六种定量方法解决内生性问题(stata代码)
代理变量:用来代替观测数据中难以得到或无法测量的信息。
举个例子:例如研究“是否上大学对收入的影响”,要控制住上大学这个条件之外所有对收入可能造成影响的条件,比如“能力”,家庭条件等有很多难以测量的信息被遗漏
好的代理变量满足以下三个假设,由于比较难理解,穿插例子的形式进行理解:
比如说我们想看是否上大学对收入的影响,
即原本的关系满足:
我们找到了衡量“能力”的代理变量IQ,满足
原本的关系变成:
衡量IQ是一个好的代理变量需要满足以下三个假设:
假设1,代理变量与所缺失的混杂因素相关。即IQ与Ability相关,γ1不为0;
假设2,如果将该代理变量纳入方程内生性问题,则不存在。即Ability放入Income式子中,方程原本的内生性不存在,即新产生的
不与colledge或iq相关; 假设3,无法被代理变量所解释的那部分缺失变量与其他自变量无相关。即e不与colledge或iq相关。
4. 代理变量的不足
代理变量可以大概率减少该变量所在的内生性问题,但是无法完全替代我们研究中所忽略的那个变量。
基于分析面板数据(对同一样本进行重复观测,比如说家庭追踪调查)
公式解释固定效应
通过对同一样本进行重复观测,得到简单的线性回归:
3. 一阶差分模型 (FD)
当面板数据的时间为两个阶段的时候就是一阶差分模型,当时间大于两个阶段的时候就是固定效应模型,一阶差分模型以第一时间段为基期水平,进行相减,从而抵消固定效应,而固定效应模型以所有期的平均水平为基准点,每一期减去平均水平消去固定效应。
3.注意,如果我们使用固定效应模型去分析x对y的影响时,那么x需要是随时间变化的变量,因为非时变变量会被固定效应消去,无法估计。
4.拓展--随机效应模型(RE )
如果我们非要去研究非时变变量对于y的影响,那么可以使用随机效应模型。随机效应模型既可以去估计非时变量的影响,也可以估计时变变量的影响。但是需要满足一定条件,
4.1Stata命令实现RE模型
通过构建工具变量,来检测不可观测的因素的影响。
工具变量的来源
自然现象
霍克斯比:Y=地区教育质量;X=地区学校数量;Z=地区河流数量(通过河流划分学区)
阿西莫格鲁:Y=国家人均收入;X=制度;Z=殖民地时代死亡率
安谷瑞斯特:Y=母亲就业;X=孩子数;Z=老大老二的性别组合
时空距离(自然历史实验)
安古瑞斯特:Y=收入;X=教育年;Z=出生的季度
卡德:Y=收入;X=教育年;Z=家距离大学远近
钱楠筠:Y=男女性别比;X=家庭收入男女性别比;Z茶叶加工
陈云松:Y=幸福感;X=是否信教;Z=解放前宗教场所
陈云松:Y=政治信任;X=城市餐饮,解放前宗教场所;Z=餐饮,参与社群
3. 公式理解:
4.引入工具变量z,z需要满足两个关键假设:
相关性:z与x相关
外生性:z与u不相关,z只能通过x影响y
5.工具变量求解两步走
1)先用工具变量z作自变量,x做因变量对z进行回归,目的在于把x分为两个部分,与z无关(内生部分,即与误差相关。),与z有关(外生部分)
2)与z相关部分作为
,用y对 回归
工具变量一个经典例子
6. 对变量的潜在问题
1)工具变量估计的是局部平均处理效应(LATE),就以上述例子为例,抽签的影响是部分的,只能研究外生部分。因LATE,因果效应难以推广;
2)工具变量很难找且容易被攻击
7. Stata命令实现工具变量
1.赫克曼模型
如果样本不是随机被选择的,那么如果某些样本的缺失可能会造成偏差,这种样本选择问题的解决方案可以采用赫克曼模型分析。比如想要拟合一个收入模型,那么只有工作的人才有收入,没有工作的人将不会被纳入分析,此时样本有偏可能导致结果有偏。
2. 解决方法:
2.1增加一个选择方程,对应的结果模型也是具有选择的,以“收入”为例,增加的模型如下:
2.2 增加选择方程时考虑两点:
1)样本的选择性来自哪里?(明确研究的目标群体是什么?实际分析的目标群体又是什么?)
2)如何基于选择性样本,获得无偏估计?(即上图中的Z如何选定)
Heckman模型假定
【外生性】,控制了X之后,误差项
,v都满足iid 【单调性】,加入的选择模型要么增长,要么下降,是一个连续的模型
2.3 赫克曼模型校正
不足:z的选择非常难,跟工具变量一样
3.Stata命令实现赫克曼模型
基于实验的设计,结果是否有效,取决于实验设计,有些人用来研究政策的影响。
满足“共同趋势假设”的话,倍差法实现会变得简单,“共同趋势假设”是指不进行干预,处理组的变化情况与控制组相同
2. 在回归中表达DID
time和treatment都是0,1变量
断点回归可以用来看政策实施的影响,有以下三个特点:
估计二分变量D对Y的因果效应;
处理变量分配不随机;
常常是否接受处理取决于一个确定的规则;
变量X取值决定是否接触处理,X被称为分配变量(Running variable or assignment variable)
2. 例子:“颁发国家奖学金是否有助于提高大学生的学业成绩?”,定650分为基准线,大等于650分意味着能提高,低于650则不能,650是临界点,在该点存在一个跳跃
3.精确断点回归
3.1断点回归的多种形式:
4. 模糊断点回归
4.1 精确断点回归设计存在问题
一旦规则确定分配结果也确定在现实情况下很难满足,实际分配处理不一定严格按照规则执行。这意味着临界点不再是一个清晰断点,而是模糊的,更多反映的是接受处理的概率,这样的断点称为模糊断点回归。比如说,成绩高于650分,获得奖学金的概率更高,而不是一定获得奖学金。
4.2 构造变量Z
5. RDD关键:寻找跳跃
5.1 跳跃需要符合两个条件:
1)让自变量和因变量同时跳起来的连续变量x(自变量和因变量跳的幅度越大,断点回归设计越有效);
2)同时其他影响因变量的协变量在断点处不能有跳跃。
5.2 断点回归的不足
满足要求的X不好找;
基于临界点前后的样本进行估计,若样本量小,随机波动会很大;
断点回归法估计的是局部平均处理效应(LATE)。
七. 解决内生性问题的方法组合
例子1:固定效应+赫克曼
例子2:工具变量+赫克曼
来源:二三两两(知乎)
转载:刘西川阅读写作课