Web-GISを用いた都市持続性評価システムの構築 [ PDF

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(1)Web-GIS を用いた都市持続性評価システムの構築. 李雨軒 1．はじめに. 価結果を Web-GIS 上で視覚的にわかりやすく表示・公. 1-1 研究の背景. 開する。. ２０世紀後半にサステナブル・ディべロップメント. 1-3 研究の方法. の概念が提唱されてから、その定義について世界各地. まずデータベースを構築するためにデータの収集を. で議論が行われている。都市分野においても都市の持. 行う。作業に用いられる大量かつ多様なデータを効率. 続性を評価する手法を開発することは主要なテーマの. 的に管理、処理することが必要とされ、入手したデー. １つとなっている。しかし、近年急激な都市化が進む. タから都市情報データベースを構築し、一元的に管理. につれて数多くの都市問題が発生する中で、都市を取. する。次に既往の評価ツール・既往研究・法令などを. り巻く情報は多様化・複雑化している。そのため、普. 引用または参考にすることで評価指標項目を選定す. 遍的な都市評価手法を開発することは非常に困難なこ. る。各評価項目に A H P 法による重み付けを行い、都市. ととされている。. 情報評価システムを構築する。最後に福岡市を対象と. 現在、国際機関や国、地方自治体など様々レベルで. して当システムを用いて持続性評価を行い、結果を分. 都市持続性を評価する手法が開発されている。但し、析した後適用した結果を ArcGIS を用いて 250 メッシュこれまでに開発され、頻繁に使用されている都市持続. でのアウトプットし、ArcGIS Server を用いて WEB で. 性評価システムでは、定性的な評価手法を用いている. 公開する。本研究の流れを図 1 に示す。. ものが一般的で、定量的な評価手法を取り入れている. 2.Web-GIS による都市情報データベースの構築. ものが少ないという問題がある。. 2-1 Web-GIS について. 一方で、近年の情報技術の発展を背景に、都市計. Web-GIS とは、地理情報データを総合的に管理・加工・. 画分野においても地理情報システム（G e o g r a p h i c . 分析・表示する GIS を Web 技術の応用することで、イン. Information System：GIS）が活用されるようになっ. ターネットもしくはイントラネット上で利用できる技術. た。G I S は地図と関連した多様なデータ処理を可能に. である。. し、さらにインターネット上などで G I S を共有し利用. 本研究では、G I S を用いて都市情報データベースの. できる Web-GIS が脚光を浴びている。. 構築を行っていく。G I S でデータベースを構築するメ. 1-2 研究の目的. リットとして、以下の 3 点があげられる。. 本研究は定量的評価による利点及び課題の解決を包. 1）様々なデータ形式で時空間にわたる大量のデータ. 括するシステムの構築を目的とする。そして、構築し. を効率的に一元管理することが可能となる。. たシステムを用いて実都市を評価し、都市持続性の評. 2）継続的にデータを収集・処理・蓄積することが可. データの収集. 能となる。 3）様々な空間解析手法が利用できるため、データを. データベースの作成. より高精度に評価することが可能となる。. 評価指標項目を選定. 2-2 都市情報データベースの構築. 重み付けを行う評価システムの構築評価を行う. 本研究において構築する都市情報データベースはデータベース（DB）サーバと WEB/GIS サーバで構成される。ユーザー数とシステムの規模を想定した結果各サーバの負荷分散を行う必要性があったため DB サーバと WEB/GIS サーバに分けて構成をした。サーバを２つ. ウェブで公開. に分けることから、データを格納するためには ArcSDE. 図 1 研究の流れ. が必要となった。都市情報データベースの全体構成 15-1.

