基于ArcGIS的張家港市聲環境功能區劃調整研究

吳紅梅，陳亢利

（蘇州科技大學 環境科學與工程學院，江蘇 蘇州215009）

1 研究背景與意義

目前張家港市上一輪的聲環境功能區劃已不能與張家港城市建設發展相適應，這給張家港市環境噪聲管理工作帶來許多問題和不便。因此，重新調整和劃分聲環境功能區是張家港市環境保護工作的迫切需要。

張家港市上一輪的聲環境功能區劃分運用的是傳統的噪聲區劃方法，該區劃方法不僅費時費力，而且存在一定的誤差，更重要的是該區劃方法無延續性、動態性。地理信息系統是采集、儲存、管理、分析和描述整個或部分地球表面空間和地理分布有關的數據的空間信息系統，是近年來迅速發展的一門空間信息處理技術，它應用領域廣，特別是在自然資源和環境等方面展現出很強的應用能力，已成為發達國家從事環境規劃、環境管理以及環境評價與保護的一種現代化手段。地理信息系統運用的工具通常為ArcGIS，ArcGIS強大的空間分析功能，能幫助完成許多較為復雜的空間分析；ArcGIS強大的制圖功能、豐富的符號庫以及數據符號化方法，可繪制不同類型的專題圖，包括現狀專題圖和規劃專題圖[1-4]。筆者根據張家港市區規劃與建設進程及國家有關標準規范，基于ArcGIS實現張家港市聲環境功能區劃調整。

2 基于ArcGIS的聲環境功能區劃分

依據《聲環境功能區劃分技術規范（GB／T 15190—2014）》，首先對0、1、3類聲環境功能區確認劃分，余下區域劃分為2類聲環境功能區，在此基礎上劃分4類聲環境功能區[5-8]。

2.1 基于ArcGIS進行聲環境功能區劃分的具體步驟

2.1.1 建立空間數據庫

利用ArcCatalog建立聲環境功能區劃地理數據庫，在數據庫中建立“聲環境功能區劃”面狀要素類和“聲環境功能區劃”線狀要素類，并在聲環境功能區劃面狀要素類中增加“聲環境功能區類型”和“土地利用類型”兩個字段[9]。

2.1.2創建監測點位屬性表

將所有監測數據統計到一張excel表中，再將現狀圖配準，在ArcCatalog中從XY表創建要素類，設置與現狀圖同一坐標系，輸出功能區監測點位、區域監測點位、交通噪聲監測點位的shapefile文件，并將三個shapefile文件拖到現狀圖的圖層上方，得到監測點位分布圖和監測點位屬性表。最后，將創建的監測點位屬性表導出到聲環境功能區劃地理數據庫中。如圖1、圖2所示。

圖1 監測點位分布圖

圖2 監測點位屬性表

2.1.3 劃分聲環境功能區

利用地塊邊界線狀數據在規劃圖上拓撲生成面狀數據，并在面狀屬性中相應的填寫“聲功能區”和“用地類型”兩個字段，例如：在“聲功能區”字段中輸入“1類”，在“用地類型”字段中輸入“居住用地”。以相同的方式，依次完成不同聲環境功能區的劃分，如圖3所示。

圖3 聲環境功能區屬性表

2.1.4 規劃與現狀對比

利用ArcMap對土地利用規劃圖、土地利用現狀圖進行配準，并將配準好的兩張圖疊加，使土地利用現狀圖半透明，比較得出兩者差異部分進行進一步聲環境功能區類別的確定。對于混合用地區域，利用ArcMap對土地利用現狀圖進行配準，建立“混合區域”面狀要素類，結合excel計算混合區域內各類用地面積占比，進而進一步判斷混合區域的聲環境功能區類別[10-11]；對于未完全建成區域，若近期內區域功能與規劃目標相差較大的區域，以用地現狀為區劃的主要依據，若城市規劃能在近幾年內實現，以城市規劃為區劃的主要依據。張家港市中心城區用地性質變化區域示意圖如圖4所示，規劃與現狀有差別部分的聲功能區類別的確定結果見表1。

表1 規劃與現狀有差別部分的聲功能區類別的確定

圖4 張家港市中心城區用地性質變化區域示意圖

2.1.5 4類聲環境功能區的劃分

在ArcGIS中加入“中心城區用地規劃圖.jpg”、“聲功能區劃”線狀要素類。在中心城區用地規劃圖上勾畫城市交通要道，再用緩沖工具做各交通干道的緩沖區，將結果添加到當前ArcGIS界面，并將其屬性定義為4a類或4b類，并根據規范規定的功能區顏色進行定義，2018年張家港道路分布情況見圖5。

圖5 2018年張家港市中心城區道路系統規劃圖

2.2 聲環境功能區劃調整結果

根據各區劃單元確定的聲環境功能區類別及4類功能區的劃定，匯總生成《張家港市中心城區聲環境功能區劃分規定》（2019年）。此次聲環境功能區劃分結果為0塊0類聲環境功能區、7塊1類聲環境功能區、5塊2類聲環境功能區、7塊3類聲環境功能區。張家港市中心城區聲環境功能區劃分示意圖如圖6所示。

圖6 張家港市中心城區聲環境功能區劃分結果（2019年）

2.3 基于ArcGIS進行聲功能區劃分的優缺點

與傳統的噪聲區劃方法相比，基于ArcGIS進行聲環境功能區劃分不僅提高了區劃方案的科學性，而且節省時間。通過ArcGIS建立的張家港市聲環境功能區空間數據庫，不僅能更好地管理各種基礎資料，便于修改、編輯圖形數據和屬性數據，而且能更加方便地進行動態查詢和更新，為張家港市環境噪聲管理和噪聲治理提供決策依據。但是，建立一個ArcGIS空間數據庫需要獲取大量的基礎資料，由于數據的保密性，使得基礎地理空間信息數據、土地利用規劃圖、衛星遙感影像數據等資料的收集存在一定的難度。

3 結語

根據張家港市區規劃與建設進程和國家有關標準規范，使用ArcGIS建立相關數據庫，繪制聲環境功能區劃圖，實現張家港市聲環境功能區劃調整。基于ArcGIS進行聲環境功能區劃分，提高了聲環境功能區劃的精確度并縮短了時間，實現噪聲數據在空間分布的一體化管理，為提高聲環境功能區劃精確度和簡化聲環境功能區劃過程做了探索。

建立的ArcGIS數據庫可用于下一次張家港市聲環境功能區劃；未來可結合噪聲自動監測系統、ArcGIS數據庫，調整張家港市區功能區監測點位、區域噪聲監測點位、道路交通監測點位，這樣不僅保證了監測數據的有效性、可靠性，而且方便快捷。