文章导读
区域科学和经济学研究正越来越多地使用国防气象卫星计划（DMSP）夜间灯光数据来衡量空间不平等。在这种背景下，由于DMSP数据存在空间均值回复误差，导致其显著低估了不平等的估计，明显低于地方GDP数据显示的水平。与DMSP相比，新的、重点研究的和更准确的卫星数据得出的不平等估计更高。我们使用中国和美国的县级数据证明了这种偏差。DMSP数据中的误差扭曲了空间不平等程度和趋势的估计。此外，我们建议在使用DMSP数据时，应当注意这些数据存在的因素。
研究亮点
我们不只关注不平等，还考虑到了不平等的水平和趋势。而其他的研究则很少考虑不平等性。对于DMSP误差和不平等估计的讨论都只是是为了水平效应的，而政策制定者往往更感兴趣的是趋势。
我们提供了一个视觉示例以及统计证据，这可能有助于使从业者更容易理解我们的发现。
我们将该发现与对文献的详细回顾联系起来，而先前的研究很少关注区域科学文献。
研究结果
来自威斯康星州的直观证据
通过将灯光归因于未被照亮的区域，DMSP数据回归到均值，因为未被照亮和照明较弱的区域亮度被夸大了。导致DMSP产生均值回归的另一个特性是在光照分布的顶部衰减区别，以至于非常明亮的大城市看起来与远比它们小的城镇一样亮。例如，当使用DMSP数据时，奥什科什（人口为6.7万）的亮度似乎几乎不亚于密尔沃基，尽管后者人口是前者的10倍(这两个城市的DMSP数据的最大值都记录为63)。
然而， VNL数据显示，密尔沃基最明亮的部分比奥什科什的辐射至少高两倍。由于DMSP数据中的这些均值回归误差，空间不平等大大被低估。尽管GDP、人口和VNL数据均显示威斯康星州总数的至少三分之二来自该州东南角的22个县区，但DMSP数据表明，这些县区只占总亮度的一小部分：47%来自东南角，53%来自该州其他地区。通过提高似乎来自经济活动较少的州的部分灯光份额，同时降低似乎来自经济集中活动的部分的份额，DMSP数据会创建一个有系统的低估空间不平等。因此，基于县级数据，使用DMSP数据计算的威斯康星州的基尼系数仅为0.27，而使用VNL数据则为0.51（使用GDP数据时略高，为0.57）。
图1 威斯康星州的夜景（2013年的年度合成图）
来自美国和中国的县级证据
根据基尼系数或Theil指数，美国的空间不平等在过去20年中相当稳定，如图2所示。具体而言，县级GDP数据提供的基尼系数变化很小，从2009年的最低值0.71到2017年的最高值0.72（在GDP数据的19年中，均值为0.713，年度估计的标准差为0.003）。同样，Theil指数的年度值几乎没有变化，从0.98到1.01（最小值和最大值的年份与基尼系数相同）。每年不平等估计周围的自举标准误差平均为基尼系数为0.03，Theil指数为0.12。
与GDP数据相比，DMSP夜间灯光数据显示空间不平等的水平显著较低。基尼系数从2006年的0.52到2010年的0.48不等（平均值为0.50，年度估计的标准偏差为0.011）。DMSP导出的基尼系数的95％置信区间与基于GDP的基尼系数没有重叠。DMSP年度合成的扩展集（2013-2019年）由Ghosh等人（2021年）提供，但这些数据似乎未被任何不平等研究使用。与早期的DMSP数据不同，其观测时间是在晚上，这个扩展系列使用凌晨的读数，因此灯光的构成可能不同，这可能会影响表面上的不平等，因此这些数据在这里未被使用。不平等研究在使用DMSP数据方面的“揭示性偏好”归因于更长的时间序列，并且作者很可能知道测量误差问题。如果是这样，研究将讨论在选择更准确但时间较短的时间序列的NTL数据源与较大误差但时间较长的时间序列之间所面临的权衡。对于Theil指数，基于灯光和基于GDP的估计之间的差距更加明显；当使用DMSP时，这个指数的平均值为0.44，比GDP数据显示的低近60％。此外，基于GDP的Theil指数与基于DMSP的指数之间的平均差距超过引导标准误差的5倍（对于基尼系数，平均差距是标准误差的6倍）。换句话说，基于在美国所有县中普遍存在的经济活动模式，从DMSP数据导出的不平等度量值在统计上显著低于从GDP数据导出的估计值。
图2 美国县级的空间不平等。注：虚线表示自引导标准误差的95%置信区间。
原文信息
Xiaoxuan Zhang, John Gibson, Xiangzheng Deng. Remotely too equal: Popular DMSP night‐time lights data understate spatial inequality[J]. Regional Science Policy & Practice, 2023, 15(9): 2106-2125.
原文链接：https://rsaiconnect.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/rsp3.12716
（张晓萱 供稿）