(2) を図 2 に示す。D B サーバ内のデータは同サーバ内の. クライアント PC. ArcSDE を通じて WEB/GIS サーバ内の ArcInfo 上で表示ルーター. される。尚、DB サーバにおいて GIS データを格納・使. ファイヤーウォール. 用・管理する際、Microsoft SQL Serve を用いた。. ArcInfo. スイッチングハブ. 入手したデータでデータベースを作成する時では、 ArcSDE. GIS データが異なる座標系で作られていることが多く、そのデータの座標系を補正する必要がある。作成した. WEB/GIS. DB Server. Server. データベースを GIS 上で表示した結果を図 3 に示す。. database. 2-3 Web での公開について都市情報データベースの構築後、ArcGIS Server によって、G I S サービスを作成、公開及び管理すること. PC:PowerEdge T410 タワーサーバー OS:Microsoft Windows Server 2008 R2 Standard Arc GIS Server Standerd Enterprise. DBMS: SQL Server 2008 R2 Standard. ができる。. ArcGIS Desktop:ArcInfo 10. Arc SDE 10 Enterprise. 図 2 都市情報データベースの構造. まず、A r c I n f o を用いて都市情報データベースからシェープファイルを読み込み、マップドキュメントを作成する。そのマップドキュメントから A r c G I S Server Manager を使ってマップサービスを作成した後、G I S サービスを公開する。インターネットができる環境であれば、外部からアクセスが可能である。図 4 に公開した GIS サービスの画面を示す。 3. 都市持続性評価システムの構築 3-1 評価システムの構成本研究において構築するシステムは「評価指標項目」. と「各項目間の相対的な重要度から算出される重み」図 3 GIS を用いた都市情報データベース. の２つの要素から構成される（図 5）。評価項目に応じた指標を得点化した後、各項目に設定された重みを加味した上で合算した結果都市の総合評価が得られる。これにより導出された都市の持続性評価結果を分析すると都市の改善点や特徴を局所的に把握することが可能となる。 3-2 評価指標項目について. 持続性評価システムを構築するために、具体的な評価対象となるの持続性評価指標項目を選定する。都市の評価はこの指標により具体的な得点を与えられることで決定する。評価項目及び評価指標の選定は既往の評価ツール・既往研究・法令などを引用もしくはは参考とすることで決定する。選定の条件を以下にまとめ図 4 Web での GIS サービス公開. る。 1）中立を保つために、トリプルボトム・ラインに基. 都市持続性評価システム AHP 法による重み付け. 評価指標項目による得点化. づいた選定を行う。用を目的とするために、公開頻度が一定であり、入手・更新が容易である政府機関統計もしくは行政公表資料を用いる。 3）詳細な評価を可能とするために、選定候補になりうる指標が複数存在した場合、そのデータが収集され 15-2. 環境. 評価項目. 2）対象都市・対象年代に制約されないシステムの適. 評価指標Ⅰ. 得点Ⅰ. 評価指標Ⅱ. 得点Ⅱ. 評価指標Ⅲ. 得点Ⅲ. 重みⅠ. ×. 得点Ⅰ. = 得点Ⅱ. 重みⅡ 重みⅢ. 得点Ⅲ. 総合値社会. 評価指標. 得点. ×. 重み. =. 得点. 経済. 評価指標. 得点. ×. 重み. =. 得点. 図 5 評価システム構成図. 値に応じて総合値の段階評価を行う。.

(3) たスケール（町丁目等）が最も小さいものを選定する。. 表 1 評価項目の概要. 以上の条件を踏まえて選定した項目は環境・社会・. 大. 中. 経済の３つの項目をトリプルボトム・ラインとして大. 項. 項. 目. . たりに一つもしくは複数の指標が与えられる。選定し. 都市. た項目及び指標の具体的評価方法について整理し、表. 環環. 水. 4 項目（SO₂,NO₂,Ox,SPM）のうち測定時点において環境基準以上を達成した項目すの比率. 境. 各項目の得点は以下の式（1）～（4）によって導かれる。 An = an × α n …(1). 水消費量. 一人当たり年間生活用水使用量. 水質. 地下水の水質. 自然被覆地. 自治体面積に占める自然的土地面積の比率. 土壌の品質. 対象におけるダイオキシン類濃度. 廃棄物の排出量. 一人一日当たりゴミ排出量. 資源再利用効率. 一般廃棄物のリサイクル率. 