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        明于道,精于術(shù),方能經(jīng)緯天下

        2020-05-11 22:38:14范巧
        社會科學(xué)動態(tài) 2020年1期
        關(guān)鍵詞:計量經(jīng)濟學(xué)參數(shù)估計權(quán)重

        2018年秋,由武漢大學(xué)肖光恩教授編著、北京大學(xué)出版社出版的《空間計量經(jīng)濟學(xué)——基于MATLAB的應(yīng)用分析》面世。該書是國內(nèi)第一本基于MATLAB軟件的空間計量經(jīng)濟學(xué)應(yīng)用書籍。

        一、明道是空間計量研究的關(guān)鍵邏輯

        空間計量經(jīng)濟學(xué),源于對經(jīng)典計量經(jīng)濟學(xué)中忽視空間溢出效應(yīng)的重點考察而形成的一個計量經(jīng)濟學(xué)分支學(xué)科。從本質(zhì)上來看,空間計量經(jīng)濟學(xué)仍屬于計量經(jīng)濟學(xué)范疇,其核心邏輯在于將被解釋變量、解釋變量和隨機擾動項的空間溢出效應(yīng)納入經(jīng)典計量經(jīng)濟學(xué)的分析框架之中,從而衍生各種各樣的空間計量模型??臻g計量經(jīng)濟學(xué)與經(jīng)典計量經(jīng)濟學(xué)一脈相承,又各有特色。首先,從模型特征上看,空間計量模型源自經(jīng)典計量模型,既有處理單個被解釋變量與多個解釋變量關(guān)系的空間單方程模型,也有處理多個被解釋變量及其解釋變量關(guān)系的空間聯(lián)立方程;既有解釋變量參數(shù)不變的全局空間計量模型,也有解釋變量參數(shù)可變的局部空間計量模型——地理加權(quán)回歸模型。然而,由于空間計量模型在經(jīng)典計量模型中加入了空間溢出效應(yīng)項,使得空間計量模型相比較經(jīng)典計量模型而言又具有相異的模型特征,由此衍生從空間自回歸模型、空間誤差模型到通用嵌套空間模型等多元化的空間計量模型形式。其次,從所采用的數(shù)據(jù)特性來看,經(jīng)典計量經(jīng)濟學(xué)中所采用的數(shù)據(jù)主要包括截面數(shù)據(jù)、時間序列數(shù)據(jù)和面板數(shù)據(jù)。空間計量經(jīng)濟學(xué)中采用的數(shù)據(jù)則通常會包含空間位置信息,或者數(shù)據(jù)必須具備一定的空間載體,所以空間計量經(jīng)濟學(xué)中往往會重點處理截面數(shù)據(jù)或面板數(shù)據(jù),不會單獨處理時間序列數(shù)據(jù)。當(dāng)然,包含空間位置信息或空間載體信息的數(shù)據(jù)可以有連續(xù)型或離散型數(shù)據(jù)特征,則與經(jīng)典計量經(jīng)濟學(xué)類似,空間計量經(jīng)濟學(xué)模型也同樣會對連續(xù)型數(shù)據(jù)和離散型數(shù)據(jù)做出闡釋,由此產(chǎn)生空間Probit、Logit和Tobit等模型。再次,從模型的參數(shù)估計方法上看,經(jīng)典計量經(jīng)濟學(xué)主要采用的方法包括LS類、LM類、MM類和貝葉斯類,其中LS類主要依據(jù)估計值與真值之間的殘差平方和最小而確定參數(shù)估計方法,LM類主要依據(jù)預(yù)設(shè)隨機擾動項分布條件下似然性質(zhì)最優(yōu)而確定參數(shù)估計方法,MM類主要依據(jù)預(yù)設(shè)隨機擾動項分布條件下的矩條件而確定參數(shù)估計方法,貝葉斯類主要依據(jù)預(yù)設(shè)隨機擾動項、隨機擾動項方差及其方差-協(xié)方差矩陣、解釋變量參數(shù)等先驗分布而計算相關(guān)參數(shù)后驗分布來確定參數(shù)估計方法。這些估計方法同樣適用于空間計量經(jīng)濟學(xué)的參數(shù)估計過程。最后,空間溢出效應(yīng)的納入和衡量是空間計量經(jīng)濟學(xué)的獨特性質(zhì)。精準(zhǔn)模擬數(shù)據(jù)之間的空間溢出效應(yīng)及其傳導(dǎo)路徑和傳導(dǎo)效應(yīng),是空間計量經(jīng)濟學(xué)中首要且最為關(guān)鍵的問題。按照空間權(quán)重矩陣的數(shù)據(jù)適用性,傳統(tǒng)的空間權(quán)重矩陣主要適用于截面數(shù)據(jù),時空權(quán)重矩陣則適用于面板數(shù)據(jù);按照設(shè)定過程中依據(jù)的基本準(zhǔn)則,空間權(quán)重矩陣包括基于空間近鄰關(guān)系、距離或經(jīng)濟規(guī)模等設(shè)定的矩陣;按照與分析數(shù)據(jù)之間的關(guān)系,空間權(quán)重矩陣包括根植于數(shù)據(jù)本身的內(nèi)生空間權(quán)重矩陣,也包括游離于分析數(shù)據(jù)之外的依據(jù)數(shù)據(jù)的空間位置信息或空間載體特征而主觀設(shè)定的外生空間權(quán)重矩陣。

