Detection of Urban Growth Patterns linked with Sozial-Science Data Across Cities in Southeastern Nigeria

Titelangaben

Essien, Etido:
Detection of Urban Growth Patterns linked with Sozial-Science Data Across Cities in Southeastern Nigeria.
Bayreuth , 2025 . - 163 S.
( Dissertation, 2025 , Universität Bayreuth, Bayreuther Graduiertenschule für Mathematik und Naturwissenschaften - BayNAT )

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Abstract

The lack of large-scale social-science data and the scientific community's preference for studying urban growth in large cities have resulted in a relatively neglected urban growth trend at the regional and global levels in mid-sized cities. Monitoring urban growth changes in mid-sized cities is imperative because they have a direct bearing on the growth patterns of metropolitan cities. Understanding how growth occurs in mid-sized cities is particularly crucial, given that the instance of an early urban development pattern in mid-sized cities typically influences other growth patterns in large cities, as changes in mid-sized cities are frequently found to lead to significant urban transformation in metropolitan cities. To address these issues and promote sustainable urban growth in accordance with the UN Sustainable Development Goals (SDGs) 11, a research framework that is capable of highlighting socioeconomic problems across Nigerian cities and proffer solutions that would lead to the realization of those goals in cities must be developed. This study sought to monitor changes in urban areas and simultaneously quantify agricultural land loss resulting from urbanization using relevant scientific literature, social-science data, and remote-sensing data. This study uses the following southeastern Nigerian cities as an illustrative case study: Warri, Uyo, Aba, and Umuahia. This is because they manifest diverse unplanned urban development patterns that are characterized by sparse built-up patterns, rural-urban migration, and local economic/population growth, which pose a threat to all nearby agrarian lands. The first objective of this study was to examine how changes in Uyo’s infrastructure development and local economic growth impact urban expansion. Additionally, time-series data were used to show the trends in vegetative land loss. The integration of spatial data using different social-science data has not been scientifically explored in Nigeria and thus remains a huge knowledge gap in the country. To address this knowledge gap, the second and third objectives of this thesis focus on the influence of tax and natural resource revenue on urban growth patterns across cities in southern and eastern Nigeria, respectively. The results obtained further elaborate and validate previous studies that demonstrate that urbanization in Africa differs from urbanization in the global west. In this study, diverse remote sensing approaches were adopted to analyse the 30m Landsat historical datasets. The 30m datasets were used to identify the spatiotemporal changes in built-up patterns to generate a time-series trend of vegetation loss from 1986 to 2018. High-resolution 5m RapidEye images were used to map various socioeconomic growth areas based on fieldwork reference datasets. Semi-structured interviews were conducted with representatives of various urban sectors and ministry heads in an effort to expand the socioeconomic data. The research objectives were considered when evaluating archived data from different government ministries. The findings reveal how the infusion of shared natural resource revenue led to both the emergence of a consumption-based economy and economic change in the local community. The distribution of natural resource revenue stimulates significant infrastructure development, increases household income, and provides basic social amenities in urban areas. Regarding urban migration, the respondents concurred that the demand for white-collar jobs (which are difficult to secure in metropolitan areas) and lack of basic social amenities have triggered rural-urban migration. Satellite data showed a significant loss in agricultural land and new sparse built-up areas between different urban land-use classes. These spatial changes in urban areas, as proven in this study, depend directly on shared natural resources and the local economy. Furthermore, the results obtained demonstrate the mapping of mixed usage and commercial areas that directly affect local economic growth; however, these were not included in previous studies. Analysis of the socioeconomic survey data shows that infrastructural development in peri-urban areas has increased the prices of land, thereby encouraging low-income earners to sell some of their inherited landed property at fair prices to high-income earners in the hope that they will bring development to their communities. This corresponded with interviews conducted with governmental heads to ascertain whether infrastructural development is a critical driver of agricultural land loss in most suburban communities, and also affirmed that the sale of inherited lands is the order of the day. The case study explored in this research provides a useful reference point for the numerous increasingly urbanized cities in Nigeria, particularly developing African cities that are not well represented in the existing urbanization literature. The case study shows that planning and distributing urban infrastructure development throughout communities is necessary to counter the incessant sale of land, that sensitization to the effects of the continuous loss of agrarian land should be intensified and discouraged, and that depending on shared natural resources to fund urban infrastructural developments in the study areas raises concerns about its long-term sustainability.