自然的土地保全率. 保全率＝保全数 / 農地＋森林＋ため池・湖 + 河川・水路 + 用排水路総数. 人口自然増減率. 当該自治体の人口自然増減率 - 全国の人口自然増減率. 土地. 境. 指標の総得点：An 指標の得点：an . 具体的評価方法. 大気汚染物質排出量空気（SO₂,NO₂,Ox,SPM）. . 1 にまとめる。. 具体的評価指標. 項目目（小項目）. 項目に大別した。さらに大項目内で中項目に分別した。中項目内には具体的な小項目が存在し、小項目一つあ. . 評価. 資源. 廃棄物. 自然環境. 環境保全. 人口動態. 人口. . 指標の重み値：α n Bn = Σ nk=1 Ak × β n …(2) 小項目の総得点：Bn 小項目の得点：Σ nk=1 Ak 小項目の重み値：β n. 住環境. 社会. Cn = Σ nk=1 Bk × γ n …(3) 中項目の総得点：Cn 中項目の得点：Σ nk=1 Bk 中項目の重み値：γ n. 都市基盤. Dn = Σ nk=1 Ck × δ n …(4) 大項目の総得点：Dn 大項目の得点：Σ nk=1 Ck . 権利. 点から５点までの得点を与えられることとなる。. 経済. 3-3 重み付けについて AHP(Analytic Hierarchy Process) 法はトーマス・. 人口千人当たり刑法犯認知件数. 住宅. 住宅整備水準（量）. 誘導居住面積水準以上の主世帯の割合. OS. オープンスペース整備水準一人当たり公園面積. 都市防災. 地盤形状（地震）. 地震による揺れやすさ度合. 都市. 歩行者空間の安全性. 人口 10 万人中の交通事故による負傷者数. 障害者サービス充実度. 障害者施設定員数／総人口. 情報システム. インターネット世帯別普及率. マネージメントシステム. 行政評価システムの導入. 交通. 公共交通利便性. 公共交通機関利用率. 権利. 権利の多様性. 市民・住民への情報公開度. 地方自治体財政力. 財政力指数. 財政安定度. 将来負担比率. 地場産業. 実質経済成長率. 雇用率、失業率. 完全失業率. 財政地方経済. L・サーティによって提唱された意思決定手法であり、. 産業雇用. 計量心理学や市場調査の分野において発展を遂げてきた。A H P 法の特徴は人間の主観的側面を客観的に捉え. （転入者数 - 転出者数）/ 総人口. 防犯. 社会基盤. 大項目の重み値：δ n 具体的評価指標は５段階評価による結果によって１. 人口社会増減率. 安全. 雇用の多様性. 有効求人倍率. 収入支出. 所得. 一人当たり県民所得増加率. 企業. 企業数. 事業所増加率. なおすことを可能としている部分にある。また、マトリクス化を行い同様の計算を繰り返すために表計算ソ. 左の項目が絶対的に良い. フトウェアによって実行することが可能であり、操作性が高い点も特徴である。本研究における重み値の算出には「Microsoft Excel」を使用した。この手法は既往. 中間. 左の項目が非常に良い. 左の項目がよい. 中間. 中間. 左の項目が若干良い. 中間. 左右同じくらいよい. 中間. 右の項目が若干良い. 中間. 右の項目がよい. 中間. 右の項目が非常に良い. 中間. 右の項目が絶対的に良い. 項目Ⅰ 項目Ⅱ 項目Ⅲ. 項目Ⅱ 項目Ⅲ 項目Ⅰ. の研究や様々な持続性評価ツールにおいて重み付けを行一対比較による相対的な重要度の設定. うことを目的としてよく用いられている。 AHP 法はそれぞれの項目を多階層に分類し、各階層毎に. 重み項目Ⅰ 項目Ⅱ 項目Ⅲ. 一対比較法を行うことで階層内での重要度を決定するこ. 項目Ⅰ 1 1/a 1/b. 項目Ⅱ a 1 1/c. 項目Ⅲ b c 1. ×. 項目Ⅰ α 項目Ⅱ β 項目Ⅲ γ. =. 項目Ⅰ 項目Ⅱ 項目Ⅲ. α 1/a ・ β 1/b ・ γ. aα β 1/c ・ γ. とを可能とする。それらの重みを掛け合わせた得点を合算することで総合結果が得られる。. 一対比較表の作成. 一対比較による相対評価は全ての項目間において行う。一対比較は項目数が多いほど項目間の比較が困難となるために、比較を行う回答者の簡潔な回答を得ることを目的として当評価システムにおける一対比較は. (. 1. a. b. 1/a 1. c. 1/b 1/c 1. ). 固有値法：2 つが同じになるような重み. 重み. 固有値項目Ⅰ α(1+a+b) 項目Ⅱ β(1/a+1+c) 項目Ⅲ γ(1/b+1/c+1). ÷. =. 項目Ⅰ α 項目Ⅱ β 項目Ⅲ γ. 合計. マトリクス化 / 固有値の算出. 主に用いられる 17 段階評価ではなく 7 段階による相 15-3. 図 6 固有値法の過程と一対比較の例. bα cβ γ.

