基于ArcGIS的张家港市声环境功能区划调整研究

吴红梅，陈亢利

（苏州科技大学 环境科学与工程学院，江苏 苏州215009）

1 研究背景与意义

目前张家港市上一轮的声环境功能区划已不能与张家港城市建设发展相适应，这给张家港市环境噪声管理工作带来许多问题和不便。因此，重新调整和划分声环境功能区是张家港市环境保护工作的迫切需要。

张家港市上一轮的声环境功能区划分运用的是传统的噪声区划方法，该区划方法不仅费时费力，而且存在一定的误差，更重要的是该区划方法无延续性、动态性。地理信息系统是采集、储存、管理、分析和描述整个或部分地球表面空间和地理分布有关的数据的空间信息系统，是近年来迅速发展的一门空间信息处理技术，它应用领域广，特别是在自然资源和环境等方面展现出很强的应用能力，已成为发达国家从事环境规划、环境管理以及环境评价与保护的一种现代化手段。地理信息系统运用的工具通常为ArcGIS，ArcGIS强大的空间分析功能，能帮助完成许多较为复杂的空间分析；ArcGIS强大的制图功能、丰富的符号库以及数据符号化方法，可绘制不同类型的专题图，包括现状专题图和规划专题图[1-4]。笔者根据张家港市区规划与建设进程及国家有关标准规范，基于ArcGIS实现张家港市声环境功能区划调整。

2 基于ArcGIS的声环境功能区划分

依据《声环境功能区划分技术规范（GB／T 15190—2014）》，首先对0、1、3类声环境功能区确认划分，余下区域划分为2类声环境功能区，在此基础上划分4类声环境功能区[5-8]。

2.1 基于ArcGIS进行声环境功能区划分的具体步骤

2.1.1 建立空间数据库

利用ArcCatalog建立声环境功能区划地理数据库，在数据库中建立“声环境功能区划”面状要素类和“声环境功能区划”线状要素类，并在声环境功能区划面状要素类中增加“声环境功能区类型”和“土地利用类型”两个字段[9]。

2.1.2创建监测点位属性表

将所有监测数据统计到一张excel表中，再将现状图配准，在ArcCatalog中从XY表创建要素类，设置与现状图同一坐标系，输出功能区监测点位、区域监测点位、交通噪声监测点位的shapefile文件，并将三个shapefile文件拖到现状图的图层上方，得到监测点位分布图和监测点位属性表。最后，将创建的监测点位属性表导出到声环境功能区划地理数据库中。如图1、图2所示。

图1 监测点位分布图

图2 监测点位属性表

2.1.3 划分声环境功能区

利用地块边界线状数据在规划图上拓扑生成面状数据，并在面状属性中相应的填写“声功能区”和“用地类型”两个字段，例如：在“声功能区”字段中输入“1类”，在“用地类型”字段中输入“居住用地”。以相同的方式，依次完成不同声环境功能区的划分，如图3所示。

图3 声环境功能区属性表

2.1.4 规划与现状对比

利用ArcMap对土地利用规划图、土地利用现状图进行配准，并将配准好的两张图叠加，使土地利用现状图半透明，比较得出两者差异部分进行进一步声环境功能区类别的确定。对于混合用地区域，利用ArcMap对土地利用现状图进行配准，建立“混合区域”面状要素类，结合excel计算混合区域内各类用地面积占比，进而进一步判断混合区域的声环境功能区类别[10-11]；对于未完全建成区域，若近期内区域功能与规划目标相差较大的区域，以用地现状为区划的主要依据，若城市规划能在近几年内实现，以城市规划为区划的主要依据。张家港市中心城区用地性质变化区域示意图如图4所示，规划与现状有差别部分的声功能区类别的确定结果见表1。

表1 规划与现状有差别部分的声功能区类别的确定

图4 张家港市中心城区用地性质变化区域示意图

2.1.5 4类声环境功能区的划分

在ArcGIS中加入“中心城区用地规划图.jpg”、“声功能区划”线状要素类。在中心城区用地规划图上勾画城市交通要道，再用缓冲工具做各交通干道的缓冲区，将结果添加到当前ArcGIS界面，并将其属性定义为4a类或4b类，并根据规范规定的功能区颜色进行定义，2018年张家港道路分布情况见图5。

图5 2018年张家港市中心城区道路系统规划图

2.2 声环境功能区划调整结果

根据各区划单元确定的声环境功能区类别及4类功能区的划定，汇总生成《张家港市中心城区声环境功能区划分规定》（2019年）。此次声环境功能区划分结果为0块0类声环境功能区、7块1类声环境功能区、5块2类声环境功能区、7块3类声环境功能区。张家港市中心城区声环境功能区划分示意图如图6所示。

图6 张家港市中心城区声环境功能区划分结果（2019年）

2.3 基于ArcGIS进行声功能区划分的优缺点

与传统的噪声区划方法相比，基于ArcGIS进行声环境功能区划分不仅提高了区划方案的科学性，而且节省时间。通过ArcGIS建立的张家港市声环境功能区空间数据库，不仅能更好地管理各种基础资料，便于修改、编辑图形数据和属性数据，而且能更加方便地进行动态查询和更新，为张家港市环境噪声管理和噪声治理提供决策依据。但是，建立一个ArcGIS空间数据库需要获取大量的基础资料，由于数据的保密性，使得基础地理空间信息数据、土地利用规划图、卫星遥感影像数据等资料的收集存在一定的难度。

3 结语

根据张家港市区规划与建设进程和国家有关标准规范，使用ArcGIS建立相关数据库，绘制声环境功能区划图，实现张家港市声环境功能区划调整。基于ArcGIS进行声环境功能区划分，提高了声环境功能区划的精确度并缩短了时间，实现噪声数据在空间分布的一体化管理，为提高声环境功能区划精确度和简化声环境功能区划过程做了探索。

建立的ArcGIS数据库可用于下一次张家港市声环境功能区划；未来可结合噪声自动监测系统、ArcGIS数据库，调整张家港市区功能区监测点位、区域噪声监测点位、道路交通监测点位，这样不仅保证了监测数据的有效性、可靠性，而且方便快捷。