GIS와 공간구문론을 이용한 서울시 도시공간구조의 변화분석 : 1970~2000년대

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 일반적으로 도시공간구조가 사회․경제적 요인과 정책적 요인 등이 지속적인 상호작용을 하여 이루어진다는데 초점을 두고, 서울시를 대상으로 시공간적 측면에서의 변화과정을 분석하는 데 목적이 있다.
정책적 산물이자 물리적 요인인 도로망과 사회․경제적 요인인 인구, 지가, 토지관련 지표를 토대로 이들 변수사이의 인과관계를 도출하여 각 요인들이 1970년대에서 2000년대까지의 30년 동안 어떠한 과정을 거쳐 변화하는지를 살펴보았다. 이러한 인과관계 도출 및 시공간적 변화패턴을 추출하기 위해서는 보다 정교한 분석방법이 요구된다. 다양한 통계기법 중 도로망이라는 물리적 요인을 정량화할 수 있는 공간구문론을 이용하여 특성치를 추출하였으며, 사회․경제적 요인과의 인과관계 분석을 위해 구조방정식모형을 사용하였다. 또한 시공간적 변화패턴의 분석을 위해 공간적 자기상관과 중심성 도출 및 지도대수와 공간보간법에 의한 시기별 변화과정을 모형화하였다.
이처럼 다양한 접근방법을 통해 도시공간구조의 시공간적 변화패턴을 분석한 결과는 다음과 같다.
첫째, 공간구문론을 통해 도로망의 배치에 있어 단순히 노드 수만을 고려한 접근성의 문제만을 다뤘던 측면에서 벗어나 다양한 시각에서 공간의 구조를 파악할 수 있게 되었다. 공간구문론은 일반적으로 연결도 및 통제도, 공간깊이, 통합도, 명료도 등의 특성치로 추출된다. 이러한 공간구문론의 특성치를 토대로 각 시기별 서울시의 도로망을 중심으로 분석한 전반적인 공간구조패턴의 변화를 살펴보았다.
그 결과, 서울의 도시구조는 산업화가 본격화되기 시작한 1960년대 말에 도로망의 발달이 본격화되면서 1980년대부터 도심중심의 단핵구조에서 영등포를 중심으로 한 서남부축과 강남 일대가 중심지로 부상하는 다핵구조로 변모하고 있음이 규명되었다. 이는 1990년대 들어 도심지향적 방사형 도로망체계를 순환·격자형 도로망체계로 개편하고, 도시고속도로와 간선도로의 연계성을 높여 전체 도로의 소통을 증진시키도록 한 서울시의 교통정책에 의한 것이라고 볼 수 있다. 이렇듯 도로망의 배치에 따라 시공간적 도시공간구조는 다른 양상을 나타낼 수 있기 때문에 도시계획 또는 교통계획과 같은 정책수립 시에 중요하게 다루어져야 한다.
둘째, 1970~2000년대까지의 도로망형성 패턴이 인구․산업․토지 등의 사회․경제적 인자와 어떠한 인과관계를 맺는지 살펴보았다. 분석방법으로는 다수의 독립변수와 종속변수간의 인과성을 동시 추정할 수 있는 구조방정식모형을 사용하였다. 이에 사용되는 측정변수로는 인구관련 변수와 산업관련 변수, 지가관련 변수, 토지관련 변수 및 도로관련 변수 등이 선정되었다.
구조방정식모형을 통해 인과관계를 분석한 결과, 1980년대를 전․후로 모형의 구조가 변형되는 것으로 분석되었다. 1970년대와 1980년대에는 전반적으로 인구, 산업, 토지 등의 사회․경제적 지표가 도로망의 형성에 영향을 미치는 것으로 나타났으며, 특히 산업의 발달이 도로망의 형성에 가장 큰 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 1990년대에 들어와 도로가 사회․경제적 인자에 미치는 영향이 그 반대의 경우보다 인과관계를 설명하는 모형이 더 적합한 것으로 나타났다. 이 시기에는 도로관련 인자가 지가형성과 산업발달에 가장 많은 영향을 미치며, 이러한 추세는 2000년대에도 유사하게 나타났다.
셋째, 도시의 공간구조를 형성하는 인자들이 상호연계성을 지닌다는 결과를 토대로 이들 각각의 인자가 시공간적으로 어떠한 변화패턴을 보이는지를 GIS를 이용한 공간통계기법을 통해 살펴보았다. 이를 위해 공간적 자기상관을 분석 할 수 있는 Moran I측도와 평균가중치법을 이용해 각 인자별 군집성향과 중심성의 경향을 분석하였다. 이러한 각 시점별 공간패턴의 분석뿐만 아니라 크리깅을 이용한 공간보간법에 의한 경향면 분석을 토대로 각 시기별 성장패턴을 살펴보았다. 그 결과, 인구와 산업, 도로 등의 인자는 전반적인 성장패턴이 고른 성장세를 띠는 반면, 지가와 토지관련 인자는 각각 강남3구와 북부지역에 편중되는 경향을 보였다.
본 연구는 크게 3가지 측면에서 그 의의를 찾을 수 있다. 우선, 도시공간의 형성에 있어 중요한 요소인 접근성을 대표하는 물리적 공간인 도로망을 정량화하여 공간구조패턴을 분석하였다. 이를 통해 도시정책 수립 시 도로망에 의한 공간구조의 기능을 계획적으로 분배할 수 있으며 그 결과를 추정할 수 있다는 장점이 있다. 또한 이를 기반으로 사회․경제적 요인과의 인과관계를 분석하여 어떠한 요인에 의해 공간구조가 형성되는지를 파악할 수 있다. 마지막으로 각 시기별 공간단위별 인자의 분석 시 행정단위의 불일치 문제를 지도대수를 통해 해결하고, 이를 통해 각 시기별 공간단위별 성장패턴을 분석할 수 있었다.
이러한 연구를 통해 향후의 도시내부의 성장과정을 예측할 수 있고, 이를 바탕으로 도시정책 수립 시 의사결정에도 도움이 될 수 있을 것으로 사료된다. 또한 서울과 같은 중심도시의 변화과정을 분석하여 신도시나 경제특구와 같은 계획도시 설계에도 롤 모델이 될 수 있을 것으로 본다.

