土地利用・交通・環境の総合計画分析のためのGIS統合・支援統計パッケージの開発

土地利用・交通・環境の総合計画分析のためのGIS

統合・支援統計パッケージの開発

著者

宮本 和明

1- ㌔ ++/

土地利用･交通･環境の総合計画分析のための

GIS統合･支援統計パッケージの開発

(課題番号: 13555142)

平成13年度∼14年度科学研究費補助金(基盤研究(B) (1))研究成果報告書

平成15年3月

研究代表者 官本 和明

(東北大学東北アジア研究センター)

鼠 離 間 淵 樋 湖 適 鶴 沼 昭 澗 f r f , ; 読 ･ J . i ･ 扇 , か ト ､ 組 . . A . 摺 軒 ︰ T , ･ 鰯 雲 約 4 . :

土地利用･交通･環境の総合計画分析のための

GIS統合･支援統計パッケージの開発

(課題番号: 13555142) 平成13年度∼14年度科学研究費補助金(基盤研究(ち) ( 1 ))研究成果報告書

平成15年3月

研究代表者 宮本 和明

(東北大学東北アジア研究センター)

研究組織 研究代表者 研究分担者 研究分担者 研究分担者 研究分担者 研究分担者 研究分担者 研究分担者 (研究協力者 研究経費 平成1 3年度 平成1 4年度 計 宮本和明(東北大学東北アジア研究センター･教授) 清水英範(東京大学大学院工学系研究科･教授) 内田敬(大阪市立大学大学院工学研究科･助教授) 壕盛人(筑波大学社会工学系･助教授) 北語意- (関西大学工学部･専任講師) 杉木直(群馬大学工学部建設工学科･助手) 大伴真吾(朝日航洋株式会社) 佐藤有希也(東北大学東北アジア研究センター･助手) Varaneth Vichiensan (東北大学東北アジア研究センター･非常勤研究員)) 3, 500千円 2, 100千円 7, 600千円

目次

G I Sを用いたシミュレーションによる土地利用モデルの説明力評価

空間分析単位の可変性を考慮した土地利用マイクロシミュレーションシステムの構築.……….ll

制限付き最尤法を用いたKdgingに関する実証研究

環境整備の対人効果把握のための回遊行動データ変換システム

Improvement of Data AccuracyinUrban Modeling by Nonstationary Interpolation Method ･･ 39

AnEvaluation System Of Policy Alternatives Based on TRANUSforn the Viewpoint of a

Compact City

Determination of a DesirableTime Step For Quasi･Dynamic Urban Modelingwith SAPPORO

G I Sを用いたシミュレーションによる土地利用モデルの税明力評価

北詰恵一

新たな高速道路や新交通システムなどの交通施設整備計画は､当鼓地域に多種多様

な影響を与える｡このような地域に及ぼす影響の大部分は土地利用変化を含むもので

あるから､それらの交通施設の計画において土地利用予測は必須の過程といえる｡

札幌都市圏土地利用交通分析システムRURBAN/Sapporoは､地理情報システムを用

いた実用的な土地利用交通モデルであり､既にモデルの基本的な考え方､支援システ

ムの基本システムについては報告している｡しかし､量的な妥当性を統計的な検討で

確認しただけであり､実用的な土地利用交通モデルに求められる現実との総合的な整

合性については検証されていない｡これを検証する統計的な方法は未だ研究段階にあ

り､ GISを使って表示し､視覚的に判断することになる｡ 本研究においては､ GISの表示､解析､データベース機能を有機的に結合して持っ ているという特徴を活かし､これらのシステムにおけるパフォーマンスを確認し､そ こで､見られた現象を分析することを目的としている｡

1)シミュレーションによるRURBANの改良の考え方

(1) 鉄道プロジェクトの導入とその影響の見方

鉄道プロジェクトの導入として､ CASEIと位置付けて､既存のJR線に新駅を追加

している｡新駅の選定には､現在の駅間が比較的長い距離であるところを基準に､札

幌中心部と郊外で比較できるように駅を新設している｡ cASEⅡと位置付けて､平成8

年当時に開業していた地下鉄のそれぞれ終端(南北線:麻生駅･真駒内駅､東西線:琴

似駅･新さっぽろ駅､東豊線:栄町駅･福住駅)を札幌市営地下鉄の平均駅間距離の2km

を目安に一駅ずつ延伸した｡ cASE内にいくつかのプロジェクトを行っているが､これ は全て単独で行っている｡

(2) 道路プロジェクトの導入とその影響の見方

道路プロジェクトの導入として､CASEⅢと位置付けて､高速道路建設を行っている｡

現在､札幌市の北部にのみ高速道路が通っているので､札幌市の南部に高速道路を建

設した｡また､石狩市には､高速道路がないので､札樽道の既存のIC間にJCTを建設 し､石狩市緑苑台ニュータウン付近まで延伸をした｡ cASE内にいくつかのプロジェク トを行っているが､これは全て単独で行っている｡

(3) 統合プロジェクトの導入とその影響の見方

cASEⅡとcASEⅢでは単独で行っていたものを､統合して導入した場合としてCASE

Ⅳと位置付けている｡ここでは､地下鉄全線の終端を一駅ずつ延伸したものを同時に

行ったものと､高速道路建設と､地下鉄建伸を統合した場合を考えている｡

これらをまとめた表と図を､表1､図1に示している｡

表1 CASE設定とプロジェクト一覧

CASEI 4T白 CASBⅠⅡ 4Xur (JR#駅設置) 忠&陋ｩ58ﾉｩ ﾂ (高速道路建設) 忠 ﾘr

1 傅ﾉ$ﾘ踊 ｸ冓$ｨ羊 東基線(栄町駅より北伸) ﾉ Hﾘ) ﾉ;刋伊ｩ ﾒ cAsEⅡJとCASEⅡ-1 駅間距離..7.7血 I+xｹ X ｣" ｶﾒ ⅠC3つ新設延長距離:32.1kn

2 儼9^H羊ﾙI) 阯r 東基線(福住駅より南伸) ｹI ,坪訷惹 : 磁T5Fti ﾒ cASEⅡ-5とCASEⅢ-I

駅間距離:3.6l皿 I+xﾟ#｣"纔ﾈﾂ 石狩市緑苑台まで延伸延長距離:12.9血

3 估ｸ 羊ﾙJｨﾊﾈ羊 東西線(新さっぽろ駅より東伸) 偃 苳2ﾘ腦g ﾈuD9n( ｵT5I i ﾒ cASEⅡ全て同時に延伸

駅間距推:2.2km I+xｹyz3 繹ﾈﾂ 石狩市緑苑台まで延伸延長柵:9.2kn 4 i ﾈ羊ﾙ hｽX騙羊 東西線(琴似駅より酉伸) 倅Ig ﾙ i ﾄ : 磁T7) i ﾒ - 駅間距推:1.9kn I+xｹyz3｣ 紮ｶﾒ 石狩市緑苑台まで延伸延長距継:8.6kn 5 辻 南北線(麻生駅より北伸) 倅Ig筈5H* yV9^H遥WHｽ -ﾈ,X露 ﾂ - 延長匡巨稚;1.7kn F6ﾈ,) ﾙ'X露+xｪ9' ｣2綏ｶ 6 辻 南北線(其駒内駅より甫伸) 延長距離:3.Ohm 辻 - 図1 CASE別のシミュレーション設定

2)鉄道プロジェクトによる土地利用変化と問題点

(1) JR新駅の設置(CASEI)の土地利用変化 JR新駅を設置したcASEIについて3つに分類する｡まず､cASEI_1を地方部とし､ 札幌駅より約40km離れた小樽市の郊外に新駅設置する｡そしてCASE1 -5を札幌中心 部とし､ cASE1-2を札椀市郊外としている｡ CASEI-1での土地利用変化として､居住については､新駅より半径3km圏内での 増加が見られた｡それ以外のゾーンでは､ -150m之から300m2までの増減が見られる程 度であった｡居住全体では､ 91,469m2の増加となった｡中心商業業務においては､居