Abstract in weiterer Sprache

Der Mangel an groß angelegten sozialwissenschaftlichen Daten und die Vorliebe der Wissenschaft für die Untersuchung des städtischen Wachstums in Großstädten haben dazu geführt, dass der Trend des städtischen Wachstums in mittelgroßen Städten auf regionaler und globaler Ebene relativ vernachlässigt wurde. Die Überwachung von Veränderungen des städtischen Wachstums in mittelgroßen Städten ist zwingend erforderlich, da sie einen direkten Einfluss auf die Wachstumsmuster von Metropolen haben. Das Verständnis, wie Wachstum in mittelgroßen Städten stattfindet, ist besonders wichtig, da ein frühes Muster der Stadtentwicklung in mittelgroßen Städten normalerweise andere Wachstumsmuster in Großstädten beeinflusst, da Veränderungen in mittelgroßen Städten häufig zu erheblichen städtischen Veränderungen in Metropolen führen. Um diese bestehenden Probleme anzugehen und ein nachhaltiges städtisches Wachstum gemäß den UN-Zielen für nachhaltige Entwicklung (SDGs) 11 zu fördern, muss ein Forschungsrahmen entwickelt werden, der in der Lage ist, sozioökonomische Probleme in nigerianischen Städten hervorzuheben und Lösungen anzubieten, die zur Verwirklichung dieser Ziele in den Städten führen würden. Vor diesem Hintergrund versucht diese Studie, die Veränderungen in städtischen Gebieten zu überwachen und gleichzeitig den durch die Urbanisierung verursachten Verlust landwirtschaftlicher Flächen zu quantifizieren. Dabei werden verschiedene relevante wissenschaftliche Literatur, sozialwissenschaftliche Daten und Fernerkundungsdaten verwendet. Diese Studie verwendet die folgenden Städte im Südosten Nigerias als veranschaulichende Fallstudie: Warri, Uyo, Aba und Umuahia. Der Grund dafür ist, dass sie verschiedene ungeplante Stadtentwicklungsmuster aufweisen, die durch spärliche Bebauung, Land-Stadt-Migration und lokales Wirtschafts-/Bevölkerungswachstum gekennzeichnet sind, die eine Bedrohung für alle umliegenden landwirtschaftlichen Flächen darstellen. Das erste Ziel dieser Studie besteht darin, zu untersuchen, wie sich Veränderungen der Infrastrukturentwicklung und des lokalen Wirtschaftswachstums in Uyo auf die Stadterweiterung auswirken. Zusätzlich wurden Zeitreihendaten verwendet, um Trends beim Verlust landwirtschaftlicher Flächen aufzuzeigen. Die Integration räumlicher Daten unter Verwendung verschiedener sozialwissenschaftlicher Daten wurde in Nigeria nicht wissenschaftlich erforscht und stellt daher im Land weiterhin eine große Wissenslücke dar. Um diese Wissenslücke zu schließen, konzentrieren sich das zweite und dritte Ziel dieser Arbeit auf den Einfluss von Steuer- und Rohstoffeinnahmen auf die städtischen Wachstumsmuster in Städten im Süden bzw. Osten Nigerias. Die erzielten Ergebnisse vertiefen und bestätigen frühere Studien, die zeigen, dass sich die Urbanisierung in Afrika von der Urbanisierung im globalen Westen unterscheidet In dieser Studie wurden verschiedene Fernerkundungsansätze angewendet, um die 30 m langen historischen Landsat-Datensätze zu analysieren. Die 30 m langen Datensätze wurden verwendet, um die räumlich-zeitlichen Änderungen in bebauten Mustern zu identifizieren und einen Zeitreihentrend des Vegetationsverlusts von 1986 bis 