Stata：面板数据的莫兰指数计算与散点图绘制-xtmoran

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作者：陈子厚 (中共广东省委党校)
邮箱：econometricalc@outlook.com

目录

1. 引言

研究空间计量，第一步基本上都是计算莫兰指数。我入门软件是 Matlab，后来学习了 Stata，发现相比于 Matlab，Stata 很便捷。但是，在使用 Stata 计算面板数据的莫兰指数和画莫兰散点图时，遇到了和大家一样的问题，即只能计算截面莫兰指数、莫兰散点图背景为黑色、以及不能编辑等。通过查看 ado 文件，我发现是版本太老了，随即我就有了想要结合 spatgsa 和 spatlsa 命令功能编写新命令的想法。因为前期有 Matlab 计算莫兰指数和绘制莫兰散点图的经验，因此入门相对也快。当然命令还存在不完美的地方，欢迎赐教！

2. 命令介绍

xtmoran 命令编写借鉴了 Maurizio Pisati 教授的 spatgsa 和 spatlsa 两个命令。在此基础上，将关于莫兰指数的部分命令整合在一起，同时根据莫兰指数的计算公式，实现面板数据的莫兰指数的计算，并对其中绘制莫兰散点图命令做了更新，感兴趣的小伙伴可以看一下 ado 文件。

新命令的功能如下：

• 能够计算面板数据的莫兰指数；
• 莫兰散点图可以显示完整汉字 (spatlsa 命令只能显示两个汉字)，并且散点图可以编辑，以及绘制多年份莫兰散点图并不会覆盖上一张图片；
• 能够给出每个地区所在象限位置 (结果中为 Quadrant)，方便后续研究。

新命令的缺点如下：

• 只能计算单个变量的莫兰指数，不能一次性计算多个变量的；
• 计算莫兰指数的核心代码并未采用 mata 语言编写，显得臃肿复杂。

2.1 命令语法

*安装命令
ssc install xtmoran, replace

*命令语法
xtmoran varname, wname(matrix)[morani(numlist) graph symbol(varname)]

其中，必选项是 wname(matrix)，括号中填入要调用 dta 格式的空间权重的名字 (最好调用 .dta 格式的矩阵)，矩阵后续会自动进行行标准化。此外结果显示为双侧检验的结果。其余可选项如下：

• morani(numlist)：填入计算局部莫兰指数的年份；
• graph：绘制莫兰散点图；
• symbol(varname)：填入莫兰散点图中地点标记名称变量。

2.2 结果展示

首先，我们来计算面板数据莫兰指数。在这里，仅计算变量 y 的莫兰指数，结果如下：

. lxhget xtmoran.pkg, replace
. use panel_xtmoran.dta, clear
. xtset id year
. xtmoran y, wname(w_xtmoran.dta)

Welcome to use this command to calculate the Moran's I
The results :
Moran's I (varname : y)                Number of obs =    480
Group variable: id                  Number of groups =     30
Time variable: year                     Panel length =     16
--------------------------------------------------------------
               year |    I      E(I)   Sd(I)     Z    P-value
--------------------+-----------------------------------------
               2004 | 0.5189 -0.0345  0.1214  4.5580   0.0000
               2005 | 0.5025 -0.0345  0.1222  4.3938   0.0000
               ...
               2018 | 0.3925 -0.0345  0.1218  3.5062   0.0005
               2019 | 0.3725 -0.0345  0.1213  3.3553   0.0008
--------------------------------------------------------------
*2-tail test

接着，计算面板数据莫兰指数与 2012、2013 年局部莫兰指数指数，当然可以计算更多年份的局部莫兰指数，这里仅展示 2012 和 2013 年两年的结果，结果如下：

. xtmoran y, wname(w_xtmoran.dta) morani(2012 2013)

Welcome to use this command to calculate the Moran's I
The results :
Moran's I (varname : y)                Number of obs =    480
Group variable: id                  Number of groups =     30
Time variable: year                     Panel length =     16
--------------------------------------------------------------
               year |    I      E(I)   Sd(I)     Z    P-value
--------------------+-----------------------------------------
               2004 | 0.5189 -0.0345  0.1214  4.5580   0.0000
               2005 | 0.5025 -0.0345  0.1222  4.3938   0.0000
              ...
               2018 | 0.3925 -0.0345  0.1218  3.5062   0.0005
               2019 | 0.3725 -0.0345  0.1213  3.3553   0.0008
--------------------------------------------------------------
*2-tail test

