基于3S技術的廈門市聲環境功能區劃*

林云萍

基于3S技術的廈門市聲環境功能區劃*

林云萍

廈門市環境保護科研所

以廈門市土地利用規劃、福衛二號遙感影像為廈門市聲功能區的劃分依據，以ArcGIS為空間地理數據處理平臺，以GPS為數據精度驗證標尺和實地調查工具，綜合利用3S技術完成了廈門市聲環境功能區劃專題圖的制作，并建立了廈門市聲環境功能區劃空間數據庫，實現了環境功能區劃的計算機管理，為廈門市的環境噪聲管理和噪聲治理提供決策依據。

3S技術 廈門 聲環境功能區劃

1 引言

環境功能區劃是依據社會經濟發展需要和不同地區在環境結構、環境狀態和使用功能上的差異對區域進行的合理劃定，其目的是基于區域空間的資源環境承載能力，通過辨析面臨的環境問題和環境保護壓力，分區制定環境保護目標和明確環境保護相關政策措施。隨著科學技術的不斷發展，將遙感（RS）、全球衛星定位系統（GPS）和地理信息系統（GIS）緊密結合起來的“3S”一體化技術，因其具有快捷、準確、實時、大范圍的對地觀測能力及強大的空間信息處理和分析能力，已被廣泛應用于社會的各個領域[1-3]。將3S技術應用到環境功能區劃中，不僅節約時間，而且可以在很大程度上提高區劃成果的精度和科技含量[4-5]。本文以廈門市聲環境功能區劃為例，探討3S技術在環境功能區劃中的應用，以期為相關行業規劃提供借鑒。

2 資料和工具

基礎資料：（1）廈門市基礎地理空間信息數據，包括水系、居民點、鐵路、道路、行政區界、等高線等數據圖層；（2）2008年1:55000廈門市地圖；（3）2008年11月覆蓋廈門市的福衛二號衛星遙感影像數據，包括全色和多光譜兩種數據；（4）2008年廈門市土地利用規劃圖；（5）大型公園、風景名勝區、水源保護區等重要生態功能區圖。

硬件配置：手持Trimble JUNO SB GPS、PC機、掃描儀、打印機等。Trimble JUNO SB手持GPS集合了GPS接收機、衛星導航、數碼相機和掌上電腦等多種功能，最主要的是該GPS可以把預先配準的地圖、規劃圖和遙感影像等圖像信息文件導入,便于外業調查的現場定位和實時查詢。

軟件平臺：ESRI.ArcGIS Desktop9.3地理信息系統軟件、ERDAS9.2遙感圖像處理系統軟件、GPS Pathfinder辦公軟件。GPS Pathfinder辦公軟件用于外業計劃、建立數據字典以及GPS采集數據的處理、編輯和傳輸等。

3 區劃步驟

3.1 基礎底圖制作。在ArcGIS桌面軟件ArcMAP中新建環境功能區劃地理數據庫（如quhua.mdb），在庫中導入廈門市基礎地理空間信息數據（包括水系、居民點、鐵路、道路、行政區界、等高線等），建立統一的坐標系統，并對各數據進行分類、符號化和標注，達到合適的畫面效果。

3.2 遙感影像處理。將具有高空間分辨率的全色波段影像與具有豐富光譜信息的多光譜影像進行融合計算，可以形成兼有高空間分辨率和多光譜彩色信息的融合影像，因此本區劃同時選用福衛二號衛星遙感影像中的全色和多光譜兩組影像數據，其中全色波段空間分辨率為2m，多光譜空間分辨率為8m，覆蓋廈門全市共需2景影像。本區劃利用ERDARS9.2對遙感影像圖進行幾何校正、影像融合、影像拼接和影像增強，得到覆蓋廈門市的衛星遙感影像圖[2-3]。

3.3 相關圖件的配準。打開ArcMAP軟件，在環境功能區劃地理數據庫（quhua.mdb）中分別導入廈門市地圖、遙感影像圖、土地利用規劃圖、大型公園圖、風景名勝區圖和水源保護區圖等，依據基礎地理信息數據中的水系、道路、行政邊界等信息，利用ArcMAP的配準工具（Georeferencing）比照重要標識點進行配準。如為紙質圖件，需預先掃描形成電子圖件后再配準。如無現成的基礎地理信息數據，可在地圖或遙感圖上預先選擇若干控制點，控制點的選擇首先應考慮在整幅圖的中心，并在四周均勻分布。對這些控制點進行GPS測定和調查，根據這些控制點的GPS實測數據進行影像配準。