住面積の増加が見られた､新駅より半径3km圏内での減少が顕著に見られた｡それ以

外のゾーンでは､ 300m2までの増加が広範囲にわたりみられ､プロジェクト入力前の農 業の面積が他ゾーンに比べて大きいゾーンでは､ 300m2を超える面積が増加している｡ 中心商業業務全体については､ 80,300m2の減少であった｡近隣商業については､新駅

設置をゾーンの隣接ゾーンでの増加が見られる｡増加したゾーンでの周辺では減少し

ている｡その他の広範囲にわたるゾーンでは､既存駅(JR･地下鉄含む)の周辺では減少 し､それ以外では増加している｡近隣商業全体については､ 2,043m2の増加であった｡ 工業については､新駅より半径1.5km圏内での増加が見られる｡それ以外のゾーンで は広範囲わたり､300m2までの減少が見られる｡工業全体では､10,905m2の減少である｡

次に農業(非都市的土地利用)だが､新駅周辺では､居住面積が増加したゾーンでは､同

じように農業面積も増加しているゾーンが多数みられる｡その以外のゾーンでは､

300m2までの減少が見られるゾーンが多数を占めている｡農業全体では2,307m2の減少 であった｡ cASE1-5の土地利用変化として､居住については､新駅より半径1km圏内での大 幅な増加が見られた｡それ以外のゾーンでは､ -160m2から300m2までの増減が広範囲 にわたってみられた｡居住全体としては､ 48,721m2の減少が見られた｡中心商業業務

においては､新駅より半径1km圏内での大幅な減少が見られた｡また､それより周り

のゾーンでは300m2までの増加がほぼ全ゾーンにわたって見受けられた｡中心商業業

務全体では､ 71,316m2の増加であった｡ cASEト1と同じ､あるゾーンでは､ 300 m2

を超えて面積が増加しているが､そのゾーンにおける特徴として､元来の農業の面積

が他ゾーンに比べて大きいことである｡近隣商業については､新駅近くのゾーンで､

少し大きく増加しているゾーンが見られるが､特筆すべき程の増加が見られるわけで

はない｡また､全ゾーンの大半で300m2までの増加がみられる｡これにより､近隣商 業全体では61,022m2の増加が見られた｡工業では､新駅より半径0.8km圏内での増加 が見られるものの､その他のゾーンにおいては､ 300m2までの減少が広範囲にわたって いる｡工業全体では45,737m2の減少であった｡農業では､新駅周辺のゾーンにおいて も､また､その他のゾーンにおいても変わりはない｡大きく増加しているゾーンとい

うのはなく､中心商業業務面積が増加したゾーンでは農業面積が大きく減少している｡

農業全体では､ 37,880m2の減少であった｡ cASFⅠ･2の土地利用変化として､居住では､新駅付近では大きく増加している｡ま

ある｡中心商業業務は､新駅付近(居住の面積が大きく増加したゾーン)では､大きく減

少している｡中心商業業務が大きく増加しているゾーンというのは､ゾーン面積が大

きく､プロジェクト入力前には農業面積が極めて大きかったゾーンである｡また､全

域にわたり､ 300m2までの小幅な増加がみられる｡中心商業業務全体では57,970m2の

減少である｡近隣商業では､面積が大きく増加したゾーンと大きく減少しているゾー

ンは､新駅設置付近にある｡面積が大きく増加したゾーンでは､プロジェクト入力前

にも､近隣商業面積が他ゾーンのそれと比較して大きくなっている｡逆に､面積が大

きく減少しているゾーンでも､近隣商業面積が他ゾーンのそれと比較して大きくなっ

ている｡新駅付近以外では､ 300m2までの増加をしているゾーン数が300m2までの減少 しているゾーン数より多いので､近隣商業全体では､ 2,869m2の増加となった｡工業で

は､新駅設置付近では大きく増加している｡大きく増加しているゾーンでは､プロジ

ェクト入力前にも工業面積は大きかったゾーンである｡増加しているゾーンに囲まれ

ながらも､減少しているゾーンがある｡そういったゾーンは､プロジェクト入力前の

工業面積は非常に小さかったゾーンである｡工業面積が大きく減少しているゾーンは､

中心商業業務の大きな増加によるものだと考えられる｡それ以外のゾーンでは､ 300m2 までの軽微な減少が広範囲にわたりみられる｡工業全体では､ 20,476m2の減少である｡

農業では､面積が大きく増加したゾーンは､居住面積･工業面積ともに大きく増加し

たゾーンである｡逆に､農業面積が大きく減少しているゾーンでは､中心商業業務面

横が大きく増加し､工業面積が大きく減少したゾーンである｡それ以外のゾーンでは､

300m2までの軽微な減少が見られる｡農業全体では､ 21886m2の増加であった｡ (2) 地下鉄延伸(cASEⅡ)の土地利用変化 地下鉄建伸を行ったcASEⅡについては､大きく分けて二つに分けることができる｡ 一つは､住宅街に建設したものである｡元来からの住宅街に延伸したものである｡CASE Ⅱ-1,2,4,5,6がそれに該当する｡もう一つは､最近､副都心形成の図っている地域に建

設したものである｡一点集中型から多核心型への都市構造転換策として､厚別副都心

開発事業を推進している｡核となる厚別副都心団地(約30ヘクタール)はJR千歳線新札

幌駅及び地下鉄東西線新さっぽろ駅の交通の要衝に位置し､ショッピングセンター･

オフィスビルのほか､区役所･保健所･総合病院などの公共施設を総合的･集約的に

配置し､魅力ある副都心形成を図っている｡ cASEⅡ13がこれに薮当する｡

住宅街に延伸し場合の土地利用変化であるが､居住は､新駅設置付近(最寄り駅まで

の時間が短縮したゾーン:以下 短縮ゾーン)での大幅増加が見られる｡居住全体では､

全ケースで､最低で約100,000m2､最高で約350,000m2の増加が見られた｡中心商業業

務においては､短縮ゾーンでの大幅な減少が見られた｡大幅に増加するゾーンとして､

プロジェクト前の農業面積が非常に大きいところである｡それ以外のゾーンでは300m2

までの小幅な増加が見られる｡中心商業業務全体では､全ケースにおいて､最低で約

100,000m2､最高で約320,000m2の減少が見られた｡近隣商業においては､短縮ゾーン

では､大幅な減少が見られるが｡しかし､新駅付近に､プロジェクト前から近隣商業

面積が多いゾーンがあり､そのゾーンでは､さらに近隣商業面積の増加が見られる｡

近隣商業全体では､最低で約20,000m2､最高で約63,000m2の減少が見られる｡工業で

は､短縮ゾーンで､大幅な増加が見られる｡そのゾーンの傾向としては､プロジェク

ト前から工業面積が多いということである｡また､工業が大幅に減少するゾーンとし

ては､中心商業業務が大幅に増加しているゾーンである｡工業全体では､最低で約

26,000m2､最高で約54,000m2の減少が見られた｡農業においては､短縮ゾーンでは大

幅に増加している｡また､居住面積が増加しているゾーンでの､農業面積の増加が大

きい｡中心商業業務面積が大幅に増加しているゾーンでは､農業面積は大幅に減少し

ている｡農業全体では､最低で約15,000m2､最高で約110,000m2の増加が見られた｡ 次に､副都心形成を行っている地域の延伸､ CASEI-3の場合の土地利用変化である

が､居住面積は短縮ゾーンでは､増加している｡大幅に減少しているゾーンはないが､

軽微な減少が全域にわたってみられるので､居住全体としては､ 7,202m2の減少がみら

れた｡中心商業業務であるが､短縮ゾーンにおいては､大幅に減少した｡ゾーン面積

が大きく､プロジェクト入力前に､農業面積が大きいゾーンでは､増加している｡全 域にわたって､小幅な増加をしているので､中心商業業務全体では101,370m2の増加が