        對空間計量經(jīng)濟學(xué)源起和衍生邏輯的精準(zhǔn)把握,有利于展開科學(xué)的空間計量理論分析和模型架構(gòu)。肖光恩教授編著的《空間計量經(jīng)濟學(xué)——基于MATLAB的應(yīng)用分析》中精準(zhǔn)地梳理了空間計量經(jīng)濟學(xué)的源起和理論框架。綜觀全書,著者設(shè)計了六個章節(jié)。第一章為空間計量經(jīng)濟學(xué)導(dǎo)論。主要介紹了空間計量經(jīng)濟學(xué)的源起和發(fā)展歷程,著重闡釋Paelink 、Anselin、LeSage、Fotheringham等人在空間計量經(jīng)濟學(xué)理論發(fā)展史上的重要貢獻;同時闡釋MATLAB、R、Geoda、ArcGIS等軟件在空間計量分析中的重要地位和優(yōu)劣勢。第二章為MATLAB與空間計量分析。主要介紹數(shù)據(jù)錄入和讀取、數(shù)據(jù)的可視化操作、常用的經(jīng)驗分布函數(shù)及其描述性統(tǒng)計,以及空間計量分析中輸入輸出結(jié)構(gòu)體等方面的MATLAB操作。第三章為空間相關(guān)的度量與空間權(quán)重矩陣。著重闡釋基于Moran指數(shù)的空間相關(guān)分析、基于空間鄰近關(guān)系和空間距離的空間權(quán)重矩陣設(shè)定、空間權(quán)重矩陣的稀疏性質(zhì)分析等MATLAB操作。第四章為空間計量分析的基本模型。著重闡釋通用嵌套空間模型及其退化的一般范式、空間計量模型估計的一般方法、空間權(quán)重矩陣選擇的一般方法、空間效應(yīng)分解等理論過程。第五章為截面數(shù)據(jù)的空間計量分析。著重闡釋空間自回歸模型(SAR)、空間誤差模型(SEM)、空間杜賓模型(SDM)和空間自相關(guān)模型(SAC)等4種經(jīng)典的截面數(shù)據(jù)空間分析模型,及其參數(shù)估計、假設(shè)檢驗、模型選擇的MATLAB操作。第六章為面板數(shù)據(jù)的空間計量分析。著重闡釋面板數(shù)據(jù)框架下空間自回歸模型、空間誤差模型的參數(shù)估計、模型選擇等MATLAB操作。從這六個章節(jié)出發(fā),讀者可以很好地掌握空間計量經(jīng)濟學(xué)的淵源、歷程及空間計量理論研究的關(guān)鍵細節(jié)和邏輯。

