城市噪声污染管理中的GIS应用研究

西南交通大学测量系城市噪声污染管理中的GIS应用研究主要内容1噪声污染管理2GIS在噪声污染管理中的应用2.1GIS辅助城市噪声污染信息描述2.2GIS辅助城市噪声源数据管理2.3GIS辅助绘制噪声地图2.4GIS辅助噪声预测与评价3结论噪声污染是与大气污染、水污染、固体废物污染并列的城市环境问题的4大公害之一,被称为城市中“无形的暴力”。1噪声污染管理《中华人民共和国环境噪声污染防治法》中规定:环境噪声是指在工业生产、建筑施工、交通运输和社会生活中所产生的干扰周围生活环境的声音。环境噪声污染是指所产生的环境噪声超过国家的环境噪声排放标准，并干扰他人正常生活、工作和学习的现象。噪声污染的特点：1.它是一种感觉公害，标准要依据不同时间、地点和人的行为状态分别制定。2.具有局限性、多发性和分散性。3.噪声污染是暂时性的，不会长期残存和积累。4.噪声能直接感觉，危害则是慢性和间接的，一般不会直接致病或致命。噪声的防治措施噪声由声源发出，经过一定的传播途径到达接受者，才会发生危害作用。因此，对噪声的控制治理必须从声源、传声途径和接受者三个环节组成的声学系统出发，综合考虑，制定技术上成熟、经济上合理的治理方案。控制声源控制传播途径2007年11月11日，北京展西路“去噪音”防护装备工程跨过动物园。接受者防护加强城市绿化，搞好植树造林根据有关研究资料表明，噪声通过树林后可降低10dB～15dB;当绿化林带宽度大于10m时，可降低交通噪声4dB～5dB。树林、草坪的绿色对人的心理感受要显得安静些，这也是从心理学方面降低噪声的影响。在公路两侧植树绿化，是防治交通噪声的有效措施之一。2GIS在噪声污染管理中的应用GIS的重要特点是在电子地图的基础上处理各种地理空间信息，能进行快速、准确、综合的空间定位和空间分析，能够把复杂的空间关系及其变化通过电子地图形象地表示出。它能够把图形管理系统和数据管理系统有机结合起来，克服了数据库和图形系统各自固有的局限性，使二者的优势互补，功能更加齐全。GIS辅助城市噪声污染管理地理信息描述数据管理噪声预测与评价绘制噪声地图GIS在城市噪声污染管理中的应用总体框架:GIS辅助城市噪声污染信息描述要想运用现代化手段掌握城市噪声污染分布情况，加强事故的预防，确切了解事故发生地的准确位置和周边的道路及房屋等信息，便于安全管理部门快速、有效、准确地制定安全事故应急处理方案，除了掌握城市噪声的属性数据外(例如:噪声标准值、建筑物名称、人口数量、密度、道路情况)，最重要的还必须知道城市噪声的空间特征(如城市噪声源的坐标)。为此，GIS在该方面能发挥重要的功能，它能捕获、管理、加工并显示空间和地理参考数据。（数据一般分为空间数据和属性数据。空间数据记录的是空间实体的位置和几何特征;属性数据指地理实体所具有的各种性质。）利用GIS进行空间DTM(DigitalTerrainModeling)分析，可以图示地理环境的特征，揭示不同的噪声源和周围环境的相对位置关系，根据实际需求灵活变动，从各个方面真实地刻画和展现噪声源本身和周围环境的状况，使噪声源的信息更全面、完善和直观。GIS辅助城市噪声源数据管理GIS辅助城市噪声源数据管理数据的输入数据更新数据与图形显示信息查询数据的输入图形数据属性数据噪声源所在单位分布信息图层城市基础地理信息图层噪声源的基本信息其他相关属性信息道路图建筑物图街区图水系行政划分等数据的输入：在地理信息系统环境下，GIS能通过修改、删除、插入等操作动态的更新数据文件和数据库中的所包含的信息数据项，确保系统数据真实、准确地反应噪声源现状。查询包括:逻辑查询和空间查询两种方式。逻辑查询可以按建筑物名称(建筑物名称关键字)、邮政编码、噪声标准值等信息要素查询相关噪声源的空间和属性信息。例如:字段查询、交叉分析查询。空间查询提供点选取、多边形选取、矩形选取、圈选取、按行政区域选取等多种工具，查询指定范围内噪声源信息。数据更新：信息查询：数据与图形显示：GIS能够按照人机交互的界面设计，让用户按照自己的意愿选择恰当的数据显示方式获得自己需要的信息。根据地图图形数据库的设计，对图形进行分层管理、显示地理背景图层、噪声源专题图层、统计图表及数据等;同时，提供灵活方便的图形显示操作，包括开窗、放大、漫游、中心放大、中心缩小、按比例尺缩放、分区显示、原图全景显示、鹰眼功能等。且地理图形在逐级放大过程中，显示越来越详细的内容。