見られた｡近隣商業であるが､短縮ゾーンにおいても大幅な増加は1箇所だけで､そ

のゾーンは､プロジェクト入力前から近隣商業面積が大きいところである｡延伸して

も大した影響が見られなかった｡近隣商業全体では､ 16,404m2の減少が見られた｡工

業においては､短縮ゾーンで少しだけ工業面積が増加したゾーンがいくつか見られる

だけである｡逆､中心商業業務が大幅に増加したゾーン(ゾーンの面積が大きく､プロ

ジェクト入力前は､農業面積が大きいゾーン)では､工業面積は減少している｡全ゾー

ンにわたって軽微な減少しているために､工業全体では､ 54,913m2の減少であった｡

農業においては､居住面積が一番増加したゾーンでのみ大幅に増加したものの､短縮

ゾーンでは､小幅な増加にとどまっている｡また､大幅な減少もなく､中心商業業務

が増えたゾーンである程度減少しているが､大幅には減少していない｡また､全体に

わたり､中心商業業務面積が増加しているために､農業面積は減少している｡農業全

体では､ 22,850m2の減少であった｡

(3)鉄道プロジェクト導入による問唐点

鉄道プロジェクト導入によるチェックを行った結果､次のような問題点が考えられ

る｡

①札幌中心部､郊外､地方部において､新駅設置をした場合に･新駅設置付近での中

心商業業務面積が大幅に減少する｡

②近隣商業面積は､札幌中心部においては目立った増加はない､郊外･地方部におい

てはプロジェクト前に近隣商業が多いゾーンでの増加が見られる｡

③中心商業業務及び近隣商業の2主体において､新駅周辺でのみの増加ではなく､新

駅より数10km以上離れたゾーンでも面積が増加する｡

④都市計画用途地域図において工業専用地域に指定されているゾーンだが､居住面積

が増加する｡

3)道路プロジェクトによる土地利用変化と問題点

道路プロジェクトにおいては､高速道路建設を行った(cASEⅢ)｡高速道路建設は大

きく分けて二つある｡一つ目は､札幌市郊外に高速道路建設する(CASEⅢ一1,2,3,4)｡ 二つ日は札幌中心部に向けて高速道路建設する(CASEⅡ-5)｡

札幌市郊外の建設における土地利用変化では､居住は､新設IC付近(ICまでの時間

が短縮したゾーン)では大幅に減少している｡居住全体では､ cASEⅢ-1で､ 321,060m2 の減少で､ CASEⅢ-2,3,4で最大102,572m2､最小で99,495血2の減少である｡中心商業 業務であるが､ ICまでの時間が短縮したゾーンでは､大幅に増加している｡中心商莱 業務全体では､ cASEⅢ-1で､ 38,375m2の増加で､ CASEⅢ-2,3,4で最大11,676m2､最 小で11,471m2の増加である｡近隣商業については､中心商業業務と同じような傾向で ある｡近隣商業全体では､ cASEⅢ-1で､ 55,919m2の増加で､ CASEⅡ-2,3,4で最大 13,287m2､最小で12,932m2の増加である｡工業では､新設ICに近いゾーンでの増加が

見られる｡その中で大幅に増加しているゾーンは､プロジェクト入力前の工業面積が

小さいところで､大きな増加が見られる｡逆に､もともと工業面積が大きいゾーンで

はそれほどの増加は見られない｡工業全体では､cASEⅢ-1で､36,345m2の減少で､CASE Ⅲ-2,3,4で最大32,964m2､最小で32,933m2の減少である｡農業では､ ICまでの時間が 短縮したゾーンでは大幅に増加している｡農業全体では､ cASEⅢ-1は､ 263,111m2の 増加で､ CASEⅡ-2,3,4で最大110,542m2､最小で108,055m2の増加である｡ 札幌中心部に向けての建設における土地利用変化であるが､居住は､ ICまでの時間 が短縮するゾーンでは減少する｡居住全体では､ 811,319m2の増加が見られる｡中心商 業業務においては､ IC近辺では大幅に増加する｡ ICまでの時間が短縮されたゾーンで

も小幅ながらも増加している｡大幅に減少しているゾーンは､プロジェクト入力前に

工業面積が大きかったゾーンである｡中心商業業務全体では､ 156,030m2の減少であっ た｡近隣商業においては､ ICまでの時間が短縮したところでは､増加している｡近隣 商業全体では､ 156,261m2の減少であった｡工業では､新設IC付近で増加する｡また､ プロジェクト入力前から､工業面積が大きいかったゾーンでは､さらに増加している｡ 全域で300m2までの減少がみられるので､工業全体では､ 67,020m2の減少である｡農

業では､居住面積が大幅に増加しているゾーンでは､大幅に減少している｡中心商業

業務面積が減少しているゾーンで､農業面積は減少している｡農業全体では､ 438,009m2 の減少であった｡ (図4-8-1,2,3,4,5)

4)統合プロジェクト導入による土地利用変化と問題点

(1)統合プロジェクト導入によると土地利用変化

統合プロジェクトとしてCASEⅣとしている｡詳細についは前述したように､ CASE Ⅳ-1,2は高速道路と地下鉄の統合､ cASEⅣ-3では地下鉄全線における統合を行ってい る｡ まず､高速道路と地下鉄の統合であるが､ cASEⅣ-1では高速道路の新設IC付近に

地下鉄建伸を行ったが､新駅付近では増加するはずの居住はほとんど増加せず､新設

IC付近での現象である居住の減少が顕著に現れた｡また､ cASEⅣ-2では､高速道路

の新設IC付近とは､まったく逆のほうに地下鉄建伸をしたので､高速道路建設と地下

鉄延伸における現象が両方とも現れた｡要するに､新設IC付近では､居住は大幅に減

少し､地下鉄新駅付近では居住が大幅に増加した｡しかし､居住全体の面積はcASE

Ⅳ-1もー2も両方とも減少した｡減少幅は､ cASEⅣ-1が124,786m2､ cASEⅣ-2が 103,050m2の減少であった｡以下､他主体においても､ cASEⅣ-1は高速道路建設にお ける特性のほうが大きく現れ､ cASEⅣ-2においては､高速道路建設における特性と地

下鉄建伸における特性が個別に現れている｡しかし､各主体の全ゾーンでの増減面積

は､ほぼ同等であることが特徴として現れた｡

次に､ cASEⅣ-3としてCASEⅡで行った地下鉄建伸を個別ではなく､全て一斉に鍾

伸している｡居住においては､個別の場合､最寄り駅までの時間が短縮されたゾーン

で大幅に増加していたが､統合で行った場合は､新駅付近では増加するものの､個別

で行ったときほどの増加は見られない｡延伸したところより離れたところで増加が見

られる｡これは､後に記述する商業2主体が札幌中心部で大幅な増加をすることが関

係している｡中心商業業務･近隣商業の2主体は､対象地域全体において､大幅に増

加している｡また､工業については､新駅付近では､増加しているものの札幌中心部

においては､大きく減少している｡農業については､新駅付近と札幌駅付近で増加が

見られる｡各主体の全体での面積の増減は､居住が25,732,280m2(20.3%)の減少､中心 商業業務が28,895,648m2(199%)の増加､近隣商業が12,906,166m2(211%)の増加､工業が 7,754,614m2(33.3%)の減少､農業が8,314,919m2(19.6%)の減少であった｡

