[发明专利]3D噪声地图绘制系统和方法

说明书

一种3D噪声地图绘制系统和方法。所述方法包括S1、以给定分辨率生成3D采样点；S2、采用交通噪声预测模型进行室外3D采样点的室外噪声水平计算；S3、采用交通噪声预测模型进行室内3D采样点的室内噪声水平计算；S4、基于所述室外噪声水平计算和所述室内噪声水平计算生成显示全部所述3D采样点的噪声水平的3D噪声地图。实施本发明的3D噪声地图绘制方法和系统，同时考虑了室内和室外噪声，因此可以在房间水平对噪声水平进行评价。进一步地，本发明采用了意大利C.N.R.模型，并且对噪声反射以及噪声损耗进行分析，因此提高了噪声预测的准确性。更进一步地，本发明中的模型可以更换，因此提高了系统的适应性和灵活性。

技术领域

本发明涉及城市建设领域，更具体地说，涉及一种3D噪声地图绘制系统和方法。

背景技术

随着越来越多的人生活在城市化地区，城市中的高密度民用基础设施正在成为主要的噪声源，并影响越来越多的市民。大量研究表明，长期接触噪声将在精神上和肉体上都对人体健康产生不利影响。在暴露于高水平的噪音的人群中可以观察到睡眠障碍、听力以及心血管保护效应丧失。在城市环境中的各种噪声源中，在民用基础设施中移动车辆而产生的交通噪声被视为噪声的最大贡献者。交通噪声通常是线源，且影响大量人群。

考虑到交通噪声产生的负面影响，已经制定了一些标准以提供噪声控制的指南。例如，欧盟的“环境噪声指令2002/49/EC”要求所有的成员国需要提供战略噪声地图以让公众获得有关噪声暴露的信息(指令EU2002)。该指令要求提供指示某个高度(地面以上4米)的噪声水平的2D噪声地图。噪声地图显示了在城市中的不同位置的预测或测量噪音水平，让城市设计师快速判断的主要道路的噪声污染，从而促进决策过程。

然而，因为声音是在各个方向上传播的，因此二维地图不足以显示噪音水平相对于高度变化的差异。例如，对于高层建筑来说，底层和顶层之间的噪音水平差异可能是显着的。在3D GIS模型中，噪声地图绘制以改进的形式示出了交通噪声对真实世界的影响。3D噪声地图绘制因此也有利于虚拟设计和建设(virtual design and construction,VDC)过程中单个建筑的设计过程。VDC是使用设计建设项目的综合多学科业务模型以支持显式公共业务目标。室内环境噪声控制是设计师要考虑的主要问题之一。从室外交通噪声源产生的室内环境的3D噪声地图绘制可以为VDC过程提供该项考虑的基础。此外，对于设计者来说，必须要更新设计且再次生成噪声地图从而观察是否符合特定的声学设计目标。

总之，用于室外环境和室内环境的交通噪声产生的3D噪声在城市规划和VDC中扮演重要角色。然而，3D噪声地图绘制的当前工具不能够在细节水平(level of detail,LoD)产生噪声地图。特别地，当前的噪声地图绘制工具并不具有包括输入的内部特征的高度详细的3D GIS模型。此外，在其仿真过程中并不考虑噪声吸收和传输损耗，这限制了它们仿真从外部源到内部接收者之间的噪声传播的能力。

基于GIS的噪声地图已经有近二十年历史。通常，3D噪声地图可以通过测量或者仿真软件产生。例如，Maisonneuve等人提出的旨在利用来着具有GPS功能的移动电话的声音测量绘制噪声等值线图的NoiseTube项目(Maisonneuve,N.,Stevens,M.,Niessen,M.E.Steels,L.,2009.NoiseTube:Measuring and mapping noise pollution with mobilephones.Information Technologies in Environmental Engineering.Springer,pp.215-228.)。然而，在NoiseTube项目中，数据可靠性成为最大的问题。此外，很难难激励人们参加这个项目，这是因为需要在他们的手机上安装软件。通常，从测量产生的噪声地图需要大量的资源投入，包括人力、设备和平台设计。并且其过程是乏味的，可能是容易出错的，这就是为什么人们现在倾向于使用仿真软件生成噪声地图。下面对专用软件供应商和学术研究人员提供的一些现有的噪声地图绘制平台的局限性进行了讨论。