2018 zu generieren. Hochauflösende 5 m RapidEye-Bilder wurden auch verwendet, um verschiedene sozioökonomische Wachstumsbereiche basierend auf Feldarbeits-Referenzdatensätzen abzubilden. Um die sozioökonomischen Daten zu erweitern, wurden halbstrukturierte Interviews mit Vertretern verschiedener städtischer Sektoren und Ministerien durchgeführt. Die Forschungsziele wurden bei der Auswertung der archivierten Daten verschiedener Ministerien berücksichtigt. Die Ergebnisse zeigten, wie die Zufuhr gemeinsamer Einnahmen aus natürlichen Ressourcen sowohl zur Entstehung einer konsumbasierten Wirtschaft als auch zu wirtschaftlichen Veränderungen in der örtlichen Gemeinschaft führte. Die Verteilung der Einnahmen aus natürlichen Ressourcen stimuliert eine bedeutende Infrastrukturentwicklung, erhöht das Haushaltseinkommen und bietet grundlegende soziale Annehmlichkeiten in städtischen Gebieten. In Bezug auf die Stadtmigration stimmten die Befragten darin überein, dass die Nachfrage nach Bürojobs (die in Ballungsgebieten schwer zu bekommen sind) und der Mangel an grundlegenden sozialen Einrichtungen die Land-Stadt-Migration ausgelöst haben. Satellitendaten zeigten einen erheblichen Verlust an landwirtschaftlichen Flächen und neuen dünn bebauten Gebieten zwischen den verschiedenen städtischen Landnutzungsklassen. Diese räumlichen Veränderungen in städtischen Gebieten hängen, wie diese Studie beweist, direkt von gemeinsam genutzten natürlichen Ressourcen und der lokalen Wirtschaft ab. Darüber hinaus zeigen die erzielten Ergebnisse die Kartierung von gemischt genutzten und gewerblichen Gebieten, die sich direkt auf das lokale Wirtschaftswachstum auswirken, in früheren Studien jedoch nicht berücksichtigt wurden. Die Analyse der sozioökonomischen Umfragedaten zeigt, dass die Infrastrukturentwicklung in Vorstädten die Grundstückspreise erhöht hat und dadurch Geringverdiener ermutigt hat, einen Teil ihres geerbten Grundbesitzes zu fairen Preisen an Gutverdiener zu verkaufen, in der Hoffnung, dass diese ihren Gemeinden Entwicklung bringen. Dies stimmte mit Interviews überein, die mit Regierungschefs geführt wurden, um festzustellen, ob die Entwicklung der Infrastruktur ein entscheidender Faktor für den Verlust landwirtschaftlicher Flächen in den meisten Vorstadtgemeinden ist, und bestätigte auch, dass der Verkauf geerbter Ländereien an der Tagesordnung ist. Die in dieser Forschung untersuchte Fallstudie bietet einen nützlichen Bezugspunkt für die zahlreichen zunehmend urbanisierten Städte in Nigeria, insbesondere für afrikanische Entwicklungsstädte, die in der bestehenden Literatur zur Urbanisierung nicht gut vertreten sind. Die Fallstudie zeigt, dass die Planung und Verteilung der Entwicklung der städtischen Infrastruktur in den Gemeinden notwendig ist, um dem unaufhörlichen Verkauf von Land entgegenzuwirken; dass die Sensibilisierung für die Auswirkungen des kontinuierlichen Verlusts landwirtschaftlicher Flächen intensiviert und verhindert werden sollte; und dass die Abhängigkeit von gemeinsam genutzten natürlichen Ressourcen zur Finanzierung der Entwicklung der städtischen Infrastruktur in den Untersuchungsgebieten Bedenken hinsichtlich ihrer langfristigen Nachhaltigkeit aufkommen lässt.