(4) 対評価とする。また項目の階層化については、各階層別結果の導出を目的として大項目・中項目・小項目・評価指標の４階層に分類した。具体的な重み値の算出は固有値法を用いる。固有値法は一対比較結果をマトリクス化し固有値と固有ベクトルを求め、固有ベクトルを重み値とする方法である。この固有値法の過程と一対比較の例を図 6 に示す。評価システムを適用する対象都市・年代を考慮し A H P 法による重み付けを行うことで、各都市・年代に. 環境. 社会. 適した重みを設定することが可能となる。システムを適用する対象都市の特性を把握したうえでの重み値の設定ができるためより汎用性の高いシステムの構築が可能となる。 4. 実都市への適用 4-1 福岡市への適用福岡市を対象として当システムを用いて持続性評価. を行った後、適用した結果を ArcGIS を用いて 250 メッ経済. シュでアウトプットを行い、ArcGIS Server を用いて. 総合評価. WEB で公開した。今回は 250 メッシュとしたが、 500 メッ. > 1.50 Std.De. -0.50 - 0.50 Std.vDe. シュ等他のスケールでも表示することが可能である。. 0.50 - 1.50 Std.vDe. -1.50 - -0.50 Std.vDe < -1.50 Std.De. 今回用いた福岡市のデータは主に政府機関統計・福. 図 7 各大項目の評価結果と総合評価結果. 岡市統計情報・ふくおかデータウェブから収集した。データは項目中最もスケールが小さい町丁目別で整理したのちメッシュデータへと変換を行った。尚、町丁目毎の数値情報が存在しない項目については、町丁目が属する行政区毎もしくは福岡市の数値情報を与え. は社会及び経済で比較的高い評価を得たものの環境評価が低いために総合結果も低いものとなった。また博多区では福岡空港周辺において低い評価がなされているが、定住不可能であることや滑走路や緩衝帯といった空港施設化しているために環境項目の評価が低かっ. た。町丁目毎の数値情報を Arc GIS を用いて福岡市町丁目ポリゴンに結合し、インターセクト機能を用いてメッシュデータ化を行った。メッシュ内に複数の町丁目がまたがる場合、ポリゴン内の各町丁目ごとの面積割合を各数値情報に掛け合わせ、合計することでメッシュ内の数値とした。アウトプットは福岡市内における各項目の標準偏差によって 5 段階評価を行っている。. たことが影響していると考えられる。 5. 総括（1）当システムは①対象都市に応じて評価指標項目の重要度が設定できる。②様々なスケールで評価結果をアウトプットできる。③階層毎に評価結果を見ることで、改善すべきエリアを局所的に把握できる。この 3 点から汎用性のある都市持続性評価手法を提示できたと言える。. 4-2 適用結果及び分析福岡市における当システムを適用させた都市持続性. 評価の各大項目の評価結果と総合結果を図 7 に示す。総合結果は環境、社会、経済の大項目にそれぞれの重. （2）都市情報データベースを構築することでデータの一元的な管理が可能となった。また、W e b - G I S を用いたことでデータベース化された情報や持続評価手法の評価結果を視覚的に表示することができた。. みを掛け合わせたうえで合算したものである。それぞれの重み値は環境が「0.460228」社会が「0.257662」経済が「0.28211」で設定されており、これはアンケート対象者が福岡市の持続性に関して環境項目を重視したためである。行政区毎に分析を行うと環境項目で高評価を得た早良区は総合的にも高い評価を得た。その一方で中央区. これからは研究の精度を高めるために、案例分析を増加し、選定した指標の有効性を証明することが課題となる。参考文献 1) 高橋美保子鵜木千里出口敦 :「サステナブル・ディベロップメントの概念と都市のサステナビリティ評価手法に関する基礎研究」、九州大学大学院人間環境学研究院紀要第 11 号 2007 年 1 月. 15-4.

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