(2)統合プロジェクト導入による問題点

統合プロジェクト導入による問題点として次のようなことが考えられる｡

(D地下鉄全線をすべて延伸したとき､居住が大幅に減少し､中心商業業務及び近隣商

業が極端に増加してしまう｡

(卦高速道路建設･地下鉄延伸を統合したプロジェクトを入力したとき､入力前に近隣

商業･工業面積が少ないところに､居住面積が増加する｡

5 ) RtJRBANの改良の方法

以上の問題点をまとめると次のようになる｡

(9札幌中心部､郊外､地方部において､新駅設置をした場合に､新駅設置付近での中

心商業業務面積が大幅に減少する｡

②中心商業業務及び近隣商業の2主体において､新駅周辺でのみの増加ではなく､新

駅より数10km以上離れたゾーンでも面積が増加する｡

③都市計画用途地域図において工業専用地域に指定されているゾーンだが､居住面積

が増加する｡

④地下鉄全線をすべて延伸したとき､居住が大幅に減少し､中心商業業務及び近隣商

業が極端に増加してしまう｡

これらの問題点の改良の方法として次のことを提案する｡

① 中心商業業務は集積機能が高い主体なので､現在使用されている説明変数である

幹線道路率､商店数､工業用途指定､最寄交通施設までの時間､施設整備ダミー

の5変数に加えて､幅員､道路種別､駐車場整備率､代替駅の影響(代替駅として

利用可能な鉄道駅がある場合に､当該代替駅が顧客の流入量､商業地域としての

収益性にどの程度の影響を与えるかを判定する｡ )などの中心商業業務に即した

説明変数を加える｡

② 農業面積が広いゾーンでの増加が多いので､農業面積でも沼地で商業立地として

は使えないこともあるので､立地可能であるかを判断し､無理ならば､商業主体

が立地しないように制限をする｡

③ 各主体別に立地可能ゾーンの制限を付ける｡

④ 商業主体における高度化が表現できていないので､単位占有面積qを求める式を変

更し､間接的に高度化を表現する｡

･現在の単位占有面積qを求める式

q豊島

Yl -R(r')･q+P･Z ここに､ q :土地占有面積 Y. :予熱所得制約 R(T) :代表地代 p :合成財の単位価格 Z :合成財の皇 jh :予算のパラメーター 角. :代表地代のパラメーター 項在の予算の式に新たな項を加える｡都心や駅前に立地する場合･郊外に立地する よりも､開業費用や郊外に工場からの輸送費が増大する｡それらの項目を新たなに 加えることにより､予算が増大し､単位占有面積が増加し､都心における商業主体 の単位占有面積を増加させることが可能である｡ Y..

6) まとめ

GIS機能の構成要素である表示機能､解析機能､データベース機能の3要素のうち､

近年のGISの発展に伴い､解析機能の不足が明らかになってきている｡また､公共事

業を行う際には､住民へのアカウンタビリティーの重要性が高まってきている｡そこ

で､ GISで不足してきている解析機能に､土地利用モデルを追加することにより､高 まるアカウンタビリティーに対応する手立てとなりうる｡そこで､本研究では､実際

に､土地利用モデルをGISの解析機能として組み込んでいるシステムの実用性向上を

図ることを目的とした｡ 現在は､札幌都市圏における土地利用モデルとしてRURBAN/Sapporoを対話型都

市交通計画システムとして整備されている｡そのシステムにおいて､効用および付け

値両関数におけるパラメーターを推定し､符号条件や有意性検定といった統計指標に

よる分析というものは､過去に幾度か行われている｡しかし､実際に､システムを用 いて､シミュレーションに行い､それにより得られた結果からの分析というものは行 われていない｡ シミュレーションにより得られた結果と､土地利用モデルRURBANのモデル式､

そして､札幌都市圏の都市計画基礎調査データを比較､検討したうえ､本研究では､

以下のような問題点を発見するとともに､それに基づく修正案を提起している｡

･問題点

①札幌中心部､郊外､地方部において､新駅設置をした場合に､新駅設置付近での中

心商業業務面積が大幅に減少する｡

(診中心商業業務及び近隣商業の2主体において､新駅周辺でのみの増加ではなく､新

駅より数10km以上離れたゾーンでも面積が増加する｡

③都市計画用途地域図において工業専用地域(図の赤く囲われた部分)に指定されてい

るゾーンだが､居住面積が増加する｡

④地下鉄全線をすべて延伸したとき､居住が大幅に減少し､中心商業業務及び近隣商

業が極端に増加してしまう｡

･修正方向

①中心商業業務は集積機能が高い主体なので､現在使用されている説明変数である幹

道路率､商店数､工業用途指定､最寄交通施設までの時間､施設整備ダミーの5変

数に加えて､幅員､道路種別､駐車場整備率､代替駅影響(代替駅として利用可能な

鉄道駅がある場合に､当該代替駅が顧客の流入量､商業地域としての収益性にどの

程度の影響を与えるかを判定する｡ )の中心商業業務に即した説明変数を加える｡

②農業面積が広いゾーンでの増加が多いので､農業面積でも沼地で商業立地としては

使えないこともあるので､立地可能であるかを判断し､無理ならば､商業主体が立

地しないように制限をする｡

③各主体別に立地可能ゾーンの制限を付ける｡

④商業主体における高度化が表現できていないので､単位占有面積qを求める式を変

更し､間接的に高度化を表現する｡

空間分析単位の可変性を考慮した土地利用マイクロシミュレーションシステムの構集

群馬大学  杉木 直 第1章 はじめに 1-1本研究の背景と目的 現在わが国の都市部においては､人口増加の終憲とそれによって引き起こされる少子高齢化の到来に伴い､都 市計画の中心課題は新規開発などの新市街地整備型から再開発などの既成市街地再生型へと移行している｡しか し､既成市街地においては､狭小な敷地や前面道路幅員による容積率上限のために十分な建物の高層利用が進ん でおらず,良好な市街地形成のために土地利用規制や税制等の見直しが必要である｡また､交通施設整備､土地 利用規制､税制､再開発事業等の都市政策を複合的に行っていくことが必要であると考えられる｡ これらの政策の効果を評価するためには､詳細な敷地レベルにおいて土地利用分析を行う必要があるが､均衡 理論に基づき比較的大きなゾーンを対象とする従来の分析ではその表孝則ま困難である｡これらに対し､分析の詳 細化が可能であるマイクロシミュレーションの土地利用分析への適用が､ Waddelll), S血mond82)､ Hunts)らに より行われている｡しかしこれらについても､分析単位に関しては小さいもので150mメッシュ程度に集計され ており､また敷地形状の変化を取り扱うものではない｡また､林･ Hammandら4)a)6)は敷地統合を含めた敷地レ ベルへのマイクロシミュレーションの適用を試みているが､特定区域における統計的な統合確率を用いるにとど まっており､更なる研究の必要性がある｡そこで杉木ら7)は､地理情報システム(GIS)上で構築された敷地レベル の詳細データベースを用いて､既成市街地を対象とした敷地形状および建物更新に関する実証分析を行うととも に､これらの変化予測を可能とするモデルの構築を行ってきた｡しかし､現実的なシミュレーションの実行に際 してはいくつかの課題があった｡マイクロシミュレーションの実行に際しては､通常モンテカルロ法を用いて複 数回のシミュレーションを行うが､詳細な土地区画の変化をコンピュータ上でシミュレーションする場合､統合 によって空間的分析単位である土地区画自体が変化する｡また､建て替えによってデータベース上の建物データ を消去､追加する必要がある｡確率的な複数回のシミュレーションごとに異なるこれらの変動を､シミュレーシ ョンの進行にあわせて随時更新しデータベースに反映させる必要があるが､空間分析単位の可変性を含むこれら の処理を逐一対話的に行うことは非現実的である｡しかしながら､既存研究においてこのようなシミュレーショ ンの実行可能性については議論されておらず､また自動的な処理を可能とするシミュレーションシステムは存在 していない｡

そこで本研究では､ GIS (Geographic lnlormatiom System)の空間解析機能を活用し､このような空間分析単 位の可変性に対応した詳細土地利用マイクロシミュレーションシステムを構築する｡具体的には､ GISソフトウ エアであるSIS ((秩) Informatix)に対してVisual Basicを用いたカスタマイズを行うことにより､システム を構築する｡ GISデータベースからのマイクロシミュレーションアプリケーションプログラムに対する入力デー タの作成､そして区画統合や建て替えのシミュレーション結果により生じるGISデータベースのオブジェクトお よび属性値の更新を行うシステムについて､具体的なアルゴリズムを提示する｡これらの処理は､準動学的に複 数期の土地利用変化の予測と､複数回のシミュレーション試行を実行可能なものとして､一連の処理がシステム に実装される｡また､構築されたシステムを用いてマイクロシミュレーションを実行し､システムの性能と詳細 土地利用マイクロシミュレーションモデルの特性を検証する｡ 1-2 本研究の構成 第1章では､本研究の背景と目的･構成を述べる｡第2章では､本研究で用いた詳細土地利用モデルについて その概要と具体的な定式化について述べる｡第3章では､まずGISカスタマイズ手法についてふれ､続いて空間 分析単位をの可変性を考慮した分析システムの構築について､主プログラムと副プログラムからなるシステムの 構造と､それらの詳細な処理アルゴリズムについて述べる｡第4章では､構築したシステムを用いてマイクロシ ミュレーションを実行し､その結果を用いてシステムおよびモデルの検証を行う｡第5章では,本研究の成果を まとめ､今後の課題について述べる｡