Moran's Ii (y2012)
-----------------------------------------------------------------------
           Location |    Ii    E(Ii)  Sd(Ii)     Z    P-value  Quadrant
--------------------+--------------------------------------------------
                  1 | 0.5790 -0.0345  0.6742  0.9099  0.3629       3
                  2 | 1.0076 -0.0345  0.6742  1.5456  0.1222       3
                 ...
                 29 | 0.8236 -0.0345  0.5409  1.5864  0.1126       1
                 30 |-0.1326 -0.0345  0.6742 -0.1455  0.8843       2
-----------------------------------------------------------------------
*2-tail test

Moran's Ii (y2013)
-----------------------------------------------------------------------
           Location |    Ii    E(Ii)  Sd(Ii)     Z    P-value  Quadrant
--------------------+--------------------------------------------------
                  1 | 0.2246 -0.0345  0.6706  0.3863  0.6993       3
                  2 | 0.8315 -0.0345  0.6706  1.2914  0.1966       3
                 ...
                 29 | 0.5541 -0.0345  0.5381  1.0938  0.2740       1
                 30 | 0.0790 -0.0345  0.6706  0.1693  0.8656       1
-----------------------------------------------------------------------
*2-tail test

最后，计算面板数据莫兰指数和 2012、2013 年度的局部莫兰指数，并绘制散点图，结果如下。其中，绘制的莫兰散点图名字会被命名为 picture + 年份，例如 2012 年的莫兰散点图命名为 picture2012。

. xtmoran y, wname(w_xtmoran) morani(2012 2013) graph symbol(name)

Welcome to use this command to calculate the Moran's I
The results :
Moran's I (varname : y)                Number of obs =    480
Group variable: id                  Number of groups =     30
Time variable: year                     Panel length =     16
--------------------------------------------------------------
               year |    I      E(I)   Sd(I)     Z    P-value
--------------------+-----------------------------------------
               2004 | 0.5189 -0.0345  0.1214  4.5580   0.0000
               2005 | 0.5025 -0.0345  0.1222  4.3938   0.0000
               ...
               2018 | 0.3925 -0.0345  0.1218  3.5062   0.0005
               2019 | 0.3725 -0.0345  0.1213  3.3553   0.0008
--------------------------------------------------------------
*2-tail test

Moran's Ii (y2012)
-----------------------------------------------------------------------
               name |    Ii    E(Ii)  Sd(Ii)     Z    P-value  Quadrant
--------------------+--------------------------------------------------
             北京市 | 0.5790 -0.0345  0.6742  0.9099  0.3629       3
             天津市 | 1.0076 -0.0345  0.6742  1.5456  0.1222       3
             ...
       宁夏回族自治区 | 0.8236 -0.0345  0.5409  1.5864  0.1126       1
     新疆维吾尔自治区 |-0.1326 -0.0345  0.6742 -0.1455  0.8843       2
-----------------------------------------------------------------------
*2-tail test

Moran's Ii (y2013)
-----------------------------------------------------------------------
               name |    Ii    E(Ii)  Sd(Ii)     Z    P-value  Quadrant
--------------------+--------------------------------------------------
             北京市 | 0.2246 -0.0345  0.6706  0.3863  0.6993       3
             天津市 | 0.8315 -0.0345  0.6706  1.2914  0.1966       3
             ...
      宁夏回族自治区 | 0.5541 -0.0345  0.5381  1.0938  0.2740       1
    新疆维吾尔自治区 | 0.0790 -0.0345  0.6706  0.1693  0.8656       1
-----------------------------------------------------------------------
*2-tail test

. * 合并导出 2012 年度莫兰散点图和 2013 年度莫兰散点图
. graph combine picture2012 picture2013, altshrink

3. 结束语

xtmoran 命令的编写核心是基于 spatgsa 和 spatlsa，结果应是一致的，感兴趣的小伙伴可自行验证。本命令的编写目的是为中国空间计量经济学的研究贡献绵薄之力，有什么想法和问题都可以推文留言联系和邮箱联系等。

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  lianxh 空间计量, m
安装最新版 lianxh 命令：
  ssc install lianxh, replace

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