Assessing sustainability in cities : a complexity science approach to the concept of happiness for the urban environment
Authors:   , Papachristou Ioanna Anna 
Published: October 2023

Where we live affects all aspects of our life and thus our happiness. In recent years, and now for more than half of the Earth’s population, our place of residence or activity has been increasingly transformed into an urban one. We start our quest for happiness using bibliometric research to investigate it framework as scientists constructed it during the past years. We detect that while the impact of happiness studies has grown in importance during the last twenty years, happiness-related concepts find it difficult to penetrate the urban studies field of studies. We map the temporal evolution of both happiness and urban studies fields into dynamic networks obtained by paper keywords co-occurrence analysis. We identify the main concepts of “urban happiness” field and their capacity to agglomerate into coherent thematic clusters. We present a one-parameter spatial network model to reproduce the changes in the topology of these networks. Results explain the evolution and the level of interpenetration of these two fields as a function of “conceptual” distances, mapped into Euclidean ones. Complex networks science appears as a valid alternative to other approaches (i.e., co-frequency matrix of bibliometric analysis), and opens the way for the systematic study of other academic fields in terms of complex evolving networks.
We then present a methodology based on Max-Neef, et al. (1991) “human scale development” paradigm to measure current levels of Quality of Life (QoL) for urban environments. We use the fundamental human needs as our study domains. Drawing on the cases of Vila de Gràcia neighbourhood and Virreina square of Barcelona, we assess their fulfilment with a set of questions reflecting the subjective dimension of QoL. We use two consecutive processes to sort questions into needs: a qualitative involving local communities and/or expert groups, and a quantitative involving the definition of weights for each question and per need. We add objective indicators to reflect the objective dimension of QoL. We compare the two dimensions and define an integrative QoL. We identify intervention axes for a potential improvement in the results. We argue that this method can be used to define more holistic urban quality indexes to improve decision making processes, policies and plans. It is a tool to enhance bottom-up approaches and processes of urban analysis to create more liveable places for the dwellers.
Next, we present a methodology based on weighted networks and dependence coefficients aimed at revealing connectivity patterns between categories. Using the same case studies and human needs as our categories we show that diverse spatial levels present different and nontrivial patterns of need emergence. A numerical model indicates that these patterns depend on the probability distribution of weights. We suggest that this way of analysing the connectivity of categories (human needs in our case study) in social and ecological systems can be used to define new strategies to cope with complex processes, such as those related to transition management and governance, urban-making, and integrated planning.
We conclude our journey with applications that show the strength of collective response regarding social matters. We study dwellers perceptions through the following cases: experimental activities in the public space, discourse analysis and reaction on emerging urban phenomena such as the massive migration of population in the Mediterranean during 2015.

Donde vivimos afecta todos los aspectos de nuestra vida y, por lo tanto, nuestra felicidad. En los últimos años, y para más de la mitad de la población de la Tierra, nuestro lugar de residencia o actividad se transforma a uno urbano. Comenzamos nuestra búsqueda de la felicidad aplicando investigación bibliométrica para investigar el marco su tal como lo construyeron los científicos durante los últimos años. Detectamos que si bien el impacto de los estudios de la felicidad ha crecido en importancia durante los últimos veinte años, los conceptos relacionados con la felicidad tienen dificultades en penetrar el campo de los estudios urbanos. Mapeamos la evolución temporal de los campos de felicidad y estudios urbanos en redes dinámicas obtenidas mediante análisis de coocurrencia de palabras clave en artículos científicos. Identificamos los conceptos principales del campo de "felicidad urbana" y su capacidad para aglomerarse en grupos temáticos coherentes. Presentamos un modelo de red espacial de un parámetro para reproducir los cambios en la topología de estas redes. Los resultados explican la evolución y el nivel de interpenetración de estos dos campos en función de las distancias "conceptuales", mapeadas en euclidianas. La ciencia de redes complejas aparece como una alternativa válida a otros enfoques (p.e., matriz de frecuencia conjunta de análisis bibliométrico) y abre el camino para el estudio sistemático de otros campos académicos en términos de redes complejas en evolución. A continuación presentamos una metodología basada en el paradigma de Max-Neef, et al. (1991) de "desarrollo a escala humana" para medir los niveles actuales de calidad de vida en entornos urbanos. Utilizamos las necesidades humanas fundamentales como nuestros campos de estudio. Basados en los casos del barrio de Vila de Gràcia y la plaza Virreina de Barcelona, evaluamos el cumplimiento de un conjunto de preguntas que reflejan la dimensión subjetiva de la calidad de vida. Utilizamos dos procesos consecutivos para clasificar las preguntas en necesidades: una cualitativa que involucra a las comunidades locales y / o grupos de expertos, y una cuantitativa que involucra la definición de pesos para cada pregunta y por necesidad. Agregamos indicadores objetivos para reflejar la dimensión objetiva de la calidad de vida. Comparamos las dos dimensiones y definimos una calidad de vida integrativa. Identificamos ejes de intervención para conseguir una posible mejora en los resultados. Argumentamos que este método puede usarse para definir índices de calidad urbana más holísticos para mejorar los procesos, políticas y planes de toma de decisiones. Es una herramienta para dinamizar los enfoques desde la base (bottom-up) y los procesos de análisis urbano para crear lugares más vivibles para los habitantes. Seguimos con una metodología basada en redes ponderadas y coeficientes de dependencia destinados a revelar patrones de conectividad entre categorías. Usando los mismos casos de estudio y las necesidades humanas como nuestras categorías, mostramos que diversos niveles espaciales presentan patrones de emergencia diferentes y no triviales. Un modelo numérico indica que estos patrones dependen de la distribución de probabilidad de los pesos. Sugerimos que esta forma de analizar la conectividad de las categorías (necesidades humanas en nuestro caso de estudio) en los sistemas socio-ecológicos se puede utilizar para definir nuevas estrategias para hacer frente a procesos complejos, como los relacionados con la gestión de la transición y la gobernanza, la construcción urbana y planificación integrada. Concluimos nuestro viaje con aplicaciones que muestran la fuerza de la respuesta colectiva en asuntos social. Estudiamos percepciones de habitantes a través de los siguientes casos: actividades experimentales en el espacio público, análisis del discurso y reacción ante fenómenos urbanos emergentes, como la migración masiva en el Mediterraneo durante 2015