時間距離行列からの地図作成システムの開発に関する研究

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本研究は高規格道路等の建設が,都市間相互の時間距離短縮にどの程度効果を発揮しているかを視覚的に把握するために,道路新設に伴う各都市間の最短所要時間から時間距離行列を求めるとともに,この行列から各都市を2次元の時空間上に配置するいわゆる時空間マップ(地図)の作成手法について考察を行った。本研究においては,まずはじめに既存の道路網形態および各都市の相対的位置づけを損なうことのない時空間マップを作成するために,クラスター分析およびグラフ理論を基にアルゴリズムの開発を行った。その結果,クラスター分析より得られる樹形図よりSpanning Tree(木)を作成することによって各都市を2次元の時空間上に配置することができた。しかしながら,Spanning Treeを構成するリンクを基に作成された時空間マップにおいて,木リンクによって結合されている都市間の距離は当該都市間の時間距離に等しいが,Co-Tree(補木)に属するリンクによって結合されている都市間の時間距離は,必ずしも当該都市間の時間距離に等しくなっていない。また,作成された地図も既存道路網の形態を反映したものになっていない場合もある。そこで,本研究では木リンクを基に算定された各都市の座標値を踏まえて,さらに補木リンクの長さをも当該リンクによって結合されている都市間の時間距離に等しくなるような座標値修正に関するアルゴリズムを三角関数の余弦定理および座標変換等を基に開発した。そして,これら開発されたアルゴリズムを基に札幌を中心とする15市町および室蘭,長万部,函館等の噴火湾地域を対象に,1970,1989および2020年それぞれの時空間マップを作成した。今後は,これらの成果を踏まえて大規模な道路網への適用および時空間マップ作成のための支援システムの開発等についても考察を試みていく予定である。