목차 (Table of Contents)

• < 목 차 >
• 그림 목차 ⅶ
• 표 목차 ⅹ
• Ⅰ. 서론 1
• 1. 연구배경과 연구목적 1
• 2. 연구방법과 분석절차 6
• Ⅱ. 도시공간분석의 접근방법과 분석수법의 이론적 개요 11
• 1. 도시공간구조의 규명을 위한 접근방법 11
• 2. 공간구문론 17
• 3. 공간통계이론 22
• 1) 공간적 자기상관 23
• 2) 공간보간기법 26
• Ⅲ. 공간구문론을 이용한 도로망의 변화 분석 30
• 1. 시기별 도로망 형성과정 32
• 1) 1960～1970년대의 도로망 32
• 2) 1980～2000년대의 도로망 34
• 2. 공간구문론의 특성지표별 공간분석 36
• 1) 연결도와 통제도 36
• 2) 평균깊이 44
• 3) 통합도 47
• 4) 명료도 52
• 3. 소결 54
• Ⅳ. 구조방정식모형을 이용한 도로망과 사회&#8228;경제적 지표 간의 인과관계 분석 57
• 1. 구조방정식 모형의 정의와 정립과정 58
• 1) 구조방정식 모형의 정의 58
• 2) 구조방정식 모형의 정립과정 61
• 2. 연구모형의 정립과 측정변수의 선정 62
• 1) 가설적 연구모형의 정립 62
• 2) 측정변수의 선정방법과 그 절차 66
• 3. 탐색적 인자분석을 이용한 공간적 특성의 변화 69
• 1) 시기별 측정변수의 타당성 분석 70
• 2) 인자득점의 공간적 분포패턴 변화 77
• 4. 구조방정식 모형의 분석과 적합성 평가 89
• 1) 1970년대 92
• 2) 1980년대 96
• 3) 1990년대 99
• 4) 2000년대 102
• 5. 소결 106
• Ⅴ. 공간통계를 이용한 도시공간구조의 변화 분석 108
• 1. 주요 인자별 공간적 분포패턴 분석 111
• 1) 공간적 자기상관에 의한 군집도 변화 111
• 2) 공간적 속성인자의 시기별 중심점 변화 130
• 2. 지도대수에 의한 시&#8228;공간구조의 변화 분석 134
• 1) 인구관련 지표 134
• 2) 산업관련 지표 136
• 3) 도로관련 지표 137
• 4) 지가관련 지표 139
• 5) 토지관련 지표 140
• 3. 도시공간구조의 변화추이 분석 142
• 1) 공간구조의 경향과 경향면의 변화 142
• 2) 공간구조의 3차원 성장패턴 149
• 4. 소결 155
• Ⅵ. 요약 및 결론 159
• 참고문헌 164
• Abstract 179