제 2장의 이론 및 선행연구 등을 토대로 도시화율, 인구밀도, 도시분산(엔트로 피, 도시분산도), 면적, 소득수준(1인당 지방세납부율) 등을 분석지표로 설정하였 다. 이들 지표의 설정근거 및 자료수집방법을 설명하면 다음과 같다.
(1) 도시화율
도시화율은 총인구에 대한 도시화구역내에 사는 인구의 비율이다. 이것은 정 확히 도시거주자의 비율을 나타내는 것은 아니지만, 한 권역에 있어서의 도시화 의 진행을 나타내는 지표로써 매우 큰 의미가 있다.
근대적 도시는 인간의 보행보다 고속버스나 철도라는 교통수단의 존재로부터 도시화가 시작되었다. 이러한 교통수단은 대량의 에너지소비를 전제로 하기 때 문에, 도시화의 진행은 도시내 교통량의 증가로 이어져 1인당 수송에너지 소비의 증가를 초래한다.
또한 도시는 도시에서의 생활에 필요한 음식료 및 에너지 및 경제활동을 위한 원재료와 에너지를 외부로부터 공급에 의존하고 있기 때문에 도시화율의 크기는 각 도시에서의 필요 물자량의 크기를 의미하고, 비도시지역과 도시와의 교통량 이 많다는 것을 나타낸다.
도시인구가 증가하면 도시간 교통도 증가한다. 특히, 도시의 존재는 도시근교 의 비도시지역의 생활 및 경제의 도시화를 촉진하여 교통량을 증가시킨다. 이러 한 형태로, 도시화율의 증가는 1인당 교통량의 증가를 촉진시켜, 1인당 교통에너 지 소비를 증가시키는 것으로 보았다.
도시화율은 도시연감에서 채택하고 있는 방식, 즉 총인구에 대한 도시화구역 인구의 비율을 사용하였다.
(2) 인구밀도 및 면적
인구밀도는 제 활동간의 거리를 나타내는 지표이다. 인구밀도가 높으면, 도시 내 교통, 도시간 교통, 비도시지역과 도시와의 교통의 효율은 좋아지고, 1인당 수 송에너지는 감소한다.
면적의 크기는 각종 교통거리의 크기를 나타낸다. 면적이 커지면, 거리의 증가 에 따라 1인당 교통에너지가 증가한다.
(3) 도시분산도
도시의 분산을 나타내는 지표로서는 도시인구의 편중정도를 나타내는 엔트로 피와 도시의 거리적 분산을 나타내는 도시분산도가 있다.
① 엔트로피
엔트로피가 높다는 것은 도시인구의 편중이 작다는 것을 의미하며, 교통에너 지소비의 감소에 연결되는 경우와 증가에 연결되는 경우의 2종류로 나누어 생각 해 볼 수 있다.
먼저, 교통에너지의 감소를 가져오는 경우는, 인구의 편중으로 거대도시가 생 기고, 인구가 많은 거대도시에서는 도시내 교통의 비효율이 발생하며, 비도시지 역과 도시간의 장거리 교통의 발생을 초래한다. 이는 수도권집중을 생각해보면 잘 알 수 있다. 서울에 많은 인구가 집중했기 때문에 수도권은 팽창하고, 통근거 리가 증가하여 1인당 수송에너지 증가가 발생한다. 그 도시의 면적의 크기는 도 시에 필요물자를 공급하는 도시근교의 비도시지역에서 그것을 소비하는 도시로 의 교통거리를 증가시켜, 수송에너지 효율을 악화시킨다. 경제적인 우위성이 있 는 도시로 권역 또는 국내의 모든 물자가 집중하기 때문에 수송거리가 길어져 수송에너지는 커지게 된다.
이와는 달리, 인구편중이 완화되어 지역균형개발이 이루어지면, 같은 규모의 인구가 사는 비교적 소규모의 도시가 여러 개 조성되고, 소규모의 자립적인 경제
권이 형성되어 비도시지역과 도시지역의 거리가 단축됨과 동시에 거대도시의 비 효율도 소멸된다. 결국, 인구의 편중이 완화되면 1인당 수송에너지가 감소한다.
한편, 인구의 편중이 완화되면 수송에너지의 증가를 초래한다는 가설을 설정 할 수도 있다. 인구의 편중이 증가하여, 도시수가 증가함으로써 도시간 교통이 증가할 수 있다는 것이다. 이 경우, 인구의 편중이 완화되어 감소되는 교통에너 지보다 증가되는 교통에너지가 많다면, 1인당 수송에너지는 증가한다.
