社会科学研究与地理信息：GIS的应用复旦大学经济学院陈硕教授著_陈硕著_9787301342817

从《水经注》到好奇号火星探测器，人类的探索永不止步，而地图旨在定位，给予我们安全感。在过去二十多年，得益于理论、数据及工具的发展，地理信息在经济学、政治学、社会学、人口学及管理学等领域得到广泛应用。基于这样的背景，本书希望向社会科学工作者介绍地理信息系统（GIS）的相关方法。
本书以研究问题为导向，将主要内容分为两部分：第一部分介绍目前社会科学中应用GIS最多的三个语境，即基于地理信息制作GIS地图、使用GIS软件生成数据、绘制研究所需的GIS地图；第二部分为文献综述，介绍近年来经济学、政治学及社会学等中英文期刊中使用地理信息的成果。本书有助于读者了解GIS在社会科学中的应用、解决所遇到的地理信息问题、丰富研究方法工具箱并开拓研究思路。

序
我第一次接触和地理相关的研究助理工作是在读硕士期间，我的导师龚启圣教授想用地图形式展示某个指标的地区分布。简单地说，就是把这个指标按照取值分成几类然后在地图上标识出来：那些取值大的省份用最深的颜色覆盖，取值小的省份用浅颜色覆盖。我记得我当时是这么做的：先在网上下载一幅中国地图，接着用绘图软件把颜色抠掉只留下国境和省界，然后通过手工测算将这个指标按照大小分成4类并对应好相应的颜色深度，最后用绘图软件把对应省份染上颜色。整个过程下来花了我半个月时间，也让我入门了Photoshop软件。现在回想起来，幸好导师当时觉得分成4类已经能够清晰地展示出地区差异了，不必分成8个或更多的色块。更为庆幸的是，导师的这项研究是基于中国省级数据而不是县级数据。后来我才知道，如果掌握地理信息系统软件的话，上面的整个过程应该不会超过半个小时。
地理信息系统（geographic information system，GIS）是一套针对地理空间信息的分析工具。在过去二十多年里，得益于与地理相关的基础理论、数据可得性及分析工具方面的进展，与地理相关的信息逐渐在经济学、政治学、社会学及管理学等领域得到广泛的应用。在经济学领域，区域经济学、城市经济学、发展经济学、健康经济学、劳动经济学、政治经济学、经济史等细分领域，无论是在作图还是在获得数据方面，都越来越广泛地采用地理信息作为研究的支撑。因此，地理信息与应用微观计量经济学相结合是未来经济学实证研究的热点之一。但关于这两者之间的桥梁将地理信息与经济学分析工作相结合却一直没有很合适的著作。
目前市面上与地理信息相关的著作并不能很好地帮助读者达到这一目的，主要有两个原因。第一，市面上的地理信息图书大多为软件介绍，逐一介绍每一个功能，其目的是帮助读者全面掌握GIS相关知识。但对社会科学研究者来说，真实过程则是问题导向的：在研究中遇到一个需要用地理信息解决的具体问题并迅速找到解决方案。第二，市面上地理信息图书的作者均为地理信息领域的相关专家，其应用也多为城市规划、地理学等专业领域，对社会科学研究者的帮助有限。此外，一些学者在网上发布了一些针对地理信息系统的课件，比如哈佛大学经济学系Melissa Dell教授在2009年发布在个人主页上的GIS Analysis for Applied Economists、大阪大学国际公共政策学院Masayuki Kudamatsu教授在2018年发布的Causal Inference with Spatial Data：ArcGIS 10 for Economics Research（该课件基于Kudamatsu教授于2010年在斯德哥尔摩大学经济系任教时发布的课件扩展而来）。这些课件虽然以经济学研究问题为导向，但并没有提供针对某个具体问题的逐步解决方案，而这些知识对致力于学习地理信息系统的学者和学生而言非常重要。
本书的内容试图弥补这一缺憾，我试图从社会科学应用，特别是经济学应用的角度对研究过程中遇到的地理信息问题提供实际操作上的解决方案。本书的内容主要分为两大部分。第一部分详细介绍目前社会科学相关领域应用GIS最多的三个语境：基于地理信息制作GIS地图（比如在中国县级GIS地图中将人口超过100万的县用灰色标出）、使用GIS软件生成数据（比如基于GIS软件和卫星灯光图片计算出每个县的平均灯光强度并生成数据）以及绘制研究所需的GIS地图（比如研究者自己在中国地图中绘制某条铁路线路）。以我自身的研究及阅读文献的经历来说，上述三个功能基本能够满足绝大多数社会科学研究的需求。我会在该部分基于自己的研究并结合软件截图逐一介绍这些功能。如果单纯从地理信息系统应用的难度来说，社会科学中的这些应用并不具有挑战性，甚至停留在入门水平。但社会科学应用地理信息并非探索和推进地理信息相关领域的问题前沿，而是服务于社会科学研究的基本目标推论（inference），这进一步分为描述性推论（descriptive inference）和因果性推论（causal inference）。从这个意义上来说，基于地理信息制作GIS地图属于典型的描述性推论，可以从地理分布上增进读者对数据基本特征的理解，而基于GIS软件生成数据则服务于以实证分析为基础的因果推论。本书第二部分为文献介绍，介绍经济学、政治学及社会学等优秀中英文期刊近年来应用地理信息系统的相关论文。通过第一部分的操作实务并结合第二部分的文献应用，读者在读完本书后可以基本掌握GIS在社会科学中的各项应用。具体来说，读者可以根据自己的研究任务直接找到相应章节，根据文中步骤完成相关的操作。同时，读者也可以进一步阅读对应章节后面提供的参考文献拓展该任务应用的知识面。
我从2009年就开始酝酿写一本关于GIS的操作手册。工作之后一直没有整块时间集中用于书稿的写作。直到2018年下半年才把写书稿提上日程并最终在2021年年底完稿。拙作最终能够在久负盛名的北京大学出版社出版，对我来说是一份难得的荣誉。感谢王晶编辑给予我的协助及专业的建议。本书得到国家自然科学基金重点项目(71933002)和复旦大学卓越2025人才培育计划的支持。在本书构思及写作过程中，我非常感谢所有参与进来的学生，他们是蔡依乐、曹一鸣、方嫣彤、韩鑫豪、胡钧贻、黄沛璇、黄智琛、雷嘉欣、李永涛、潘子欣、彭耀辉、滕璇、王宣艺、吴其倡、许力夕、杨波、杨娇娇、姚沁、张碧月、钟函烨（以姓氏首字母排序）,其中特别感谢许力夕同学。没有这些同学热情、认真的协助，本书无法呈现在读者面前。同样感谢复旦大学经济学院科研办公室李博的支持工作。感谢我在香港科技大学社会科学部读博士时的同系小伙伴们，当年我们在实验室里学习和玩耍，留下很多美好的回忆，如今大家散落在国内外各高校努力为理想和生活拼搏。特别感谢复旦大学历史地理研究中心及哈佛燕京学社在中国历史地图方面所作的基础贡献，本书以及我的众多研究都受益于她们提供的学术公共品。最后，感谢家人一直以来给予我的支持和照顾。
陈硕
于复旦大学经济学院泛海楼
2023年9月

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