Road Network Centrality Reveals Architectural Heritage-Driven Road Patterns in Ming–Qing Ganzhou Ancient City

技術要約：道路ネットワークの中心性が明らかにする明・清代の贛州古城における建築遺産主導の道路パターン

問題提起
歴史的な都市道路ネットワークの復元は、歴史的な図面の制約によって頻繁に困難に直面している。これらの図面は、しばしば城壁や主要な幹線道路を優先し、二次的な街路や路地を省略している。さらに、既存の手法では、街路ネットワークの復元と、遺産とネットワークの関係性の定量的分析を別々のタスクとして扱うことが多い。この分離により、歴史的な地図証拠が不完全または非計量的な場合において、永続的な建築遺産（政府機関、宗教施設、ランドマークなど）が、復元された道路構造とどのように空間的に対応しているかという理解に空白が生じている。

手法
本研究は、建築遺産と道路ネットワークの間の空間的アンカリングに基づいた「逆推論」手法を提案し、贛州古城（明・万暦年間から清・乾隆年間）をケーススタディとして活用する。この手法は、Historical GIS、マルチ中心性分析、および空間統計学を以下のステップを通じて統合するものである。

1. データの復元とソース批判:

   • ベースライン: 1963年および1969年の衛星画像と安定して残存している特徴量を用いて、中華人民共和国（PRC）初期の高精度な道路ネットワークを復元した。
   • 歴史的レイヤー: 歴史地図（例：『贛州府志』の再版）や地方志、文献記録を用いて、明・万暦年間および清・乾隆年間の道路ネットワークを復元した。
   • ワークフロー: 相対的な空間対応関係を確立するために、安定した制御特徴量（城壁、門、ランドマーク）を用いてジオレファレンスを行った（現代的な計量的精度ではなく）。道路の中心線を手動でデジタル化し、トポロジーの検証を適用した。建築遺産サイトは、年代および機能的属性を持つ独立した分析レイヤーとして維持された。

2. ネットワーク分析（マルチ中心性）:

   • 原理的なノード・エッジ表現を用い、Urban Network Analysis (UNA) ツールボックスを使用して、各時期について3つの中心性指標を算出した。
   • 直線性 (Straightness): ルートの効率性（ユークリッド距離からの偏差）を測定する。
   • 接近性 (Closeness): ネットワークへの全体的なアクセシビリティを測定する。
   • 媒介性 (Betweenness): 中継的な制御およびフローの媒介を測定する。

3. 空間関連性分析:

   • カーネル密度推定 (KDE): 遺産の地点データと中心性の値を、空間比較を可能にする連続的なラスタサーフェスへと変換した。
   • 二変量空間自己相関: グローバルな二変量モランスI（Moran's I）を用いて、遺産の密度と道路の中心性の間の系統的な空間的関連性をテストした。
   • 局所的空間自己相関指標 (LISA): 局所的なクラスター（High-High, Low-Low, High-Low, Low-High）を特定し、建築遺産のタイプ（仏教、道教、儒教、行政）による局所的な構造的差異を解釈した。

4. 逆推論フレームワーク:

   • 本研究では、検証済みのPRC初期における遺産–道路の結合を、定量的な制約として利用した。
   • 歴史的な制約（城壁、門、軸線）に基づき、明および清の時代における複数の候補道路ネットワークシナリオを生成した。
   • 各候補に対し、同じ中心性と自己相関のワークフローを用いて評価を行った。歴史的証拠と整合性を保ちつつ、統計的に最も強く支持される遺産–中心性の関連性を示すシナリオを、優先される復元結果として選択した。このフレームワークは、「建物が道路を生成した」と仮定したり、空間的関連性を「唯一の正しい幾何学形状」の証明として用いたりすることを明確に回避し、代わりに空間的対応が時代とともにどのように変化するかを評価するものである。

主な結果

• 結合の検証: PRC初期において、建築遺産の分布と道路ネットワークの中心性（直線性、接近性、媒介性）との間に、測定可能で統計的に有意な正の空間相関が見出された。これにより、より古い時代の道路ネットワークを復元する際の空間的制約として、遺産の分布を用いることの定量的根拠が確認された。
• 空間構造の進化:
  • 明・万暦期: 都市は分散型のマルチコア・パターンを示した。建築遺産は複数のノード（北西部の道教寺院、および南西部・南東部の宗教クラスター）に分布しており、道路の中心性は分散した高価値領域を伴う弱い集中性を示した。
  • 清・乾隆期: 構造は鎮源塔を中心とした「一核二ゾーン」のパターンへと移行した。遺産の密度はよりコンパクトかつ秩序立てられ、宗教的機能は主要な幹線道路に沿った空間軸を形成した。
• 遺産–ネットワークの関連性の変化:
  • 明代: 強い正の結合（Moran's I: 直線性 0.418, 媒介性 0.385）が見られ、建物が主要な幹線道路や輸送ハブに深く組み込まれていたことを示しており、これは軍事的および行政的な秩序によって制御されたレイアウトを反映している。
  • 清代: 結合の強さが弱まった（Moran's I: 直線性 0.230, 媒介性 0.116）。骨格となる道路構造は維持されたものの、建築環境は二次的な街路や路地へと拡大した。この相関の低下は、厳格な軸中心のモデルから、商業と日常生活に駆動された、より有機的なマルチノード分散型システムへの移行を示唆している。
• 遺産タイプの詳細: LISA分析により、行政および宗教施設は明代において主要な軸との強い結びつきを維持していた一方で、清代においてはそれらが建物配置に対して持つ制御力が弱まったことが明らかになった。道教寺院は二次的な居住空間への浸透を強めており、機能的な柔軟性が高いことを示している。

意義と主張
本論文は、不完全な地図証拠の下で歴史的な都市構造を復元するための、透明性の高い分析フレームワークを提供することを主張している。その主な貢献は以下の通りである：

1. 方法論的革新: 既存の建築遺産を、単なる歴史地図の幾何学的な整合を超えた、候補となる歴史的道路ネットワークを評価・選択するための「関係的制約」として用いる定量的なアプローチを実証した。これは、唯一の正しい幾何学を証明すると主張することなく、空間的対応を評価するものである。
2. 定量的な歴史的洞察: 都市の空間組織の進化を追跡するための定量的な枠組みを提供し、贛州が高度に制御された軍事的防御型の空間形態（明）から、ネットワーク化された多中心的な有機的拡大形態（清）へと変遷したことを明らかにした。
3. 保存への応用: 本研究の知見は、現代の歴史都市保存において、個々の建物の保護から、全体的な空間構造および生態学的関係の保存へとシフトすべきであることを示唆している。安定している構造的要素（遺産と高中心性道路の間の結合など）を特定することで、計画者は、歴史的な都市特性に対する現代の介入の影響をより適切に評価できる。

著者らは、道路ネットワークは単なる輸送インフラではなく、長期的な都市機能と社会秩序によって生成された空間的枠組みであると結論付けている。贛州における遺産–道路ネットワークの統合の持続性は、この都市の空間パターンが数世紀にわたって安定している理由を説明している。