Saavutettavuus ja väestönmuutoksen ennustaminen paikkatiedon avulla

Transkriptio

1 Saavutettavuus ja väestönmuutoksen ennustaminen paikkatiedon avulla Ilmastoystävällinen kaavoitus / GIS-pohjainen toimintamalli henkilöautoliikenteen tuottaman CO2-päästön arviointiin Ossi Kotavaara, FT Projektipäällikkö, RuokaGIS-hanke Geoinformatiikan tutkimusryhmä Maantieteen laitos Oulun yliopisto

2 Hankkeet analytiikan taustalla Lähi- ja luomuruoan saavutettavuus Pohjois-Pohjanmaalla (RuokaGIS), Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskus OY/Maantieteen laitos, MTT Taloustutkimus, OY/Taloustieteiden tdk/ Markkinoinnin yksikkö TRACC: Transport Accessibility at Regional/Local Scale and Patterns in Europe ( ) European Observation Network for Territorial Development and Cohesion (ESPON) 7 eurooppalaista hankeosapuolta Aluetypologia (ruututietopohjainen alueluokitus) SYKE, OY/Maantieteen laitos, asiantuntijaryhmä, TEM, MMM FiRa: Finnish Railways in the Nordic and Russian context The European Road and Rail Infrastructure: A Geographical Information System for the History of the European Integration ( ), ESF / Suomen Akatemia 9 eurooppalaista hankeosapuolta

3 Teemat Miten saavutettavuutta voidaan mitata GISympäristössä? Liikenneverkko, tilastoruudut, ArcGIS ja Python Millä tavoin saavutettavuus kytkeytyy väestönmuutokseen? Väestöpaikkatiedot ja mallintaminen Geospatiaalinen mallintaminen (GIS + tilastollinen mallintaminen) Oikea tarkastelun mittakaava? Sopivat mallinnusmenetelmät, Generalized additive models? Validointi, mallin testaus

4 Saavutettavuus, väestö ja väestönmuutos

5 Saavutettavuuden mittaaminen GIS-ympäristössä Saavutettavuus on tilallisen erottavuuden mitta (Holl 2007) Saavutettavuus on mitta, jonka verran maankäytölliset liikennejärjestelmät mahdollistavat yksilöiden (joukon) tai hyödykkeiden päästä toimintoihin tai kohteisiin käyttämällä eri liikennemuotoja (tai niiden yhdistelmää) (Geurs ja Ritseman van Eck 2001)

6 Saavutettavuuden merkitys alueellisessa kehityksessä Keskus-periferia -asetelman syntyminen ja sen mahdolliset kehityspolut riippuvat kuljetuskustannuksista, talouden mittakaavaeduista ja teollisuustuotannon osuudesta (Krugman 1991) Vaikka saavutettavuus tuottaakin absoluuttista hyötyä periferialle, saavat keskusalueet siitä usein suuremman hyödyn. (Vickerman ym. 1999) Saavutettavuus voi vaikuttaa myös hajauttavasti kaupunkien reuna-alueiden väestönkasvuun, joka kytkeytyy vahvasti autoistumiseen (Brueckner 2000; Nechyba ja Walsh 2004).

7 Saavutettavuus ja mittakaava distinct breaks or thresholds can be detected within the scale continuum that correspond to specific levels of organization within a hierarchical system. Therefore, it is necessary to identify these scale thresholds, and to derive the appropriate laws governing the interactions occurring within and between the levels of organization. (Marceau 1999)

8 Saavutettavuuden mittaamisen kolme perusindikaattorityyppiä Matkakustannus (Travel cost) Aika, hinta, päästöt tms. Kumuloituvat mahdollisuudet (Cumulated opportunities) Kohteiden määrä tietyn matkakustannuksen piirissä jostakin sijainnista lähtien Potentiaalinen saavutettavuus (Potential accessibility) Kohteiden kohtaamisen mahdollisuus / todennäköisyysindeksi

9 Matkakustannus ArcGIS:n Network Analyst sisältää useita nopeimman reitin laskentaa hyödyntäviä työkaluja Digiroad, tieverkon digitaalinen malli, mahdollistaa matkaaikojen arvioinnin tieverkossa Useita liikennemuotoja voidaan sisällyttää analyysiin yhtäaikaisesti multimodaalisena verkostona

10 Kumuloituvat mahdollisuudet Service Areas -toiminnolla voidaan laskea matkakustannusvyöhykkeitä Vyöhykkeen piirissä olevat kohteet lasketaan kumuloituviksi mahdollisuuksiksi Esim. kuinka monta potentiaalista junamatkustajaa on Oulun rautatieaseman piirissä 5, 10 tai 20 minuutin matka-ajan sisällä?