第2章 詳細土地利用マイクロシミュレーションモデルの概要 2-1モデル構造 本研究で用いたモデルは､詳細な敷地レベルでの土地利用変化について､これらを表現し､将来予測を行うも のである｡モデルの概要を図1に示す｡このモデルでは､準動学的に次期の土地利用分布を表現するものである｡ したがって､分析は前期から次期までの期間を1期として行われるが､ここで1期は､ 1つの敷地統合および建 て替え行動が起こるのに妥当であると考えられる5年間とする｡本来､土地区画統合と建て替えは1つの行動と して行われる｡しかし.これらを単一のモデルで表現することは､モデル構造上困難であり､またその検証も難 しい｡そこで､土地区画統合と建て替えを､それぞれ｢土地区画統合モデル｣､ ｢建て替えモデル｣を用いて段階 的に表現する｡まずは､前期の土地区画レベルの立地分布に対して､隣接した区画統合するか否かを表現する｡ ｢土地区画統合モデル｣によって区画形状の変化を与える｡続いて､各区画の建物の建て替りを表現する｢建て 替えモデル｣によって､現在の建物をそのまま維持するか､または各建物タイプに建て替えるかを決定し､次期 の土地利用分布が求められる｡区画形状の変化としては､統合の他にも分割が存在するが､本研究が対象とする ような既成市街地においては統合が主であるため､モデル分析の対象とはしない｡

〔前期土地利用分布〕

Ll二ヨ

t土地区画統合モデル1 次期土地利用分布 隣接した区画同士が統合するか 否かを決定 現在の建物をそのまま維持するか､ 各建物タイプに建て替えるかを決定 そのまま

計

低層住

低層商

高層住

高層商

空地

6種類

図1モデルの概要

2 - 2 土地区画統合モデルの定式化 土地区画統合モデルでは､隣接する土地区画同士が統合するか否かをロジット型の確率モデルを用いて表現す る｡互いに隣接する土地区画AおよびBが統合する確率んは､土地区画が統合する場合および統合しない場合 各々の効用に基づく2項ロジットモデルを用いて式(1)のように表される｡

PABヨ

exp VXo

expvLgo + expVLygo

PAB :土地区画A･ Bの統合確率

VLgQ :土地区画統合の場合の効用

V,wTco :土地区画非統合の場合の効用

ここで､統合および非統合に関する効用関数は､式(2) ､式(3)で表される.

vLgo -a. ･VAB ･Area^B +a2 ･X霊+a, ･X芸+a.Xige

v.BTgQ壬al ･V. ･Area. +VB ･AreaB)

fl. :土地区軌において次期に期待される立地効用 Area.1 :土地区画iの面積

X霊:土地区画A､ B間の両方が非接道の場合を1とするダミー変数 X芸:土地区画A､ Bの周辺区画との統合状況 xg :土地区画A､ B間の土地区画境界条件 α :パラメータ 各々の場合の効用は土地区画において建物により次期に期待される立地効用によって規定されると仮定してお り､土地区画の統合に伴う高度利用可能性をおよび土地区画面積の増大に伴う効用の上昇を表現している｡また､ これによって表現し得ない2区画間の土地区画条件および､周辺土地区画条件を考慮している｡土地区画におい て建物により次期に期待される立地効用Viは･式(4)で表されるように次節に示す各建物タイプの立地効用鴨.A のログサム期待値を用いる｡ vL - log(∑ expww ))      (4) VaRk :前期建物タイプkRである土地区画iにおいて次期に建物タイプkにより期待される立地効用 また,土地区画境界条件変数XAgeは式(5)で表される｡

xEge -

b70utuJLe lenglh^ + lengthB (5) b,outuAB :隣接している土地区画ABの隣接部分の長さ Iength.･ :土地区画の周長 2-3 建て替えモデルの定式化 建て替えモデルでは､土地区画統合モデルによって変更された区画形状の下で,各敷地において現在の建物を そのまま維持するか､または各建物タイプに建て替えるかをロジット型の確率モデルを用いて表現する｡前期の 建物タイプがたRである敷地i 8=おいて･次期に建物タイプkが選択される確率Pwは多項ロジットモデルを用い て式(6)のように表される｡ (6) Pw :前期建物タイプkRの土地区副において次期に建物タイプkが選択される確率 Vw :前期建物タイプkRである土地区軌において次期に建物タイプkにより期待される立地効用 ここで･次期の建物立地効用鴨Rkは前期の建物をそのまま維持する場合と･建て替える場合それぞれについて･ 式(7)､式(8)で表される｡ [次期において前期の建物をそのまま維持する場合(kR =k)] vaR. - (∑βk ･X.･)×HkR [次期において前期の建物を建て替える場合(kR ≠ k )] vw -(∑βk ･Xi)×Hk -Y･CkR X.･ :敷地fにおける土地条件 Hk. :前期に立地している建物kRの高度利用 Hk :次期に立地する建物kの高度利用 CkR :前期に立地している建物kRの建て替え抵抗 β,Y :パラメータ 建物による立地効用臥土地条件によって定められる各建物タイプの単位床あたりの収益性β.Xiに対して､ 建物タイプによって異なる高度利用を考慮する事により定めている｡また､建て替えが行われる場合については, 右辺第2項において､前期の建物kRを除却する事に対する抵抗を考慮している｡ 高度利用に関して･前期に立地している建物kRの高度利用についてはデータベースとして構築されている建物 高さを与え､次期に立地する建物kの高度利用については各建物タイプごとに標準的な建物高さを外生的に与え

第3章 詳細土地利用マイクロシミュレーションシステム 3- 1空間分析単位の可変性の考慮 本研究で用いるモデルは準動学的に､各タイムステップにおいて土地区画統合と建物の建て替わりを表現する ものである｡図2に土地区画統合における空間分析単位の変化を示す｡ここでは､統合前の土地区画データを削 除して統合後の土地区画データを新規に作成し､新たに生成された土地区画に対して面積､角地､容積率といっ た属性値データを付加する必要がある｡また､次期の統合を考えるためには､変更された土地区画形状において区 画間の隣接関係を取得する必要がある｡図3に建て替えにおける空間分析単位の変化を示す｡土地区画に対して 建物形状データの削除･作成を行い､属性値を更新する必要がある｡従って､マイクロシミュレーションを実行 するにあたっては､シミュレーションの進行にあわせてこれらのデータベースの変更を随時行う必要があるが､ 空間分析単位の可変性を含むこれらの処理を逐一行うことは非現実的である｡しかし､このような処理を可能と するシミュレーションシステムは存在していない｡そこで本研究では､ GISの空間解析機能を活用してこれらの 処理を可能とし､かつシミュレーションの一連の処理を自動化するシステムをGISソフトウェアのカスタマイズ によって構築する｡

I-}=-二

土地区再統合         P嬢区iii放待      初期データ 図2 土地区画統合 図3 建て替え 3-2 GISカスタマイズ手法 3-2-1 SISカスタマイズの概要

本研究では､ GISソフトウェアとしてSIS ((秩)Informatix)を用いる｡ SISでは､一般的な汎用言語を利用し

てカスタマイズが可能である｡カスタマイズ手法としては以下のものが利用可能である｡ 1)GisLink sISMapシリーズのアプリケーションとVisual Basic (以下VB)で作成されたプログラムの2つのプロセス間 で通信を行う手法｡ SISアプリケーションをベースに開発するため､既存のSISアプリケーションが持ってい るメニューやツールバーなどのインターフェースをそのまま利用可能である｡ 2)ActiveI sISを1つの部品としてプログラム中に組み込む手法｡ GisLinkを開発できる開発環境はⅦだけであるが､