        二、精術(shù)是空間計量應(yīng)用的重要依托

        空間計量應(yīng)用的關(guān)鍵環(huán)節(jié)包括空間權(quán)重矩陣的設(shè)定與優(yōu)選、模型設(shè)定及優(yōu)選、解釋變量的納入與遴選、參數(shù)估計方法的遴選,以及軟件選用和實現(xiàn)代碼的編寫等。首先,空間權(quán)重矩陣是空間計量經(jīng)濟學(xué)區(qū)別于經(jīng)典計量經(jīng)濟學(xué)的核心特征,則空間權(quán)重矩陣的設(shè)定和優(yōu)選必然成為空間計量經(jīng)濟學(xué)應(yīng)用研究中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。一般地,空間權(quán)重矩陣或時空權(quán)重矩陣依賴一定的空間位置信息、空間載體信息,并疊加諸如經(jīng)濟規(guī)模信息、通勤或者流量信息而設(shè)定,這種設(shè)定范式將不可避免地具有一定的主觀性。這無疑會給空間計量模型建模實踐帶來困惑,畢竟在同一模型框架下不同的空間權(quán)重矩陣設(shè)定將會導(dǎo)致不同的參數(shù)估計結(jié)果。目前,比較流行的空間權(quán)重矩陣遴選主要依賴于兩種分析范式,即基于與分析數(shù)據(jù)的空間溢出效應(yīng)路徑和傳導(dǎo)強度的相關(guān)性和匹配性最強原則而遴選,以及基于空間權(quán)重矩陣的后驗概率最大化原則而遴選。相比較而言,后者的應(yīng)用范圍更窄一些,畢竟其空間權(quán)重矩陣多數(shù)基于最近鄰原則而設(shè)計。其次,與經(jīng)典計量經(jīng)濟學(xué)建模過程類似,空間計量模型的設(shè)定原則主要包括理論導(dǎo)向、數(shù)據(jù)導(dǎo)向兩類,前者根據(jù)空間經(jīng)濟學(xué)、區(qū)域經(jīng)濟學(xué)、新經(jīng)濟地理學(xué)等學(xué)科的經(jīng)典理論而預(yù)設(shè)模型的可能形式,而后者則主要依據(jù)樣本解釋變量和被解釋變量數(shù)據(jù)來經(jīng)驗地優(yōu)選模型的可能形式。無論是基于理論導(dǎo)向,還是基于數(shù)據(jù)導(dǎo)向的空間計量模型建模過程,模型的優(yōu)選是必不可少的重要環(huán)節(jié)。模型優(yōu)選一般與解釋變量的遴選同時進行。模型和變量的優(yōu)選過程通常建立在推斷統(tǒng)計學(xué)基礎(chǔ)上,一般會依據(jù)樣本數(shù)據(jù)信息測度模型的特征信息,隨后依據(jù)模型的特征信息比較進行模型的優(yōu)選。經(jīng)典計量經(jīng)濟學(xué)主要結(jié)合變量顯著性、方程顯著性、隨機擾動項方差估計值、殘差平方和、對數(shù)似然值、擬合優(yōu)度等對模型特征做出初步判斷,隨后結(jié)合赤池準(zhǔn)則、施瓦茨準(zhǔn)則、LM準(zhǔn)則、Wald準(zhǔn)則、LR準(zhǔn)則等來判斷不同模型的比較優(yōu)勢,并進行遴選??臻g計量經(jīng)濟學(xué)源于經(jīng)典計量經(jīng)濟學(xué),則經(jīng)典計量經(jīng)濟學(xué)中的模型遴選準(zhǔn)則在空間計量經(jīng)濟學(xué)中將同樣適用,比較流行的空間模型遴選準(zhǔn)則包括LM準(zhǔn)則、Wald準(zhǔn)則和LR準(zhǔn)則3類,其中LM準(zhǔn)則主要依據(jù)隨機擾動項的方差估計值進行設(shè)定,Wald準(zhǔn)則主要依據(jù)解釋變量的參數(shù)估計值進行設(shè)定,LR準(zhǔn)則主要依據(jù)對數(shù)似然值進行設(shè)定。第三,空間權(quán)重矩陣、空間計量模型和變量的遴選需要建立在參數(shù)估計基礎(chǔ)上,則參數(shù)估計方法的選擇也是空間計量應(yīng)用建模中十分重要的環(huán)節(jié)。比較流行的空間計量模型參數(shù)估計方法包括極大似然法、貝葉斯反演法及基于貝葉斯的馬爾科夫鏈蒙特卡洛模擬等。由于空間計量模型建模過程中往往涉及大量的數(shù)據(jù)處理,則需要選用一定的計算軟件,并依據(jù)不同的軟件和空間計量理論和方法編寫一定的程序。盡管目前R、Stata軟件在空間計量模型應(yīng)用研究中占有比較重要的地位,但由于國際上最知名的空間計量經(jīng)濟學(xué)家通?;贛ATLAB編寫程序,所以MATLAB軟件相比較而言更為流行。

