도시계획과 연계한 공간구조의 변화 특성 분석 - 공간통계기법을 이용하여 Analysis on Change Characteristics of Spatial Structure Related with Urban Planning : Using Spatial Statistical Method원문보기
본 연구에서는 효율적인 도시 관리를 위하여 대구시 도시공간구조의 시계열적 공간변화 특성을 도시계획과 연계하여 분석하였다. Getis-Ord $G_i^*$ 방법론을 활용하여 1970년부터 2010년까지 대구시의 도시성장과정을 분석한 결과, 대구시는 도시성장단계 중에서 역도시화 단계에 해당하는 것을 확인하였다. 하지만 대구시는 도시계획적 차원에서 다핵도시를 지향함으로써 역도시화가 나타난 2000 이후의 도시성장단계는 더 이상 전통적인 이론으로 설명하기 어려웠다. 이에 2000년 이후 다핵권역의 세부적인 공간구조변화를 분석하기 위하여 인구, 지가, 고용 요인의 변화를 바키측 정치를 이용하여 분석하였다. 분석결과 대구시는 다핵화가 진행 중이었으며 도심권역과 칠곡권역은 분산형, 안심 달서권역은 집중형, 성서권역은 집중 분산형태로의 공간구조변화가 나타났다. 지역에 따라 다른 도시공간구조를 나타내는 도시의 효율적인 관리를 위해서는 권역별 특성을 고려한 도시계획과 개발계획이 필요한 것으로 판단된다.
본 연구에서는 효율적인 도시 관리를 위하여 대구시 도시공간구조의 시계열적 공간변화 특성을 도시계획과 연계하여 분석하였다. Getis-Ord $G_i^*$ 방법론을 활용하여 1970년부터 2010년까지 대구시의 도시성장과정을 분석한 결과, 대구시는 도시성장단계 중에서 역도시화 단계에 해당하는 것을 확인하였다. 하지만 대구시는 도시계획적 차원에서 다핵도시를 지향함으로써 역도시화가 나타난 2000 이후의 도시성장단계는 더 이상 전통적인 이론으로 설명하기 어려웠다. 이에 2000년 이후 다핵권역의 세부적인 공간구조변화를 분석하기 위하여 인구, 지가, 고용 요인의 변화를 바키측 정치를 이용하여 분석하였다. 분석결과 대구시는 다핵화가 진행 중이었으며 도심권역과 칠곡권역은 분산형, 안심 달서권역은 집중형, 성서권역은 집중 분산형태로의 공간구조변화가 나타났다. 지역에 따라 다른 도시공간구조를 나타내는 도시의 효율적인 관리를 위해서는 권역별 특성을 고려한 도시계획과 개발계획이 필요한 것으로 판단된다.
In this study, the change characteristics of urban spatial structure in Daegu were analyzed connecting with urban planning for efficient urban management. Urban development process from 1970 to 2010 in Daegu was analyzed utilizing Getis-Ord $G_i^*$ methodology, a spatial statistical metho...
In this study, the change characteristics of urban spatial structure in Daegu were analyzed connecting with urban planning for efficient urban management. Urban development process from 1970 to 2010 in Daegu was analyzed utilizing Getis-Ord $G_i^*$ methodology, a spatial statistical method, and it was identified that Daegu was in the stage of disurbanization. However, as Daegu orients multi-nuclei city, it was difficult to explain the stage of urban development after disurbanization in 2000. Accordingly, to analyze detailed changes in spatial structure in multi-centric areas after 2000, population, land price and employment factor changes were analyzed using Bachi Measurement. According to analytical results, multi-centralization process has been continued in Daegu. Urban core area and Chilgok area showed spatial structure change into distribution process, Ansim area into concentration process, and Seongseo and Talseo area into concentration and distribution process. Therefore, urban planning considering the regional characteristics are needed for efficient urban management.
In this study, the change characteristics of urban spatial structure in Daegu were analyzed connecting with urban planning for efficient urban management. Urban development process from 1970 to 2010 in Daegu was analyzed utilizing Getis-Ord $G_i^*$ methodology, a spatial statistical method, and it was identified that Daegu was in the stage of disurbanization. However, as Daegu orients multi-nuclei city, it was difficult to explain the stage of urban development after disurbanization in 2000. Accordingly, to analyze detailed changes in spatial structure in multi-centric areas after 2000, population, land price and employment factor changes were analyzed using Bachi Measurement. According to analytical results, multi-centralization process has been continued in Daegu. Urban core area and Chilgok area showed spatial structure change into distribution process, Ansim area into concentration process, and Seongseo and Talseo area into concentration and distribution process. Therefore, urban planning considering the regional characteristics are needed for efficient urban management.