利用配準后的廈門市地圖和遙感影像圖對廈門市基礎地理空間信息數據（如海陸邊界、道路、居民點等）進行修訂、補充和更新，得到更為全面和真實的廈門市地理信息數據庫。

3.4 區劃草圖制作。在環境功能區劃數據庫（quhua.mdb）中新建“聲區劃”面狀要素，其屬性值中增加“聲功能區類型”字段。以配準后的廈門市土地利用規劃圖為區劃的參考依據，依據《聲環境質量標準》（GB3096-2008）中聲環境功能區的劃分標準，按照區域土地利用類型繪制相應的聲功能區圖斑，其中，覆蓋土地規劃圖中的文教區、無居民海島、山體、鄉村以及近期未開發的發展備用地等區域的圖斑定義為1類聲環境功能區，其屬性“聲功能區類型”值設為1；覆蓋土地規劃圖中商業金融、集市貿易區以及居住、商業、工業混雜區的圖斑定義為2類聲環境功能區，其屬性“聲功能區類型”值設為2；覆蓋土地規劃圖中的工業用地、工業研發用地和倉儲物流用地的圖斑定義為3類聲環境功能區，其屬性“聲功能區類型”值設為3。根據大型公園、風景名勝區和飲用水源保護區分布圖，將轄區內的大型公園、風景名勝區、森林公園和水源保護區覆蓋范圍劃為1類聲環境功能區，其屬性“聲功能區類型”值設為1。4類聲環境功能區定義為交通干線兩側，單獨繪制圖斑會造成區劃圖視野雜亂，因此本區劃對4類聲環境功能區不專門創建圖斑，而是以道路和鐵路標示，并在區劃文本中加以文字說明。此外，由于各類聲功能區面積應不小于1km2，對區劃圖中小于1km2的圖斑不單獨劃區。

以“聲功能區類型”字段值作為“聲區劃”功能區的分類指標，并按照《城市區域環境噪聲適用區劃分技術規范》中對噪聲功能區的符號和顏色要求，設置“聲區劃”各類功能區的標注、符號和顏色。

3.5 實地調查。依據土地利用規劃圖、遙感影像圖和區劃草圖，合理選擇調查路線，確定重點調查對象，如土地利用規劃和遙感影像圖反映的土地利用現狀不一致的區域、重點工業區邊界和區劃功能區邊界等。將廈門市地圖、土地利用規劃圖、遙感影像圖和區劃草圖導入GPS，結合GPS的導航功能，引導測量人員到達調查地點。在調查中，詳細記錄區劃草圖中各功能區的土地利用現狀和邊界位置（地名或道路名稱）等，同時進行拍照。

3.6 區劃結果。根據實地調查的結果對區劃草稿進行修正，對于近期內區域功能與規劃目標相差較大的區域和通過規劃環評的區域，以近期的區域規劃用地主導功能作為噪聲區劃的主要依據，對于未建成的規劃區，按其規劃性質或區域聲環境質量現狀，結合可能的發展劃定區域類型。利用ArcMAP中的屬性融合空間分析功能，將“聲區劃”屬性中“聲功能區類型”字段值相同又相鄰的圖斑合并為一個圖斑。按照區劃專題圖制作要求，在區劃圖中添加標題、圖例、比例尺和指北針等要素，完成廈門市聲環境功能區劃專題圖的制作（見圖1），同時利用ArcGIS中的ArcCatalog工具將修正過的廈門市地理信息空間數據、環境功能區劃數據、土地利用規劃和遙感影像數據等導入Geodatabase數據庫中保存，建立廈門市聲環境功能區劃數據庫，便于以后的查詢和下一次修訂工作的展開。

圖1 廈門市聲環境功能區劃圖

4 結語

在本次廈門市聲環境功能區劃中，GIS展示了強大的空間分析功能，RS提供了重要的數據支持和劃分依據，而GPS則是數據精度驗證和功能區劃實際操作的標尺。基于3S技術的環境功能區劃，充分利用3S技術在數據采集和空間分析上的優勢，實現了功能區劃的計算機管理，極大地提高了區劃的效率和精度。通過3S技術建立的廈門市聲環境功能區劃空間數據庫，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，為廈門市的環境噪聲管理和噪聲治理提供決策依據。

[1] 騰曉波，陳春花.3S技術在土地利用動態監測中的應用[J].全球定位系統，2010,(3): 38-41.

[2] 魏丹，曾春陽，唐代生.3S技術在土地資源信息提取中的應用研究——以湖北省蘄春縣為例[J].四川林勘設計，2010,（3）：53-56.

[3] 莊翠蓉.基于3S技術的廈門市生態功能區劃[J].環境衛生工程，2009,17（1）：36-38.

[4] 鄒月明，任光偉.3S技術在錦州市環境功能區劃數字化研究中的應用[J].環境保護與循環經濟，2010,(1):66-68.

[5] 張麗君，白占雄，王志琳.基于ArcGIS的臺州市環境功能區劃研究——以聲環境功能區劃為例[J].華北農學報，2005,(20):73-76.

* 廈門市環境保護專項資金補助項目《廈門市環境功能區劃》（第三次修訂）資助。