        對空間計量模型建模過程中重要細節(jié)的精準(zhǔn)把握和科學(xué)實現(xiàn),有利于高效地開展空間計量經(jīng)濟學(xué)的應(yīng)用研究。本書既精準(zhǔn)地解構(gòu)了空間計量模型建模過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),又科學(xué)地實現(xiàn)了各建模關(guān)鍵環(huán)節(jié)的軟件再現(xiàn)。正如該書封底闡釋的那樣,作為“一本面向空間計量經(jīng)濟學(xué)分析愛好者的讀物與手冊”,該著作極具功效。事實上,基于作者的理解,從事空間計量經(jīng)濟學(xué)分析的讀者更希望在應(yīng)用研究中了解如下細節(jié):基于MATLAB軟件,應(yīng)該如何導(dǎo)入、保存和清洗數(shù)據(jù)?應(yīng)該如何設(shè)定空間權(quán)重矩陣和選擇有效的空間權(quán)重矩陣?應(yīng)該如何利用現(xiàn)有的jplv7空間計量分析工具包,并結(jié)合Anselin、LeSage、Elhorst、Lacombe等提供的MATLAB代碼,實現(xiàn)空間計量模型的初步分析輸出和結(jié)果識別,并在此基礎(chǔ)上遴選出最合理的模型來進行空間計量經(jīng)濟學(xué)的理論分析和實證研究?肖光恩教授團隊出版的該著作很好地滿足了讀者的要求?;谠摃峁┑腗ATLAB代碼,讀者可以遴選出比較科學(xué)的模型,繪制最美的圖形,也使得將空間因素納入現(xiàn)代計量經(jīng)濟學(xué)分析框架的需求變?yōu)楝F(xiàn)實。

        三、道術(shù)結(jié)合成為以空間計量經(jīng)緯天下的利器

        一般地說,空間計量經(jīng)濟學(xué)包括空間計量的理論研究和應(yīng)用研究,這是“道”和“術(shù)”的科學(xué)結(jié)合。如果將空間計量經(jīng)濟學(xué)納入到更為寬泛的經(jīng)濟科學(xué)范疇,空間計量經(jīng)濟學(xué)和經(jīng)典計量經(jīng)濟學(xué)共同構(gòu)成經(jīng)濟科學(xué)的“道”和“術(shù)”,此時,建立在經(jīng)濟學(xué)經(jīng)典理論基礎(chǔ)上的空間計量經(jīng)濟學(xué)也將同時成為“道”和“術(shù)”的有機結(jié)合體。經(jīng)濟學(xué)一般以經(jīng)邦濟世為己任,是兼濟天下的重要利器。立足于數(shù)據(jù)間的空間位置信息和空間載體信息,精準(zhǔn)模擬數(shù)據(jù)在空間的傳導(dǎo)路徑和傳導(dǎo)強度,并由此建立空間計量經(jīng)濟學(xué)的道術(shù)有機結(jié)合體,實現(xiàn)空間計量理論研究和應(yīng)用研究的道術(shù)結(jié)合,是準(zhǔn)確描述和精準(zhǔn)解釋空間經(jīng)濟特征和對空間經(jīng)濟長期發(fā)展趨勢進行科學(xué)預(yù)測的重要工具,也是空間經(jīng)濟發(fā)展戰(zhàn)略決策的重要依據(jù),是以空間計量經(jīng)緯天下的重要利器。

