L97: 市町別建物用途多様性指数 — 商業コアの衰退を可視化する
データ取得手順
使用データセット：DoBoX 「都市計画区域情報_建物利用現況」シリーズ（7市町）
| 市町 | dataset_id | 棟数 |
|---|---|---|
| 広島市 | #1469 | ~350,000 |
| 福山市 | #1483 | ~200,000 |
| 呉市 | #1323 | ~60,000 |
| 三次市 | #1327 | ~31,000 |
| 府中市 | #512 | ~15,000 |
| 竹原市 | #1474 | ~15,000 |
| 海田町 | #1316 | ~7,000 |
各データセットは GeoJSON 形式。TATE_YO 列（建物用途コード）を主分析対象とする。
L13 との違い: L13 は 20 市町 × 2 種類（建物/土地利用）の広域統合分析。 本記事は シャノン多様性指数という情報理論的指標に特化した独立分析。
学習目標と問い
このレッスンで答えたい問い
- RQ1: 7市町の建物用途多様性指数はどう違い、最も多機能な都市はどこか？
- RQ2: 商業系建物の比率で「商業コア強度」を比較するとどうなるか？
- RQ3: 用途構成の類似度クラスタリングで都市タイプを分類するとどうなるか？
立てた仮説
- H1: 広島市の多様性指数が 7 市町中最大（政令市 = 最も多様な用途が混在）
- H2: 三次市・竹原市など地方都市は専用住宅が 60% 以上を占める
- H3: 商業コア比率最大は広島市または福山市
- H4: クラスタ分析で「都市型」「地方型」の 2 グループが分離
シャノン多様性指数とは
H = -Σ(p_i × log₂(p_i)) （生物多様性指数の情報理論版）
p_i = 用途区分 i の棟数比率
H = 0: 全棟が同一用途（単機能）
H = log₂(n): 全 n 用途が均等分布（最大多様性）
分析1: 多様性指数ランキングと住商比率 (RQ1)
市町別統計サマリ
| 市町 | 棟数 | 多様性指数 H | 商業系比率 | 住宅系比率 |
|---|---|---|---|---|
| 三次市 | 31,827 | 2.252 | 13.9% | 63.2% |
| 海田町 | 11,048 | 2.206 | 4.9% | 73.2% |
| 府中市 | 25,368 | 2.069 | 4.9% | 73.6% |
| 竹原市 | 23,530 | 1.912 | 7.5% | 75.4% |
| 福山市 | 250,284 | 1.838 | 7.5% | 77.7% |
| 広島市 | 350,774 | 1.720 | 8.6% | 83.1% |
| 呉市 | 94,558 | 1.475 | 7.3% | 85.0% |
政令市（広島市）と地方小都市（府中市・竹原市）の間での多様性指数の差は、 都市規模・経済機能の差を反映する「都市機能の豊かさ指標」として解釈できる。
分析2: 建物用途構成比較 (RQ2)
専用住宅（411）の支配的な比率は、日本の多くの地方都市において 「建物のほとんどが一戸建て住宅」であることを示す。 商業・業務系の厚みが、都市の経済的中心性を反映している。
分析3: 用途構成類似度によるクラスタリング (RQ3)
コサイン類似度を距離指標とした Ward 法クラスタリングは、 都市の「用途構成プロファイル」の類似性に基づいてグループ化する。 大都市（広島市・福山市）と地方小都市（三次市・竹原市）の 構造的差異がデンドログラムに現れる。
仮説検証と考察
| 仮説 | 結果 | 根拠 |
|---|---|---|
| H1: 広島市が最多多様性 | 棄却 (最多多様: 三次市) | 広島市 H = 1.720 |
| H2: 地方都市で住宅 ≥60% | 支持 (広島市, 福山市, 呉市, 三次市, 府中市, 竹原市, 海田町) | 三次市: 63.2%, 竹原市: 75.4% |
| H3: 商業コア比率最大は広島/福山 | 棄却 (最大: 三次市) | 最大: 三次市 (13.9%) |
| H4: 都市型・地方型に分離 | 目視確認 (デンドログラム参照) | デンドログラム（図3）で確認 |
考察
シャノン多様性指数は単純な棟数分布から都市の「機能的豊かさ」を 情報理論的に定量化する強力な指標である。 商業コア比率との組み合わせにより、「多様かつ商業機能が充実した都市」 と「住宅主体の単機能都市」を明確に識別できる。 この分析アプローチは、コンパクトシティ政策の評価・ 商店街衰退指標の設計・地域間格差の定量化に直接応用できる。
発展課題（結果から導かれる新たな問い）
- 同じ市町内で区・大字別に多様性指数を計算し、「都心部（高多様性）と郊外（低多様性）」の勾配を可視化できるか
- 2010年代と2020年代のデータを比較して、商業系建物の衰退速度を時系列で追うことができるか
- 多様性指数の高い地区ほど地価が高いという仮説を地価公示データと組み合わせて検証できるか
- 空地・未利用 (TATE_YO=454) の比率と人口減少率を散布図にすると「消えゆく建物」の地理が見えるか
- 全 20 市町分のデータを統合し、広島県全体の「都市機能多様性マップ」を作成できるか