Extending the integrated land-use and transport model framework: spatial econometrics and policy evaluation

Abstract

In this research, the methodological framework of the Integrated Land-Use and Trans- port (LUTI) models is extended at every level. Theobjective of developing and implementing LUTI models is to predict thedirect and indirect impacts of –transport and land-use– policies, on theenvironment, the society and the economy. The proposed improvementsaim to increase the predicting capabilities of the current LUTI models,exploiting the strengths of microsimulation in three dimensions, agents,space and time, in order to render them flexible platforms for policyevaluation. The effects of the current economic crisis are discussed andexplored throughout the doctoral dissertation. Aiming to decrease therequired budget for a LUTI model development, public on-line data areused to a large part of the analysis. Moreover, a graph-theoretic solutionfor associations generation in synthetic simulation is suggested. Differenttypes of spatial econometric models are used for the development of realestate price models, which form fundamental component of every LUTImodel. Urban quality indicators (i.e. accessibility, population segregation,economic viability, available open space, housing affordability, land-useand social mix, and building density) are effectively employedmanifesting the benefits of trans-disciplinary collaboration in urbanplanning. In this research, a policy evaluation methodology based ondistributions rather than single aggregate measures of quality indicators is proposed.The results indicate that spatial econometrics effectively remove thespatial autocorrelation and achieve higher accuracy than the traditionallinear regression, in predicting the dwelling prices. The impact oftransportation infrastructure locations on real estate purchase prices andrents differs, depending on the type of the transit system. Qualitativetransit infrastructure has preserved the real estate prices at higher levelsduring the crisis. Synthetic populations and real, on-line, crowdsourceddata can efficiently be used for the development of LUTI models. Finally,agent-based LUTI models provide an opportunity for the development of an improved, flexible policy evaluation platform.

Τα Ολοκληρωμένα Μοντέλα Χρήσεων-γης και Μεταφορών (ΟΜΧΓΜ)συνδυάζουν πρότυπα επιλογής τοποθεσίας κατοικίας/εργασίας, αξιώνακινήτων και κυκλοφοριακά μοντέλα, για την εκτίμηση και πρόβλεψη τωνεπιπτώσεων συγκοινωνιακών έργων και πολιτικών χρήσεων – γης στοπεριβάλλον, την κοινωνία και την οικονομία των αστικών περιοχών. Για τηναναπαράσταση των πολύπλοκων αστικών συστημάτων απαιτούνταιπολυσύνθετες μεθοδολογίες και λεπτομερή δεδομένα. Η πρόβλεψη κρίσιμωνστοιχείων της αστικής δομής και η έλλειψη ικανοτήτων πρόβλεψης τουμοντέλου, οδηγεί σε λανθασμένες εκτιμήσεις, που σε περιπτώσειςσυγκοινωνιακών επενδύσεων μεταφράζεται σε απώλειες εκατομμυρίων ευρώκαι κοινωνική ανισότητα. Ως εκ τούτου, τα ΟΜΧΓΜ αξιοποιούνται ακόμαδιστακτικά, ενώ τα τελευταία χρόνια το ενδιαφέρον της επιστημονικής κοινότητας αυξάνεται διαρκώς. Αντικείμενο της παρούσας έρευνας είναι να διερευνήσει, αναπτύξει καιπροτείνει μεθοδολογίες συλλογής δεδομένων, μοντελοποίησης καιαξιολόγησης πολιτικών για ολοκληρωμένα Μοντέλα Χρήσεων-Γης καιΜεταφορών. Οι προτεινόμενες προσεγγίσεις αποσκοπούν στη μείωση τουκόστους και την αύξηση της ικανότητας πρόβλεψης, εκμεταλλευόμενες ταπλεονεκτήματα της μικρό- προσομοίωσης σε τρείς διαστάσεις: άτομο, χώροκαι χρόνο.Η παρούσα διδακτορική έρευνα συμβάλλει με τα ακόλουθα στη διεύρυνσητου μεθοδολογικού πλαισίου των ΟΜΧΗΜ:- Διερευνάται η προοπτική χρήσης δεδομένων συλλεγμένων από τα πλήθη(crowd-sourced) στην ανάπτυξη ΟΜΧΓΜ. Ηλεκτρονικά δεδομέναακινήτων συλλέχθηκαν και χρησιμοποιήθηκαν για την ανάπτυξηπροτύπων. Δεδομένα χρήσεων-γης /κάλυψης εξάχθηκαν από δορυφορικέςαπεικονίσεις με μεθόδους τηλεπισκόπισης, με σκοπό να χρησιμοποιηθούνγια την ανάπτυξη μοντέλων. Σκοπεύοντας στη μείωση της εξάρτησης απόβάσεις δεδομένων υψηλού κόστους, προτείνεται μια γράφο-θεωρητική προσέγγιση για δημιουργία συσχετίσεων σε συνθετικό πληθυσμό.- Προτείνεται ένα πλαίσιο ενσωμάτωσης χωρικών οικονομετρικών μοντέλωνσε ΟΜΧΓΜ. Πιο συγκεκριμένα:o Με τη χρήση χωρικών οικονομετρικών μοντέλων μοντελοποιήθηκανοι αξίες των ακινήτων. Τα μοντέλα αυτά οδηγούν σε καλύτερηακρίβεια συγκριτικά με τη μέθοδο των ελαχίστων τετραγώνων, καιαπαλείφουν αποτελεσματικά τη χωρική αυτοσυσχέτιση.Αποσκοπώντας στη μέτρηση των επιπτώσεων των συγκοινωνιακώνυποδομών και πολιτικών στις αξίες αγοράς και ενοικίασης,αναπτύχθηκαν δυο περιπτωσιακές μελέτες στην Ελλάδα, για τηνΑθήνα και τη Θεσσαλονίκηo Nγινε προτυποποίηση της αλλαγής χρήσεων-γης/κάλυψης με τηχρήση χωρικού μοντέλου διακριτών επιλογών, επιτυγχάνονταςκαλύτερη εφαρμογή από τη γενικευμένη γραμμική παρεμβολή.Διερευνήθηκαν οι επιπτώσεις συγκοινωνιακών υποδομών μεγάληςέκτασης στην αλλαγή χρήσεων γης στην Αθήνα.Αναπτύχθηκε μεθοδολογία για τη χωρική κατανομήσυγκοινωνιακών υποδομών (σταθμών φόρτισης ηλεκτρικώναυτοκινήτων, μοιραζόμενων/κοινόχρηστων αυτοκινήτων καιποδηλάτων) που βασίζεται σε χωρικά οικονομετρικά μοντέλα και πολύ-κριτηριακή ανάλυση.- Αναπτύχθηκε μεθοδολογία για ποιοτική και ποσοτική αξιολόγησηπολιτικών που βασίζεται σε δείκτες, εκμεταλλευόμενη τα οφέλη της μικρό-προσομοίωσης σε τρείς διαστάσεις (άτομο, χώρο και χρόνο). Διερευνάται ηχρήση άτομο-βασικών δεικτών για την προσβασιμότητα, ανισότητα,οικονομία/επενδύσεις και κοινωνική ποιότητα. Η προτεινόμενημεθοδολογία βασίζεται σε χωρικές κατανομές και όχι σε μοναδικέςγενικευμένες μετρήσεις- Διερευνήθηκαν οι συνέπειες της χρηματοοικονομικής κρίσης στηναντίληψη των μετακινούμενων για την ποιότητα των συγκοινωνιακώνυποδομών/πολιτικών, και στις αξίες ακινήτων.