        在讀完全書后,筆者有一些心得與著者和學(xué)界同行分享:第一,從全書遴選的空間權(quán)重矩陣來看,主要基于距離和空間鄰接關(guān)系來設(shè)計,這是空間權(quán)重矩陣設(shè)計中最常見的兩種類型。在空間計量研究中,還可以將經(jīng)濟體量和規(guī)模納入分析框架而進行空間權(quán)重矩陣設(shè)計,也需要對時空權(quán)重矩陣的設(shè)計進行系統(tǒng)的探索和研究。同時,在應(yīng)用研究中應(yīng)根據(jù)研究對象合理設(shè)計空間權(quán)重矩陣或者時空權(quán)重矩陣,并基于一定的遴選方法來優(yōu)選最科學(xué)的權(quán)重矩陣,用以描述被解釋變量、解釋變量及隨機擾動項之間的空間溢出效應(yīng)及其路徑和強度。第二,從全書納入的分析模型來看,著者對截面數(shù)據(jù)模型進行了系統(tǒng)的整理,對面板數(shù)據(jù)模型也有較為深入的闡釋。在進行空間計量經(jīng)濟學(xué)的理論和應(yīng)用研究中,還應(yīng)關(guān)注空間X滯后模型、通用嵌套空間模型(GNSM)等較為經(jīng)典的截面數(shù)據(jù)空間計量模型;而在面板數(shù)據(jù)空間計量模型分析中,在關(guān)注個體固定效應(yīng)和隨機效應(yīng)基礎(chǔ)上,還應(yīng)關(guān)注時期固定效應(yīng)和雙固定效應(yīng)模型;同時,除了關(guān)注典型的線性空間計量模型之外,還應(yīng)關(guān)注空間計量交互模型、矩陣指數(shù)模型、受限因變量模型、地理加權(quán)回歸模型等拓展模型形式,也應(yīng)關(guān)注時空自回歸和時空誤差模型等時空計量模型。實際建模中,應(yīng)結(jié)合空間計量全局模型和局部模型設(shè)定,在試算和合理考察模型形式、個體固定或隨機效應(yīng)等基礎(chǔ)上,科學(xué)地對實證分析模型做出優(yōu)選。第三,從全書納入的MATLAB代碼來看,著者對Anselin等人的代碼進行了很好的傳承和再現(xiàn)。在現(xiàn)實的空間計量應(yīng)用研究中,還需要結(jié)合Elhorst、LeSage和Lacombe等學(xué)界前輩編寫的最新代碼,并基于對空間計量模型理論過程的推導(dǎo)和掌握,對代碼進行有針對性的修改,進而形成與研究目標(biāo)高精度吻合的模型代碼。同時,在應(yīng)用研究中,不僅要關(guān)注其運行代碼,更需要重點關(guān)注原理性代碼,比如極大似然估計過程中最優(yōu)值搜尋算法代碼、基于貝葉斯的MCMC估計中M-H抽樣和Gibbs抽樣的算法代碼。當(dāng)然,無論是在空間計量經(jīng)濟學(xué)的理論研究領(lǐng)域,還是應(yīng)用研究領(lǐng)域,都還有很多重要的工作需要學(xué)界同行持續(xù)推進,包括在經(jīng)典計量經(jīng)濟學(xué)中納入空間因素后模型拓展的原理性分析,以及空間計量全局模型和地理加權(quán)回歸模型的分析融合等。

        作者簡介:范巧,重慶科技學(xué)院經(jīng)濟系副教授,重慶,401331;蘭州大學(xué)經(jīng)濟學(xué)院,甘肅蘭州;730000。

        (責(zé)任編輯 ?辰 ?曦)

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