于80分钟的城市具有经济带动效应，高于80分钟的城市具有经济抑制效应，这一现象的提出能够引起高铁运营规划部门的重视，考量设置多中心空间战略，将“集聚阴影”变成“阳光地带”，推动区域经济的协调发展。后来有学者进一步提出了高铁对城市经济增长的异质性影响，中心城市高铁线路的开通对于经济增长的促进作用大于非中心城市;从城市群的维度来看，高铁的开通对珠三角、长三角经济的积极影响优于中部地区城市群（陈丰龙、王美昌，2020）。

2经济发展格局研究

关于经济发展格局的研究，一方面是从城市经济空间格局演变视角进行分析的。恒梅、马晓东（2020）以淮海城市群为研究对象，将灯光像元总数作为该区域的经济总量、灯光强度作经济发展水平的评价指标，采用加权标准椭圆差测度区域经济重心的变迁，运用引力模型和社会网络分析法计算出徐州是淮海城市群的中心并且对周边的城市影响力最大。大部分国内学者对于区域经济空间化的分析方法都与恒梅、马晓东这篇文章所介绍的方法基本相同，比如，标准椭圆差、重力模型、变异系数、社会网络分析法等。最大的不同在于研究区域的差异，区域可大到研究全国293个地级市及4个直辖市或全国省域范围，以推动中国经济平稳发展为目标（刘华军、杜广杰，2017）;也可从单个省域出发，运用DMSP-OLS灯光数据实现河南省GDP空间可视化表达及动态分析;区域也可小到市级以下的县域，研究三大中心城市对周围县域的带动效应（曾冰、邱志萍，2018）。

另外，是研究区域发展不平衡问题。虽然将城市经济空间化的夜间灯光数据可分析得出经济总量会随着时间推移而不断增长，但是区域经济发展不平衡的状况依然存在。倪金星、杨剑（2016）将人均GDP数据和夜间灯光数据叠加，采用双变量局部莫兰指数识别我国县域经济空间格局，研究发现中国东西部地区经济增长差异大，东部地区是全国经济的增长极，西部地区经济落后，但是由于国家的政策扶持并没有成为经济塌陷区。同时在地方政府出台扶持政策时，应考虑省界效应，避免省份边界县被忽视而出现经济产出明显低于其他县的问题。后来有学者将研究区域从县级扩大到市级单位，李翔、朱江等（2019）运用经济重心和标准椭圆差方法分析得出中国经济重心逐渐向东南方向移动，说明东部地区经济发展水平高于内陆地区，存在一定程度的区域经济发展不平衡问题。

3经济高质量发展研究

经济快速高效的发展，虽然增强了国力，提高了人民生活的幸福指数，但是社会的主要矛盾从“人民日益增长的物质文化需要同落后的社会生产之间的矛盾”转变为了“人民日益增长的美好生活需要和不平衡不充分的发展之间的矛盾”，说明了经济的发展、城市的扩张也带来了区域发展不平衡、环境污染等问题，贫困地区的落后现状仍需要改善，各地区均衡发展的同时又保住绿水青山，才是经济高质量高效率发展的体现。针对以上问题，学者主要对脱贫、城市扩张与经济效率关系、环境污染这三个问题展开研究。

在脱贫问题上，国家经济的均衡高质量发展，实现全面建成小康社会，促进共同富裕离不开对扶贫工作的重视。学者将夜间灯光数据引入贫困问题的研究中，对中国贫困县的经济发展现状、影响因素以及扶贫质量评估等方面展开分析。在研究贫困县发展现状方面，Elvidge、Sutton（2009）利用全球人口数量除以夜间灯光数据计算得出全球贫困指数，以30弧秒分辨率绘制出了全球贫困地图。除了对全球贫困人口进行分析以外，对国内贫困现状进行研究的也不在少数。区域贫困水平的估算是制定减贫战略的关键问题，Yu，Bailang（2015）运用夜间灯光数据估算重庆市38个县的贫困水平，测度VIIRS与DNB夜间灯光综合数据在中国县级贫困估算中的能力。王成力、周伟等（2018）以夜间灯光强度指标作为贫困县的经济发展速度的评价指标，将全国592个贫困县的灯光强度增长速度分为缓慢型（主要集中于中西部地区）和快速增长型（主要集中于东北地区），总体上全国贫困县夜间灯光呈不断增长趋势，但东部与西部地区仍存在较大差异。