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문제 정의
따라서 본 연구에서는 효율적인 도시 관리를 위하여 도시공간구조의 시계열적·공간적 변화특성을 도시계획과 연계하여 분석하고자 한다.
표준편차거리가 증가할수록 분산된 형태를 나타내며 감소할수록 집중되는 형태를 나타낸다. 본 연구에서는 인구, 지가, 고용의 분포가 집중되는지 분산되는지를 파악하는데 사용하였다. 표준편차거리를 구하는 식은 다음과 같다(식 4).
본 연구에서는 효율적인 도시 관리를 위하여 대구시 도시공간구조의 시계열적·공간적 변화특성을 도시계획과 연계하여 분석하였다.
이에 본 연구에서는 인구지표의 한계점을 보완하기 위하여 인구 이외의 지가, 고용 요인을 추가하여 요인별 분산과 집중의 세부적 측정에 유용한 바키측정치 분석을 수행함으로써 공간구조의 변화를 파악하였다. 바키측정치에서 나타나는 평균 중심값은 공간중심의 이동패턴을, 표준편차거리는 요인별 집중과 분산 정도를, 편향도는 특정방향의 집중도를 의미한다(표 2).
전체적인 도시공간구조의 변화는 도시성장단계이론을 바탕으로 국지적 공간 연관성지표를 이용하여 도심과 주변부 인구의 증감을 분석하고, 다핵화가 진행되는 기간에는 도시공간구조의 변화를 인구·지가·고용지표를 활용하여 도심과 부도심권역의 변화를 공간통계기법을 이용하여 정량적으로 도출함으로써 효율적인 도시 관리와 지속가능한 개발을 위한 자료로 활용하고자 한다.
제안 방법
거시적 차원에서 대구시의 도시공간구조변화를 파악하기 위하여 1970년부터 2010년까지 인구데이터를 바탕으로 Getis-Ord #를 활용하여 시계열별 인구변화를 파악하고 이를 도시성장단계이론에 적용하여 각 단계별 특징을 분석하였다. 대상지는 70년 절대적 집중, 80년 상대적 집중, 90년 교외화 단계를 거쳐 2000년 이후에는 역도시화단계가 나타났다.
첫 번째 단계는 장기적인 차원에서 대구시의 성장과정을 분석하였다. 대구시의 1970년부터 2010년까지 인구표준화 데이터를 국지적 공간 연관성지표에 적용함으로써 도심과 외곽의 인구변화를 분석하고, 분석결과를 도시성장단계이론에 적용하여 공간구조의 변화를 해석하였다. 두 번째 단계는 도시성장단계이론으로 설명되지 않는 최근의 공간구조의 변화를 세부적으로 파악하기 위하여 현재 설정된 도시공간구조 권역의 공간적 변화정도를 바키측정치로 분석하였다.
대상지 도시공간구조의 변화는 두 단계로 나누어 분석하였다. 첫 번째 단계는 장기적인 차원에서 대구시의 성장과정을 분석하였다.
대구시의 1970년부터 2010년까지 인구표준화 데이터를 국지적 공간 연관성지표에 적용함으로써 도심과 외곽의 인구변화를 분석하고, 분석결과를 도시성장단계이론에 적용하여 공간구조의 변화를 해석하였다. 두 번째 단계는 도시성장단계이론으로 설명되지 않는 최근의 공간구조의 변화를 세부적으로 파악하기 위하여 현재 설정된 도시공간구조 권역의 공간적 변화정도를 바키측정치로 분석하였다. 분석을 위해 143개의 행정동별 인구, 지가, 고용 지표를 활용하였다.
행정경계는 각 시기별 행정경계의 변화를 그대로 수용하여 1970년 행정경계(1970년~1975년), 1980년 행정경계(1980년~1985년), 1990년 행정경계(1990), 1995년 행정경계(1995년~2010년)로 총 4개의 행정경계를 사용하였다. 둘째, 바키측정치 분석 과정에서 시간적 범위는 2000년부터 2010년까지는 5년 단위로 총 3개로 구분하였고, 공간적 범위는 도시기본계획에서 설정된 2개의 도심과 4개의 부도심으로 총 6개의 권역으로 나누어 분석하였다(그림 2).