Active‡はActive‡をサポートしている開発言語伽icrosolt VCH､ Delphi､ CHBuilder等)であれば基本的に

利用可能である｡地図の表示部分以外は自由にカスタマイズできるが､必要な全てのインターフェースを作る 必要がある｡

3) ASC仏ctive Server Component)

インターネット/イントラネットのWebサーバーにSISの機能を組み込む手法｡ Microsoft IIS(Internet

Information Server)† ASP(Active Server Page)の環境で動作し､開発言語にⅧScriptまたはJavaScriptを

使用する｡クライアントは標準的なブラウザを使用するので､不特定多数のユーザーが地図を参照するような システムに向いている｡

本研究で使用した手法はGisLinkである｡以下にⅦを用いたGisLinkにおけるカスタマイズの手順を示す｡ (1)GisLinkモジュールの作成

(2)GisLinkモジュールの追加 VBにモジュールを追加することで､ VB上でAPIメソッドを使用可能にする｡ (3)Ⅶスタートアップフォームの設定 VBプログラムは必ずスタートアップフォームを指定する必要がある｡ GisLinkはこのスタートアップフォーム を､ ⅦとSISのリンクをコントロールするために使用する｡スタートアップフォームを内部的なリンク操作に 使うときは｢†isible｣プロパティをFalseにし､外部的に使うときはTrueにする｡ (4)SISとのリンクの初期化 スタートアップフォームのFor山ordイベントプロシージャ一に以下のように記述する｡ Sub For山ord 0

If GisSetLink(hYnd) ≡ False Then

MsgBox "SISとのリンクができません" End II End Sub ここで使われているGisSetupLinkメソッドとは､ ⅧとSISを接続するためにリンクの初期化を行うAPIメソ ッドである｡ (5)ListCapsボタンの作成 VBプログラムを開始すると､ SISにスタートアップ7･オームの｢ハンドル｣が渡される｡ SISのセッションが実

行されていない場合は､ GisSetupLinkメソッドはFalseを返す｡ False以外の値が返されると, SISはスター

トアップフォーム上でCaptionの属性がListCapsになっているコマンドボタンを探す｡ボタンが見つかると自 動的にクリックされ､このボタンのClickイベントプロシージャ-のコードを実行する｡ Clickイベントブロ ーシージャーは､カスタマイズプログラムで使用するコマンドの登録やグループの設定などで行う｡コマンド の登録やグループの設定は特に行わなくてもかまわないが､ GisReleaseメソッドは必ず行う｡ (6)外部フォームからの操作 スタートアップフォーム以外のⅦ上のフォーム上のコマンドボタンなどを､外部フォームからGisLimkを使用 する場合はGisTakeoyerメソッドを使用する｡ GisTakeoverメソッドはSISからⅦに制御を渡し､ GisRelease メソッドによってYBからSISに制御が戻る｡

3-2-2 APIメソッド

SISではカスタマイズに対してAPI仏pplication Progra皿ming Interface)メソッドを約380用意している｡こ れらのメソッドを利用することにより､ SISアプリケーション使用するコマンドで実現されている全ての機能は ほぼ実現可能である｡表1にAPIメソッドの分類とその内容を示す｡ 表1 APIメソッド コマンド 座模系/投影法 作図/編集 オーバーレイ/データセット 地物テーブル ファイル操作 検索 プロパティ操作 印刷 テーブル 主題図 トポロジー 表示 コマンドの実行/追加および既存コマンドの制御など 各種座標系､投影法の設定 線､点､テキスト､円､四角形､の作図および頂点などの編 集､頂点の取得など オーバーレイ操作の全般､データセットの挿入/削除など 地物テーブルの作成/編集 ファイルの出力など 空間検索など 属性値の設定/取得､システムプロパティの設定など プリントテンプレートの配置､印刷の設定/実行 スキーマの設定など 主題図の作成/設定 トポロジーデータの作成/編集およびネットワーク検索 地図表示や3D表示および表示情報の取得

3-3 分析システムの構築 3-3-1 システム構造 図4にシステム構造の概要を示す｡まず､ 3-2-1節で示した手法を用いてSISとリンクし､ SISデータベ ースからシミュレーションで用いる属性値を取得し､入力データファイルに書き出す｡次に､入力データファイ ルを読み込んでシミュレーションプログラムを実行し､その結果は出力データファイルに書き出される｡そして､ 出力データファイルに基づいてSISのデータベースを更新する｡ SISではデータベースの管理とシミュレーショ ンの結果表示が行われる｡シミュレーションプログラムはFORTRANで記述され､土地区画統合､建て替えの各シ ミュレーションが実行される｡ Ⅷで記述されるカスタマイズプログラムは､シミュレーション用の入力データの 作成､シミュレーションプログラムの実行､シミュレーション結果のSISデータベースへの反映といった各処理 の総括的な実行･制御を行う｡ 図4 システム構造 3-3-2 初期データベース 図5に分析用初期データベースの構造を示す｡初期データベースは空間情報である土地区画､建物形状のレイ ヤーから成っており､それぞれに属性値がリンクされている｡土地区画の属性値はID､地区､街区､建物タイプ､ 建物階数､角地､幹線道路からの距離､接道からの距離､最寄駅からの距離､中心駅からの距離､用途状況､敷 地面積､建物面積､周長､容積率である｡また､建物の属性値はID､建物タイプ,階数である｡これらのデータ ベースは､電子住宅地図Z-mapおよび住宅地図(いずれも㈱ゼンリン)を基に構築される｡ 幹線道路からの転* 抜道からの熊井

襲撃

_{土地区画形状レイヤー} 土地区画属性 _{建物形状レイヤー} 図5 初期データベース構造

3-3-3 シミュレーションの概要 初期データベースを用いて前章のモデルを用いたマイクロシミュレーションを実行し､結果をデータベースに 反映させる｡データベースの更新する内容は土地区画､建物レイヤーにおける空間情報の変形と属性値の更新で ある｡以下に土地区画統合､建て替えが行われた場合の属性値の更新について示す｡ 1)土地区画統合 複数土地区画の統合が発生した場合､統合によって生じる新規土地区画に対しては､前期における各土地区画 の属性値を用いて次のような属性債処理を行う｡ ･ダミー変数である角地､接道､幹線沿道はいずれかの区画が｢1｣ならば｢1｣とする｡ ･土地区画面積は合計の面積とする｡ ･容積率は最大の容積率とする｡ ･中心駅､最寄駅､幹線道路からの距離は最小の距離とする｡ ･用途状況､構造状況は統合されるものはすべての区画で同一であるため､その値を用いる｡ ･ ID番号は更新した年度の後に,最も小さいID番号の区画のものを付加する｡ 2)建て替え 建て替えが発生した場合､建物形状､土地区画形状レイヤーに対して次のような属性値を更新する｡ ･建て替えデータより､建物タイプ､階数を取得し更新する｡ 本研究で実行されるマイクロシミュレーションは準動学的に複数期にわたるものである｡また､モンテカルロ 法を用いるため複数回のシミュレーションを試行する｡シミュレーション実行後のデータベースの構造を図6に 示す｡まず､初期データを用いシミュレーションを行い､その結果を用いてデータベースを更新する｡次に､更 新されたデータベースを用いて､次期のシミュレーションを行い､同じようにデータベースを更新する｡この流 れをn期まで行う｡また､ 1期からn期までをシミュレーション対象期間とLm回のシミュレーションを試行す る｡ 初抽データ =≡;≡≡≡タ･-シミュレーション絵美 データベース 土地区育データ

≦;≡ヲ1

-土JL区再データ

I

≦∈≡ヲ)

