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基于城市多源开放数据的交通噪声预估模型及规划防治策略

赵志强  
【摘要】:交通噪声是城市环境噪声的主要来源,已经成为严重影响生活质量的污染因素。城市规划是对区域各项功能的综合部署,与交通噪声污染密不可分,但既有噪声研究多局限在微观层面上,致使城市规划领域中交通噪声有效预估的缺失和防治技术的匮乏。针对交通噪声预估和防治的局限性,欧美国家已经采取从宏观层面的统筹规划,而我国对城市交通噪声的研究虽然刚起步不久,但也开始认识到“合理的区域规划是解决城乡交通噪声污染问题的治本之道”。本文以大连市区为例,在对交通噪声预估和防治的研究中引入城市规划理念。基于街区层级下300m×300m的网格尺度,在众多的开放数据中筛选出建筑数据、道路数据、兴趣点数据和活力值数据作为研究基础,利用建筑数据和道路数据绘制研究模型,对道路数据进行Depthmap空间句法的可达性分析,对兴趣点数据和活力值数据进行GIS空间聚类分析,通过两者结合探究多源开放数据对交通噪声的影响,然后分别建立传统计量模型、地理加权回归模型以及空间计量模型展开对交通噪声的预估和影响要素研究,具体结论如下:(1)街区层级下城市交通噪声存在空间聚集性,随着空间位置的靠近,聚集性越明显,相关性越高。由空间自相关证实,交通噪声存在高-高聚聚、低-低聚集、高-低聚集以及低-高聚集四种情况,高-高聚集和低-低聚集在城市中大量存在且集中分布,而高-低聚集和低-高聚集在城市中分布相对较少。分析不同聚集区域的特征,对街区层级下出现的交通噪声问题通过局部改善道路和建筑加以解决。(2)在网络平台数据中,兴趣点数量越多、越密集的区域,活力值相对越大,交通噪声的声压级相对越大。其中交通类兴趣点(以停车场、公交车站为主)与交通噪声正相关性最高,对交通噪声的解释能力高达17.72%,住宅类兴趣点(以居民楼为主)与交通噪声的负相关性最高,对交通噪声的解释能力高达11.09%,活力值(代表相对人口密度)与交通噪声存在较高的正相关性,对交通噪声的解释能力高达15.28%,网络平台数据对交通噪声的解释能力R~2=0.351,说明网络平台数据中的兴趣点和活力值能够有效的解释和预估交通噪声的空间分布。(3)对于空间句法而言,不论是轴线模型还是线段模型,整合度和选择度均与交通噪声存在较高的正相关性,并且整合度对交通噪声的解释能力明显强于选择度,由于整合度高的地方可达性好,说明道路的可达性与交通噪声之间存在正相关性,即整合度越高,道路的可达性越好,交通噪声的声压级越大。对比两种模型下的三组指标组合,证实线段模型下的标准化角度整合度和标准化角度选择度对交通噪声的解释能力最强R~2=0.492,说明由道路数据计算得到的空间句法指标能够有效的解释和预估交通噪声的空间分布。(4)基于多源开放数据建立的传统计量模型中,对交通噪声解释能力最强的指标组合是标准化角度整合度、交通类兴趣点、住宅类兴趣点和活力值,它们能够用来对城市交通噪声进行一个快速的评估。与基于城市规划要素建立的传统计量模型(R~2=0.557)对比后,发现基于多源开放数据建立的传统计量模型(R~2=0.566)拟合度更高、解释能力更强,并且在数据获取方面比城市规划要素更加方便。通过建立地理加权回归模型,得到四类指标对不同区域内的交通噪声解释能力存在空间异质性,调节各个区域内影响程度较高的指标可以达到改善交通噪声的目的。本文在交通噪声的预估和防治中引入城市规划理念,在众多的开放数据中筛选出有效的评价指标作为研究基础,结合多种研究方法与模型,探究了多源开放数据对交通噪声的空间分布及影响规律,在交通噪声的预估和防治领域取得一定创新,研究成果同样能够指导城市规划。


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