마지막으로 재도시화(Reurbanisation)단계는 도심의 인구감소비율이 교외지역의 감소비율보다 낮은 상대적 재도시화 단계와 도심의 인구가 다시 증가하는 절대적 재도시화 단계로 나누어진다 (그림 1). 본 연구에서는 1970년부터 2010년까지 표준화 인구지표를 공간통계기법으로 분석한 뒤 도시성장단계모델에 적용하여 대상지의 도시성장단계를 해석하였다.
바키측정치는 공간적 변수들의 분포특성인 중심, 분산, 발전방향 등을 계산하여 시계열적 변화과정을 파악하는데 유용하다(Kim, 2012). 본 연구에서는 바키측정치를 도심과 부도심 권역의 집중도와 분산도를 측정하기 위하여 활용하였으며, 평균중심을 구하는 방법은 식 (2)와 같다.
본 연구에서는 음의 공간적 자기상관을 확인하며, 이례적인(outlier) 지역을 찾는데 탁월한 Local Moran’s I 기법과 분석지역 내에서 개체가 군집하는 지역들을 찾는데 유용한 GetisOrd #방법을 이용하여 시기별 인구의 집중지역을 탐색하였다.
본 연구에서는 효율적인 도시 관리를 위하여 대구시 도시공간구조의 시계열적·공간적 변화특성을 도시계획과 연계하여 분석하였다. 분석결과를 도시관리와 지속가능한 개발을 위한 기초자료로 활용하기 위하여 정량적 결과도출이 가능한 공간통계기법을 활용하였다.
하지만 인구의 분산정도와 비교하여 고용의 분산정도는 상대적으로 낮게 나타났다. 이러한 현상을 살펴보기 위해 대상지를 도심과 부도심 권역별 세분화하여 공간구조변화를 해석하였다.
이에 인구지표의 한계점을 보완하고 2000년 이후 다핵권역의 공간구조변화를 세부적으로 분석하기 위해 인구요인 이외의 지가, 고용 요인을 추가하여 바키측정치를 분석하였다. 분석결과, 대구시는 다핵화가 진행 중이었으며 도심 권역과 칠곡권역은 분산형, 안심권역과 달서권역은 집중형, 성서권역은 집중·분산형태로의 공간구조변화가 나타났다.
대상지 도시공간구조의 변화는 두 단계로 나누어 분석하였다. 첫 번째 단계는 장기적인 차원에서 대구시의 성장과정을 분석하였다. 대구시의 1970년부터 2010년까지 인구표준화 데이터를 국지적 공간 연관성지표에 적용함으로써 도심과 외곽의 인구변화를 분석하고, 분석결과를 도시성장단계이론에 적용하여 공간구조의 변화를 해석하였다.
대상 데이터
를 활용하여 시계열별 인구변화를 파악하고 이를 도시성장단계이론에 적용하여 각 단계별 특징을 분석하였다. 대상지는 70년 절대적 집중, 80년 상대적 집중, 90년 교외화 단계를 거쳐 2000년 이후에는 역도시화단계가 나타났다. 하지만 도시의 체계적 관리를 위하여 도시기본계획을 통한 계획적 차원에서 다핵도시를 지향한 대상지역은 역도시화 이후의 단계에 대하여 더 이상 전통적인 이론으로 설명하기 어려웠다.
도시공간구조의 변화정도를 공간통계기법을 이용하여 정량적으로 도출하기 위하여 본 연구에서는 대구광역시를 대상지역으로 선정하였다. 대구시는 영남내륙에 위치한 분지형 도시로 대구읍성 자리를 중심으로 도심지역이 조성되어 단핵도시로 발전해왔다.
두 번째 단계는 도시성장단계이론으로 설명되지 않는 최근의 공간구조의 변화를 세부적으로 파악하기 위하여 현재 설정된 도시공간구조 권역의 공간적 변화정도를 바키측정치로 분석하였다. 분석을 위해 143개의 행정동별 인구, 지가, 고용 지표를 활용하였다. 지가는 지목상 대지로 활용되는 표준지공시가의 동별 평균자료를 활용하였으며, 사용된 데이터의 기초통계량은 표 1과 같다.
분석을 위해 143개의 행정동별 인구, 지가, 고용 지표를 활용하였다. 지가는 지목상 대지로 활용되는 표준지공시가의 동별 평균자료를 활용하였으며, 사용된 데이터의 기초통계량은 표 1과 같다.
