土地利用の混ざり方を境界線の長さで測る――カナダ3都市の通勤行動との関係

背景と課題

徒歩や自転車で目的地へ行きやすい地区を考える際、住宅、商業施設、公園などの土地利用がどれほど混在するかは手掛かりになる。ただし、従来よく使われるエントロピー指標は、各用途の面積割合の均等さを測る。同じ面積割合なら、用途ごとに大きく固まった地区と、細かく入り交じった地区に同じ値が付く。著者らは、移動との関係を調べるには、用途の量に加えて接し方を測る必要があると考えた。

研究の方法

入力は、トロント、モントリオール、バンクーバーの土地利用図と、2006年の国勢調査区ごとの統計である。国勢調査区を観測単位とし、土地利用図の7分類を、住宅、商業・雇用先、余暇先の3群にまとめる。商業・雇用先には商業、公共・制度施設、資源・工業を、余暇先には公園・レクリエーションと水域を含める。未利用の空地は除く。地理情報システム（GIS、位置や形を持つ地図データを扱う仕組み）で、各用途を面として表すポリゴンを処理する。

比較用のエントロピー指標は、調査区内に存在する各群の面積割合について「割合とその自然対数の積」を合計し、符号を反転して、存在する群の数の自然対数で割る。自然対数は割合の偏りを数値化する計算に使う。論文では、1群だけなら値を0、存在する群の割合が均等なら1としている。提案する相互作用指標では、ポリゴンを境界線に変換し、異なる補完的な用途群が接する線を残す。空地と接する線は数えない。各調査区で残った線の総延長を測り、空地を除いた調査区面積で割る。したがって、同じ面積の調査区なら、数える境界が長いほど指標は高い。両指標はそれぞれの平均と標準偏差を用いてZ得点に変換する。Z得点は、その値が平均から標準偏差の何倍離れているかを示す。

次に都市ごとに、通勤の主な交通手段が徒歩または自転車である人の割合を目的変数として、通常最小二乗法による回帰モデルを3種類推定する。この方法は、各調査区の実際の割合とモデルが示す値との差を二乗して合計し、その合計が最も小さくなる係数を求める。基本モデルには人口密度、35歳未満の割合、1946年以前に建てられた住宅の割合、世帯所得中央値、戸建て住宅の割合を入れる。残る2モデルには、同じ変数に加えてエントロピー指標か相互作用指標の一方を入れる。指標の係数は、ほかの投入変数が同じ場合に、指標が1標準偏差高い調査区で通勤割合がどう異なるかを表す。得られた指標を地図に示し、モデルの当てはまりも比較する。

この研究の新しさ

基本的な土地利用図から、補完的な用途が接する境界の長さを測り、空地を除く面積で割って地区間で比較できるようにした点が新しい。同じ面積割合でも、用途が大きく分かれていれば接点は少なく、細かく隣り合えば増える。論文は、用途が地区内に存在するかだけでなく、その空間的な配置を指標に取り込んだ。

従来研究との違い

主な比較対象は、用途群の面積割合から作るエントロピー指標である。両指標には同じ土地利用データと3群の分類を使う。論文の地図には、エントロピーが高くても相互作用指標は低い調査区と、その逆の調査区が示される。さらに、各都市で同じ統制変数を含む回帰モデルを使い、指標による当てはまりの違いを比べている。他の土地利用指標との幅広い実証比較は行っていない。

結果と評価

調整済み決定係数は、基本モデル、エントロピー指標を加えたモデル、相互作用指標を加えたモデルの順に、トロントで0.3271、0.3293、0.4123、モントリオールで0.4815、0.4857、0.5362、バンクーバーで0.5655、0.5851だった。これは説明変数の数を考慮したモデルの当てはまりを示す。3都市すべてで相互作用指標を使うモデルの値が最も高く、国勢調査区の徒歩・自転車通勤割合との関連を、エントロピー指標よりよく捉えた。ただし、観察データに基づく関連と当てはまりの比較であり、用途境界を増やすことによる通勤行動への因果効果は示していない。

限界・注意点

著者らは、目的変数が通勤時の主な手段の割合であり、実際に歩いた量や自転車に乗った量を十分に表さないと認めている。用途の組み合わせによって移動との関係が異なる可能性もあり、境界の種類ごとに重みを付ける改良を今後の課題に挙げる。使用した広域共通の土地利用図より細かなデータでは、結果が変わり得る。編集上は、対象が3都市の2006年の国勢調査区と通勤行動であることを明示し、他地域や余暇の移動に結果をそのまま当てはめないようにしたい。