1糊 n期 シミュレーション Bt行国政

)

m回目 図6 シミュレーション後のデータベース構造 3-3-4 主プログラム シミュレーションシステムの主プログラムについて､図7に1期におけるシミュレーション処理の概要を示し､ 図8に1期からn期についてm回のシミュレーションを行う処理の流れを示す｡主プログラムは各々の副プログ ラムによって構成されており､以下にその概要を示す｡ ● ｢土地区画統合データ出力｣ 土地区画間の隣接関係を取得し､これらより統合が発生する可能性のある土地区画ベアを判定する｡続いて各々 の土地区画の属性値を取得し､土地区画統合シミュレーション用土地区画データを出力する｡また､各々の土 地区画ペアに対して､それぞれの土地区画がさらに隣接している土地区画のID番号を隣接区画データとして出 力する｡ ● ｢土地区画統合シミュレーション｣ 土地区画統合シミュレーション用土地区画データ､隣接区画データを入力し､ FORTRANで記述されたアプリケ

される｡ ● ｢土地区画統合データ更新｣ 土地区画統合データ(通し番号､地区､街区､統合判定)を入力し､統合する土地区画を判定し､統合処理を 行う｡統合した土地区画に対しては新しい属性値を付加し､建物を消去する｡ ● ｢建て替えデータ出力｣ 各土地区画の属性値を取得し,建て替えシミュレーション用土地区画データに書き出す｡ ● ｢建て替えシミュレーション｣ 建て替えシミュレーション用土地区画データを入力し､ FORTRANで記述されたアプリケーションプログラム実 行し､建て替えシミュレーションを行う｡結果は建て替えデータとして出力される｡ ● ｢建て替えデータ更新｣ 建て替えデータ(通し番号,地区､街区､建て替え判定､建物タイプ､階数)を入力し､建て替えが発生する 建物を判定する｡新しく建物が建つ場合は､該当する区画の建物データを消去し､建蔽率を考慮して新たな建 物データを付加する｡今期の土地利用タイプが空地の場合は､該当する区画の建物データの消去のみを行う｡ また､土地区画､建物データに対して新しい属性値を付加する｡ 図8 主プログラム処理

3-3-5 副プログラム ここでは､前節の副プログラムのうち空間データの変更処理を伴う｢土地区画統合データ出力｣､ ｢土地区画統合｣､ ｢建て替えデータ出力｣､ ｢建て替え｣の各処理について詳細なアルゴリズムを示す｡ 表2に本研究において使用頻度が高かったAPIメソッドとその機能を示す｡ VBを用いたGisLinkにおけるカス タマイズにおいてはAPIメソッドの前にGisをつけて使用する｡また､ SISの概念として､アイテムはグラフィ ックエンティティを示している｡ 各副プログラムにおいて､ APIメソッドについては表2中の番号で示した｡また､説明の際に使う用語として､ 【 】はリスト名､ ( )はリストに含まれるアイテム数､日は配列名を表している｡ 表2 APIメソッドの詳細機舵 APIメッソド ① AddToList ② copyListltems ③ CreateClassTreeFilter @ CreateListFromOverlay @ GetFlt(Int ) ⑥ OpenList ⑦ TopoCreateBooleam ⑧ TopoGetLinkSeed @ TopoCreateNamedSeed ⑳ TopoGetNamedSeedNumLoop ⑫ TopoGetNamedSeedLoopSize ⑫ TopoGetNanedSeedLoopLink @ GetListSize ⑭ ScanList @ TopoGetLinkNuJnSeed @ TopoGetLinkNunSeed ⑯ TopoGetLinkSeed @ Closelten ⑱ CombineLists ⑳ EmptyList @ SetFlt(tnt) ⑳ Createlnterna10yerlay ⑳ Delete ⑳ TopoCreatePolygon ⑳ CreateLocusFromltem ⑳ ScanOverlay ⑳ GetHook ⑳ MoveList ⑳ Openltem リストにアイテムを加える リストのアイテムをオーバーレイにコピーする クラスフィルターを作成する オーバーレイのアイテムをリストに登録する 倍精度浮動小数点(整数)型のプロパティを取得する リストに登録されたアイテムをカレントにする ポリゴンのブ-リアン演算を行う リンクに属するシードのIDを取得する シードアイテムからシードリストを作成する シードのル-プ数を取得する ループのリンク数を取得する リンクのIDを取得する リストに登録されたアイテムの数を取得する 指定リスト内のアイテムを検索する リンクに属するシード数を取得する リンクに属するシード数を取得する リンクに属するシードのIDを取得する カレントアイテムのカレント状態を終了する 2つのリストから新しいリストを作成する リストを初期化する 倍精度浮動小数点(整数)型のプロパティを設定する 内部データセットを作成･挿入する リストに登録されているアイテムを削除する シードリストからポリゴンを作成する アイテムからローカスを作成する ポリゴンをエリアに変換する カレントアイテムの原点を取得する リスト内のアイテムの移動･回転･スケールの変更を行う カレントオ-バーレイの指定IDのアイテムをカレントにする

1) ｢土地区画統合データ出力｣処理副プログラム 土地区画統合データ出力副プログラムのアルゴリズムを図9に示す｡ (I)④を使い初期土地区画オーバーレイのアイテムを【Listl】に入れる｡ ③を使いポリゴンアイテムのフィルタ ーを作り､ 【Listl】にフィルターをかけ､検索されたアイテムを【List2】に入れアイテム数をくnlist2) で返す｡ (2)⑥を使い【List2】のアイテムをカレントにし､ ⑤を使い属性値を取得する｡ IDは配列【ID(I)]･属性値は配

列【ZOKUSEITI(Ⅰ)]に格納する｡ ⑨を使い【SeedListl】を作り､ ⑳を使いループ数をくloops)で返す｡

(3)⑳を使いリンクのループ数をくlinks)で返す｡ (4)⑳を使いリンクのシステムID (以下SID)を取得し､ ⑳を使いそのリンクアイテムをカレントにする｡ ①を使 い【List3】に入れる｡ ⑳を使いカレント状態を終了する｡ (5)⑳を使い【List3】のアイテム数をくnlist3)で返す｡ (6)⑥を使い【List3】のアイテムをカレントにし､ ⑱を使いリンクに属するシード数を(polys)で返す｡ (7)⑱を使いリンクに属するシードのSIDを取得し､ ⑳を使いそのシードアイテムをカレントにする｡ ①を使い 【List4】に入れる｡ ⑳を使いカレント状態を終了する｡ (8)⑳を使い【List4】のアイテム数を(nlist4)で返す｡ (9)⑥を使い【List4】のアイテムをカレントにし､ ⑤を使いIDを取得し､配列[RID(I,∫)】に格納する｡ ⑨を使い 【seedList2】を作り､ ⑳を使いループ数を(loops)で返す｡ (10) (3)の処理をする｡ (ll)(4)の処理をし､ 【List5】とする｡ (12)⑱を使いリスト3と【List5】の共通のリンクを【List6】に入れる｡⑳を使い【List6】のアイテム数を(nlist6) で返す｡ (13)⑥を使い【List3】のアイテム数をカレントにし. ⑤を使い共通のリンクの長さを取得し,配列[LENGTH(Ⅰ･ J)] に格納する｡