첫째, 대구시의 성장과정을 분석하는 단계에서 시간적 범위는 1970년부터 2010년까지 5년 단위로 총 9개로 구분하였고, 공간적 범위는 2010년 대구광역시 행정구역인 8개 구·군의 143개 행정동을 기준으로 설정하였다.
이론/모형
대구시의 성장과정을 파악하기 위하여 도시성장단계이론을 적용하였으며, 도시성장단계이론에서 도심부와 외곽부의 인구의 증감을 파악하기 위하여 공간통계기법인 LISA 방법 중에서 Local Moran’s I와 Getis-Ord # 방법을 이용하여 인구의 분포형태를 분석하였다.
성능/효과
대구시 전체를 대상으로 바키측정치 분석결과, 인구 중심점은 대봉1동을 중심으로 서북방향, 지가는 남산4동을 중심으로 동남방향, 고용은 대봉1동을 중심으로 서남방향으로 이동하는 패턴을 나타냈다. 표준편차거리는 인구, 지가, 고용 순으로 429m, 42m, 18m 증가하여 분산정도가 상대적으로 커졌다.
분석결과 두 가지 방법론 모두 유사한 결과가 나타났지만, 인구의 밀집특성을 잘 나타내는 Getis-Ord # 적용결과가 해석에 효율적이었다.
분석결과, 대구시는 다핵화가 진행 중이었으며 도심 권역과 칠곡권역은 분산형, 안심권역과 달서권역은 집중형, 성서권역은 집중·분산형태로의 공간구조변화가 나타났다.
분석결과를 살펴보면, 1970년 인구의 군집을 나타내는 hotspot은 도심부에, coldspot은 도시외곽에 나타났다. 이는 도시핵(++), 도시외곽(-), 도시전체(+) 인구패턴을 나타내는 성장단계에 해당하며, 도시성장단계이론에서 도시화 단계 중 절대적 집중 단계에 속한다.
특히 2도심 체제로의 변경은 도심의 약화된 기능을 강화하기 위함이며, 신도시 설정은 대구시 전체 균형 분산적 다핵화 전략을 유도하였다. 분석결과에서 높은 군집을 보이는 지역은 대구시에서 수립한 4개의 부도심 지역과 일치하고 있었고, 이는 대구시가 단핵구조에서 다핵구조로 진행되고 있음을 의미한다.
안심 부도심은 인구와 지가요인은 북동방향으로 고용요인은 남동방향으로 이동하는 패턴이 나타났지만, 3개의 요인 모두 평균중심점이 안심1동에 위치하는 소폭의 변화만 나타났다. 안심 부도심의 편향도는 권역의 지형적 영향도 있지만 상대적으로 다른 권역과 비교하여 매우 크게 나타났으며(표 4), 이는 기존의 안심지역과 신서택지개발지구개발로 인한 효과로 판단된다.
전체적으로 성서권역은 분산·집중형 공간구조변화가 나타났다.
대규모 택지개발사업은 해당지역의 인구집중과 함께 상업시설들이 입지하는 상권을 형성하면서 인구와 고용의 공간적 변동을 초래하였다(그림 6). 전체적으로 칠곡권역은 분산형 공간구조변화가 나타났다.
안심 부도심의 편향도는 권역의 지형적 영향도 있지만 상대적으로 다른 권역과 비교하여 매우 크게 나타났으며(표 4), 이는 기존의 안심지역과 신서택지개발지구개발로 인한 효과로 판단된다. 특히, 인구요인의 표준편차거리와 편향도가 급격히 감소함으로써, 전체적으로 안심권역은 집중형 공간구조변화가 나타났다.
동대구 신도심의 평균중심점은 각각 신천4동, 지가는 지저동에 위치하며 남동방향으로 이동하고 고용은 신천4동에 위치하며 북서방향으로 이동하는 패턴을 보였다. 표준편차거리는 10년 동안 증가하여 동대구 신도심 또한 분산형 도시 형태를 나타났으며, 특히 고용의 분산도가 상대적으로 매우 크게 나타났다. 이는 동대구역을 중심으로 한 1차~3차 동대구역세권 개발사업의 영향으로 판단된다(표 3).