어느 권역의 도시인구 합계를 P, 권역의 도시 수가 N개, 그 중 i번째 도시의 인구를 Pi로 할 경우, 엔트로피는 다음 식으로 표현될 수 있다.
엔트로피
= ― ∑N
i = 1( pi/
P
)LO G2( p i/P
)p: 어느 권역의 도시인구의 합계 N: 그 권역의 도시 수
pi : 그 중 i 번째 도시의 인구
엔트로피가 최소가 되는 것은, 권역에 도시가 하나밖에 없는 경우이며, 이 경 우 엔트로피는 0이 된다. 반대로, 총 도시인구가 일정한 상태에서 도시수가 증가 한다면 엔트로피는 커지게 된다.
② 도시분산도
엔트로피가 단순히 인구의 편중을 나타내는 지표임에 반해, 도시분산도는 도 시의 거리적인 분산정도를 나타내는 지표이다. 도시분산도가 증가하면 교통에너 지는 감소 또는 증가한다.
먼저, 교통에너지가 감소하게 될 경우는 도시간 거리가 증가하면 도시간 교통 은 감소한다는 중력모델(Gravity Model)을 채용하는 경우이다. 도시간 거리가 커 지면 각각의 도시권의 경제적 자립성이 높아져 도시에 필요한 물자를 공급하는 비도시 지역으로부터 도시로의 교통의 효율도 개선된다. 이것을 (도시분산 1)로
표현하기로 한다.
반대로, 도시분산도의 증가가 교통에너지의 증가를 가져올 경우도 생각해 볼 수 있다. 즉, 도시분산도의 증가에 의해 도시간 교통의 수송거리가 증가한 것으 로 생각할 수 있으므로, 교통에너지는 증가한 거리만큼 증가한다. 이것을 (도시 분산도 2)라 표현하기로 한다.
도시분산도 지표는 인구분포로 본 권역의 중심(당해 권역에서 인구가 제일 많 은 도시)을 구하고, 다음에 이 중심과 각 도시와의 거리를 r i로 하여 다음 식과 같이 2개의 도시분산도를 설정할 수 있다. 이 도시분산도의 값은 공간적인 분산 을 나타내는 지표로써, 이 수치가 클수록 도시는 공간적으로 분산되어 있음을 나 타낸다.
(도시분산도 1) = (
∑
N
i = 1
p
i× r i 2/ P ) 1/2(도시분산도 2) = { (
∑
Ni = 1
p
i× r i 2/ P )/A } 1/2A: 그 권역의 면적
ri: 권역내에서 가장 인구가 많은 도시로부터 i도시까지의 거리
도시분산도 2는 면적이 큰 권역과 면적이 작은 권역이 갖는 거리편차를 줄이 기 위해서 당해 권역의 면적을 고려한 도시분산도 지표이다.
(4) 소득수준(1인당 지방세 납부액)
생활의 풍요․활동도를 나타내는 지표로서 1인당 GDP를 사용하는 것이 합당 하나 자료 구득이 어려워 1인당 지방세 납부액으로 대신하였다. 도시화율이 생활 의 도시화에 의해 필요로 하는 교통량의 크기를 나타내는 것에 대해, 1인당 지방 세는 각각의 경제의 활동도를 나타내는 지표로써, 도시화한 인구의 활동량을 나
타내는 지표이다.
즉 1인당 지방세가 증가하면, 그만큼의 활동이 발생하여 교통량도 증가한다.
그러나 또 한편 1인당 교통에너지가 절감된다. 일반적으로 1인당 GDP가 높은 나 라는 선진공업국으로서, 연비가 높은 교통수단을 생산하며, 산업의 고도화와 정 보통신의 발달로 인해 에너지 소비가 감소하기 때문이다.
1인당 지방세가 많을 수록 1인당 GDP도 높다고 가정한다면, 1인당 지방세의 크기는 그 나라의 기술수준을 나타내며, 1인당 지방세가 높을수록 연료효율이 좋 은 기술을 사용하고 있다고 간주할 수 있다. 이 효과가 1인당 지방세가 생산하는 교통량의 증가를 상회한다면, 지방세가 높을수록 교통에너지의 효율은 좋아질 것이다.