11 Potentiaalinen saavutettavuus Indeksi kertoo, kuinka keskeisesti väestö sijaitsee kunkin asutun ruudun asiointitiheyden piirissä Potentiaali = n Väestö e β aikaetäisyys j=1

12 Etäisyyshaittafunktio: kuljettujen matkojen määrä vähenee etäisyyden kasvaessa Etäisyyshaittafunktio vs. kynnysarvo

13 Potentiaalisen saavutettavuuden (2003) suhde väestönmuutokseen periferinen <- potentiaalinen saavutettavuus -> urbaani

14 Väestönmuutoksen mallintaminen Väestönmuutos voidaan mallintaa ruututietopohjaisesti keskeisten muuttujien avulla Saavutettavuusmuuttujat Potentiaali Lentokentät (Rautatiet) Sosioekonomiset muuttujat Tulotaso Ikä Koulutus Työllisyys Väestöntiheys

15

16 Potentiaalisen saavutettavuuden kyky selittää väestönmuutosta suhteessa ruutukokoon

17 Yksittäisten muuttujien merkitys mallissa suhteessa ruutukokoon

18 Mallien kyky selittää väestönmuutosta suhteessa ruutukokoon (validointi) Tarkka ennuste Tarkka resoluutio

19 Yhteenveto Potentiaalisella saavutettavuudella voidaan erottaa eri asteiset keskukset ja periferiat mallintaa niissä tapahtuvaa väestönmuutosta yhdessä sosioekonomisten muuttujien kanssa mallintaa väestönmuutosta ruututietopohjaisesti Tarkalla mittakaavalla saavutettavuuden vaikutus peittyy paikalliseen erityispiirteisyyteen, mikä tasoittuu alueellisessa tarkastelussa Miten empiirinen malli toimisi seudullisesti tai kaupunkirakenteessa?

20 ESPON TRACC, Suomen saavutettavuuksia 6 teemaa, rasteri- ja kuntatasot, auto- ja joukkoliikenne

21 Julkaisuja Spiekermann K, Wegener M, Květoň V, Marada M, Schürmann C, Biosca O, Segul A, Antikainen H, Kotavaara O, Rusanen J, Bielańska D, Fermi F, Fiorello D, Komornicki T, Rosik, P 2013 TRACC Transport Accessibility at Regional/Local Scale and Patterns in Europe Volume 1 TRACC Final Report Volume 2 TRACC Scientific Report Kotavaara O, Antikainen H, Rusanen J 2013 Part G Finland case study In Volume 3 TRACC Regional Case Study Book Volume 4 TRACC Accessibility Indicator Factsheets Kotavaara O, Pukkinen M, Antikainen H, Rusanen J 2013 Role of accessibility and socio-economic variables in modelling population change at varying scale (submitted manuscript) Kotavaara O 2012 Accessibility, population change and scale dependency: Exploring geospatial patterns in Finland, Nordia Geographical Publications Kotavaara O, Antikainen H, Rusanen J 2012 Saavutettavuuksien alueellinen mosaiikki Suomessa. In Hirvovonen T & Kotavaara O (Toim) ESPON tekee tulosta. 1: 2012 Kotavaara O, Antikainen H, Marmion M, Rusanen J 2012 Scale in the effect of accessibility on population change: GIS and a statistical approach to road, air and rail accessibility in Finland, The Geographical Journal Kotavaara O, Antikainen H, Rusanen J 2011 Population change and accessibility by road and rail networks: GIS and statistical approach to Finland Journal of Transport Geography Kotavaara O, Antikainen H, Rusanen J 2011 Urbanization and Transportation in Finland, : A GIS Analysis. Journal of Interdisciplinary History Määttä-Juntunen H, Antikainen H, Kotavaara O, Rusanen J 2011 Using GIS tools to estimate CO2 emissions related to the accessibility of large retail stores in the Oulu region, Finland. Journal of Transport Geography,

22 Yhteystiedot Ossi Kotavaara, FT Geoinformatiikan tutkimusryhmä Maantieteen laitos Oulun yliopisto puh , web