在城市扩张与经济效率的关系上，秦蒙、刘修岩（2015）指出城市初期蔓延会导致生产要素的分散，生产要素的外迁不可避免增加了外迁区域基础设施建设费用，政府会变相的以税收等形式转化成企业的生产成本，同时外迁的生产要素也提高了企业需要投入的运输费用，对城市经济会起到一定的抑制作用，经济要素的集聚更有利用城市的发展。但是要素的集聚对于市域以上的区域并不是正相关关系，唐菁菁、庞芳莹等（2018）选取了处于城市化进程中的东盟8国，将夜间灯光数据作为因变量，城市的单中心程度指标和省的单中心程度指标作为自变量进行回归分析，研究发现要素的单中心集聚虽然对8国的省会城市有着积极的影响，但是对全省整体的经济效率却起到严重的抑制作用，所以加强中心城市的经济辐射效应，推动区域均衡发展才是关键所在。后来有学者比较了不同人口规模的城市对于城市扩张所带来的负面影响的不同敏感度，发现人口规模越小且第二产业占比较高的城市，对于自身的扩张会带来更严重的负面影响（秦蒙、刘修岩，2019）。

在环境污染问题上，雾霾问题严重影响了城市居民的生活质量，究其产生的原因，秦蒙、刘修岩等（2016）运用夜间灯光判定城市蔓延程度，构建以雾霾为因变量，城市蔓延度和人口规模为自变量的面板模型。研究发现城市的扩张、人口的集聚会加剧雾霾污染，并且相比大城市、小城市的扩张会让雾霾污染更严重，应控制小城市的无规则扩张，优化中小城市发展体系。除了雾霾问题，节能减排也是经济高质量发展的关键，陈志建、刘月梅等（2018）运用夜间灯光数据模拟长江经济带各地区碳排放达到峰值的时间和水平，以协调好碳排放强度与经济增长之间的关系，制定在减排的同时又能促进经济平稳增长的方案。

4结论与展望

目前，在基于夜间灯光数据的区域经济发展研究内容上，多集中于城市发展以及相关基础设施带动效应研究，对于城市扩张后遗留下来的环境污染、区域发展不平衡以及人类疾病发病率是否提高等问题涉猎较少。基于此，应考虑将夜间灯光数据渗透到包括低碳消耗、环境保护、区域经济平衡发展和各地区贫困测度与评估等研究中，增加城市夜间灯光数据的应用范围。

在城市夜间灯光数据的处理上，会受到大气等不稳定因素的影响导致数据产生一定的偏差。所以该数据的精确度有待进一步的提高，从而提高研究结果的精确性和稳健性，加强对数据本身处理方法的研究是必不可少的环节。同时，夜间灯光数据本身对于城市经济的度量程度存在一定的缺陷性。夜间灯光数据直接来源于灯光亮度，其数据不能像GDP数据一样进行结构性分解，具體折射到各类具体经济活动之中，并且夜间灯光亮度也会受到各地区风俗文化、产业结构、能源价格等外界因素的影响，数据的可靠性有待进一步的考察。

除了研究内容的拓展、研究数据精确度提高以外，学者后期还可以将现有的研究成果整合，探讨城市经济发展的综合性问题。如运用夜间灯光数据对城市生态状况与经济状况进行评估，寻找城市经济生态安全区，以谋求社会经济需求与生态安全的平衡;运用夜间灯光数据将城市经济水平与人类活动相结合，分析人类活动产生的灯光强度与城市经济发展之间的关系。

参考文献

[1]钱安，李峰，张晓博，等.DMSP-OLS与NPP-VIIRS夜间灯光数据测算统计指标能力评估——以京津冀地区县域GDP，人口及能源消耗为例[J].测绘通报，2020，522（09）：92-96.

[2]黄春芳，韩清.高铁线路对城市经济活动存在“集聚阴影”吗？——来自京沪高铁周边城市夜间灯光的证据[J].上海经济研究，2019，（11）.

[3]Donaldson D，Storeygard A.The view from above： Applications of satellite data in economics[J].Journal of Economic Perspectives，2016，30（4）：171-198.

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[6]肖建华，邬明权，周世健，等.“一带一路”重大铁路建设生态与经济影响遥感监测[J].科学技术与工程，2020，20（11）：4605-4613.

基金项目：教育部人文社科规划基金项目（20YJA790068）。

作者简介：孙婧（1995-），女，湖北武汉人，湖南理工学院硕士研究生，主要研究方向为旅游产业;吴忠才（1973-），男，湖南汨罗人，博士，湖南理工学院副教授，硕士生导师，主要研究方向为城市商圈、旅游产业。

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