GIS辅助绘制噪声地图噪声地图是本世纪初才在欧洲迅速发展的一项新型的城市噪声预测方法，是将噪声源的数据、地理数据、建筑的分布状况、道路状况、公路、铁路和机场等信息综合、分析和计算后生成的反映城市噪声水平状况的数据地图，有利于公众深入了解声环境状况，参与监督。2008年，中国第一个城市区域噪声地图：深圳市福田南噪声地图（12平方公里）。北京市噪声地图为西直门桥-德胜门桥-马甸桥-健翔桥-学院桥-薊门桥-西直门桥这样一个“矩形”的12.7平方公里范围，各个地理位置的噪声值分布用不同顏色的噪声等高线、网格和色块来表示，看上去一目了然。因此，这为市政规划、环境评价工作者提供了高效的城市噪声预测与规划环境。决策者能够直接在噪声地图上识别噪声污染控制优先区域及其空间分布情况，为下一步的污染治理制定行动计划;噪声地图可以为规划项目选址提供依据，决策者无须现场测量就可作“预决策”。噪声地图还具有检验噪声污染防治技术措施(如声屏障)和规划控制措施(如交通改道)有效性的功能。资料：英国伯明翰市是最早制作全城范围噪声地图的城市，在英国政府环保部门的支持下，已于2000年完成。2004年又启动了一个地图更新的项目，2005年英国出版了一本世界上最大的官方噪声地图——《伦敦道路交通噪声地图》。在噪声地图上，不同的颜色代表不同的声压级。同时人们只要登录噪声地图网站并输入邮编，就可以知道相关街道上噪声的大小。德国也是发展噪声地图最早的国家之一，在德国已经有500个以上的城镇绘制了噪声地图，其中大部分城镇已基于噪声地图，提出了可行措施来控制环境噪声。葡萄牙将噪声地图与城市规划密切联系起来，将噪声管理纳入城市规划建设，综合治理同时兼顾其技术特点和经济效益，现已应用在新区的规划和现有城区的管理中。爱尔兰发展了一项改进的可视化噪声地图，基于三维模型，可以直观观察到安装声屏障对声场分布的作用，以预测使用声屏障等措施后对噪声污染带来的改善。土耳其颁布了噪声控制法，要求在铁路、航空和工业等方面使用噪声地图技术降噪。美国在绘制噪声地图的同时，宣传噪声控制意识，吸引公众参与，作为环境评价体系的一部分。亚洲噪声地图的绘制稍晚于欧洲，目前日本、韩国、香港等均绘制了本地噪声地图。GIS辅助噪声预测与评价传统的噪声评价都是根据声音的物理数量来进行的,无法准确、形象地来表示评价的结果。基于G1S的噪声预测与规划主要是利用GIS的空间分析功能，将各图层进行叠加分析，得到城市噪声统计分析、用户查询和二维显示。规划者可以多种方式对预测结果查询，如按接收点的名称、按噪声级、按坐标(x，y)等。查询结果显示根据需要可以是数字、表格和图形。另外，城市噪声预测和评定中的地理实体属性多种多样，但是对地理实体所提取的特征是根据噪声预测和规划的需要来确定的。基于GIS的噪声污染预测与评价系统结构图：利用GIS进行城市噪声预测与规划一般可分为三个步骤：第一，利用GIS的图形叠加功能将城市平面布局和平面尺寸图与所选场址的高程图和属性图相叠加，形成模型示意图;第二，以该示意图为分析基础，综合考虑噪声有效声级和计权A声级等因素建立噪声预测和规划模型;第三，利用人机对话，规划设计人员可以充分考虑复杂的实际情况，对模型再次进行调配、驱动，直至达到规划设计所要求的效果。在城市噪声预测和规划中应用GIS空间分析功能具有十分明显的效果。例如，以机场噪声污染为例，传统的机场内部噪声预测和规划方法涉及到大量的理论分析，同时要对一些复杂实际情况进行处理，工作量很大，评定时间较长，使规划设计周期加长，且不适宜在大量方案中优选。利用GIS空间分析功能建立模型进行评定，直观、简单、方便。对于已经投入使用的机场，常常由于营区内部改扩建的需要，在机场内部可能会出现一些新的建筑物，对其也要进行经常性的噪声的预测和规划，利用GIS更体现出其显著的优势。GIS由于强大的空间表现功能和空间分析处理功能，能很好地辅助城市噪声污染管理的各个环节，包括噪声污染的数据管理、地理信息描述、预测评价以及噪声地图绘制。大大地提高了城市噪声的管理水平和科学性。利用GIS辅助城市噪声管理，不仅有利于提供及时、直观、形象的噪声源信息和相关环境信息，大限度地减少噪声污染并为减少噪声提供科学依据。3结论GIS作为一门交叉边缘学科和科学技术，正迅速地发展成为一种通用技术。随着信息技术发展，尤其多媒体技术和网络技术的成熟，GIS将更能展示其在城市噪声管理应用中的优越性。THANKYOU