(14)⑳を使い【List5】､ 【List6】､ 【SeedList2】を初期化する｡

(15)⑳を使い配列[RID(Ⅰ,∫)]を隣接土地区画として設定する｡ 【List3】､ 【List4】､ 【SeedListl】を初期化する｡

2) ｢土地区画統合データ更新｣副プログラム 土地区画統合データ更新副プログラムのアルゴリズムを図1 0に示す｡ (1)⑳を使い初期土地区画オーバーレイをカレントにし, ④を使いアイテムを【Listl】に入れる｡ ⑳を使い次期 土地区画オーバーレイを挿入し､ ②を使い【LisH】に入っているアイテムをコピーする｡ (2)⑳を使い初期建物オーバーレイをカレントにし､ ④を使いアイテムを【List2】に入れる｡ ①を使い次期建物 オーバーレイを挿入し､ ②を使い【List2】に入っているアイテムをコピーする｡ (3)③を使いポリゴンアイテムのフィルターを作り､ 【Listl】にフィルターをかけ､検索されたアイテムを【List3】 に入れ､そのアイテム数を くnlist3)で返す｡ (4)入力したファイルを配列払(I,∫)]に格納する｡この配列には統合する土地区画のID番号が入っている｡ Ⅰ行 は各統合における統合区画数､ J列は1期における統合発生件数である｡ Ⅰ行の最後はIlast､ J列の最後は Jlastとなる｡ (5)⑥を使い【List3】のアイテムをカレントにし､ ⑤を使いIDを取得する｡ (6)①を使い【List4】に入れる｡ (7)⑥を使い【List4】のアイテムをカレントにする｡属性値を取得し,配列[ZOKUSEITI(I)]に格納する｡ 【List4】 に入っているアイテムから統合した区画に新しく付加する属性値を取得する｡⑰を使いカレント状態を終了す る｡ (8)⑦を使い【List4】に入っているアイテムに対してブ-リアン演算を行い､アイテムを足し算したものを【List5】 に入れる｡ ⑳を使い【List5】からポリゴンを作成する｡ポリゴンを①を使い【List6】に入れる｡ ⑳を使いカ レント状態を終了する｡ (9)⑳を使い【List5】のアイテムを削除する｡ ⑳を使い【List4】と【List5】を初期化する｡ (10)⑳を使い【List6】のアイテム数を(nlist6)で返す｡ (ll)⑥を使い【List6】のアイテムをカレントにする｡ ⑳を使いカレントアイテムがアイテムを含むフィルターを 作り､初期建物オーバーレイに対してフィルターをかける｡検索されたアイテムを【List7】にいれ､ ⑳を使 い【List7】のアイテムを削除する｡ ⑳を使い【List7】を初期化する

3) ｢建て替えデータ出力｣副プログラム 建て替えデータ出力副プログラムのアルゴリズムを図1 1に示す｡ (1)⑳を使い次期建物年オーバーレイをカレントにし､ ④を使いアイテムを【Listl】に入れる｡ (2)③を使いポリゴンアイテムのフイ1ルターを作成し, 【Listl】にフィルターをかけ､検索されたアイテムを 【List2】に入れ､そのアイテム薮をくnlist2)で返す｡ (3)⑥を使いアイテムをカレントにする｡ ⑤を使い属性億を取得し､配列[ZOKUSEITI (I)]に格納する｡ 図1 1建て替えデータ出力処理アルゴリズム 4) ｢建て替えデータ更新｣副プログラム 建て替えデータ更新副プログラムのアルゴリズムを図1 2に示す｡ (1)入力した建て替えファイルから必要な属性値を配列[iail(Ll to 4)]に格納する｡ [fail(I,1)]はID･ [lail(Ⅰ,2)】は建物タイプ､ [lail(Ⅰ,3)]は階数､ 【lail(Ⅰ,4)】は建蔽率とする｡ Ⅰの最後はnとする｡

(2)⑳を使い次期建物オーバーレイをカレントにし､ ④を使いアイテムを【Listl】に入れる｡ ⑳を使い【LisH】 のアイテム数をくnlistl)で返す｡ (3)⑥を使い【Listl】のアイテムをカレントにし､ ⑤を使いIDを取得する｡ (4)①を使いアイテムを【List2】に入れる｡ ⑳を使いカレント状態を終了する｡ (5)⑳を使い【List2】に入っているアイテムを削除し【List2】を初期化する｡ (6)⑳を使い土地区画のオーバーレイをカレントにし､ ④を使い土地区画オ-バーレイのアイテムを【List3】に 入れる｡ ③を使いポリゴンアイテムのフィルターを作成し､ 【List3】にフィルターをかけ､検索されたアイテ ムを【List4】に入れ､そのアイテム数をくnlist4)で返す｡ (7)⑥を使い【List4】のアイテムをカレントにし､ ⑤を使いIDを取得する｡ (8)①を使いアイテムを【List5】に入れる｡ ⑰を使いカレント状態終了する｡ (9)⑳を使い建物のオーバーレイをカレントにする｡②を使い【List5】のアイテムをコピーする｡⑥を使い【List5】 のアイテムをカレントにし､ ⑳を使い建物タイプおよび階数を設定する｡ (10)⑥を使い【List5】のアイテムをカレントにし､ ⑳を使いポリゴンをエリアに変換する｡ ⑳を使い原点を取 得し､ ⑳を使い移動を0,スケールを建蔽率にする｡ ⑳を使いスケールを0､移動を取得した原点の値にする｡ ⑳を使い【List5】を初期化する｡ ⑳を使いカレント状態を終了する｡ (ll)⑳を使い土地区画のオーバーレイをカレントにする｡ (12)⑥を使い【List4】のアイテムをカレントにし⑤を使いIDを取得する｡ (13)①を使い【List6】に入れる｡ ⑰を使いカレント状態を終了する｡ (14)⑥を使い【List6】のアイテムをカレントにし⑳を使い建物タイプと階数を設定する｡ ⑰を使いカレント状 態を終了する｡

図1 2 建て替え処理アルゴリズム 第4章 システムの適用結果 構築したシステムを用い､仙台市木町地区において1987年から1997年までの土地利用変化を対象としたマイ クロシミュレーションを実行した｡ 例として､シミュレーション試行25回目における土地区画統合および建て替えのOUTPmを図1 3に示す｡ 各シミュレーション試行の結果はそれぞれOUTPUTレイヤーとして管理され､ SISの機能である主題図を組み 合わせることで､構築されたシステムによってOUTPUTされた建て替え状況や土地区画形状変化の分布を可視 的に表現することが可能である｡ 97年における土地区画統合面積比率および建て替え面積比率について､シミュレーション結果および実現値を 街区別に図1 4にそれぞれ示す｡ここでシミュレーション結果は､統合土地区画面積および建て替えが発生した 土地区画面積の街区別合計値について､シミュレーション試行50回の平均を算出したものを用いている｡土地 区画統合面積比率においては､各街区において実現値と平均値が同じような傾向を示していることから土地区画 統合モデルの再現性は高いことがわかる｡しかし､建て替え面積比率については､シミュレーションにおいて建 て替えが過剰に起こっている｡これは､現在のモデルが築年数や建て替え履歴といった要因を考慮していないこ とが原因として考えられ､建て替えモデルにおける表現については今後､再考慮する必要がある｡ 50回のシミュレーション試行において､各土地区画において統合が起こった比率を図1 5に示す｡これより道 路に面している利便性の高い土地区画や小さな土地区画が密集している所で発生率が高くなっていることがわか る｡このように土地区画レベルでマイクロシミュレーションを行うことで､土地利用変化の動向や詳細な発生条 件を把握することが可能である｡ 次に､土地区画統合面積について､街区別に算出した総シミュレーション試行による平均値に対する各シミュ レーションの誤差状況を､図1 6に示す｡誤差の分布状況は､街区によってかなり異なる傾向を示しており､平 均的に同様な統合が発生する街区と､発生可能性にばらつきがある街区の存在が指摘される｡これらは､土地利 用変化の経路依存性により生じるものであり､本研究の対象とするような詳細土地利用分析においては､一般的 に用いられる複数回のシミュレーション結果の平均値のみで評価できない事象が存在することがわかった｡

①土地区画統合

4 9碑離合区両

②建て替え

図1 3 シミュレーションOUTPtrT (SIN No.25)

①9 7年区酉統合比畢

≒ミ:I-=-<1 1=_-鮪f/藤=ilI/

②97年建て替え比率

5咽平均嘘

麗シミュレ-ション

図1 4 街区別区画統合面積比率,建て替え面積比率 図1 5 土地区画統合発生率 〇･一5 % 5･-川% I 10-15% I 15-20% lL 20-100% □ 空地 ⊂コ dEJr住宅 口 世■市井 r 市4位宅 IIL 古書市井

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yI壬(mz) P ∼1500 回1500-州0 [コ 3000-4iDO シミュレーション回牡 』lO 図1 6 土地区画統合面積の誤差分布 え > 共   て 公   ■ □国