먼저 중부 도심의 공간구조변화를 살펴보면 인구의 평균중심점은 2000년부터 2010년까지 모두 남산 3동에 위치하고 있으며, 지가는 남산2동, 고용은 남산3동에 위치하여 남동방향으로 이동하는 패턴을 나타냈다. 표준편차거리는 모든 요인이 10년 동안 증가하는 패턴으로 분산형 도시 형태로 나타났으며, 특히 인구와 고용의 분산정도가 상대적으로 크게 나타났다. 이는 기존도심에서 외곽지역인 수성구로 이동하고 있으며 학군, 주거, 상업, 문화시설 등이 활성화되어 인구유입 증가와 고용요인에 영향을 미치는 것으로 판단된다.
대구시 전체를 대상으로 바키측정치 분석결과, 인구 중심점은 대봉1동을 중심으로 서북방향, 지가는 남산4동을 중심으로 동남방향, 고용은 대봉1동을 중심으로 서남방향으로 이동하는 패턴을 나타냈다. 표준편차거리는 인구, 지가, 고용 순으로 429m, 42m, 18m 증가하여 분산정도가 상대적으로 커졌다. 즉, 대구시는 도시계획을 통하여 도심에 집중되어 있던 인구·지가·고용 요인이 외곽으로 분산되고 있었다.
성서 부도심의 인구와 고용의 평균중심점은 북동방향으로 지가요인은 남서방향으로 이동하였다. 표준편차거리는 인구가 101m, 고용이 36m 증가였고 지가는 140m 감소하였다. 이는 대규모 택지개발사업과 대형 상업시설, 국가산업단지 및 공공기관 등이 고루 분포하여 입지함으로써 인구와 고용은 분산형태가 나타났으며, 2005년 개통한 대구2호선 성서산업단지역인근 상업지역 주변의 지가가 상승하면서 지가는 집중형태로 나타났다.
후속연구
본 연구는 인구, 지가, 고용이라는 제한적인 요인만을 활용하여 도시공간구조를 해석한 한계를 가지고 있다. 차후 토지이용, 교통, 사업체의 세분화 등의 사회·경제적 변수를 고려하고 다양한 방법으로 접근하여 분석이 이루어진다면 더 명확한 공간구조의 해석이 이루어질 것으로 판단된다.
본 연구는 인구, 지가, 고용이라는 제한적인 요인만을 활용하여 도시공간구조를 해석한 한계를 가지고 있다. 차후 토지이용, 교통, 사업체의 세분화 등의 사회·경제적 변수를 고려하고 다양한 방법으로 접근하여 분석이 이루어진다면 더 명확한 공간구조의 해석이 이루어질 것으로 판단된다. 하지만 본 연구에서 적용한 공간통계학적 접근방안이 유사한 형태의 타 도시의 공간구조해석을 위한 자료로 활용가능하다는 점에서 연구의 의의가 있다고 하겠다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
바키측정치은 어떤 경우에 유용한가?
바키측정치는 공간적 변수들의 분포특성인 중심, 분산, 발전방향 등을 계산하여 시계열적 변화과정을 파악하는데 유용하다(Kim, 2012). 본 연구에서는 바키측정치를 도심과 부도심 권역의 집중도와 분산도를 측정하기 위하여 활용하였으며, 평균중심을 구하는 방법은 식 (2)와 같다.
국지적 공간 연관성지표란 무엇인가?
국지적 공간 연관성지표(LISA: Local Indicators of Spatial Association)는 통계적 분석기법의 추론적 오류를 최소화하고 국지적 수준에서의 공간적 상관구조를 분석할 수 있는 분석기법이다. LISA가 클러스터 탐지를 포함한 다양한 탐색적 공간데이터분석(ESDA: Exploratory Spatial Data Analysis) 연구에 많은 잠재력을 가지고 있다는 것이 1990년대 중반부터 인식되었고 다양한 기법들이 제안되었다.
최근 대도시는 다핵구조를 지향하고 있는데, 그 이유는 무엇인가?
최근 대도시는 도시에서 발생하는 문제들을 해결하고 효율적인 도시 관리를 위해 다핵구조를 지향하고 있다. 이는 기존의 단일도심집중형 개발패턴에서 벗어나 권역별 도시 거주민들의 도시 상업시설이용 및 중심지로의 통근을 위한 이동거리를 최소화하는 기능분산의 효용과 도시 중심지의 업무시설들의 집적이익을 최대로 하려는 기능집중 효용의 총합을 극대화하기 위한 도시공간구조이기 때문이다(Koo, 2006).
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