噪聲地圖在環境噪聲監測中的應用

北極星環境監測網訊:摘要：近年來，噪聲地圖在環境噪聲監測中的應用越來越深入。噪聲地圖技術結合地理信息系統和計算機軟體仿真系統，利用聲學仿真軟體繪製、並通過實際數據檢驗技術，生成二維或三維的噪聲值分布圖，以數字與渲染圖的方式高效、準確、直觀的展現噪聲汙染在區域範圍內的分布狀況。因此，本文以以青島理工大學新校區為例，採用變網格劃分法，研究了基於 GIS 方法的噪聲地圖在區域環境噪聲評價方面的應用。

1.試驗

1.1研究方法

對國內外主要的噪聲預測模型作對比和分析，選取最優的噪聲預測模型。利用百度地圖等工具，把該區域地圖數據信息導入，根據所監測環境區域的屬性，使用變網格測量法，繪製網格層，將研究區域劃分為不同的網格，生成不同的功能區資料庫，例如交通道路區、宿舍區、室外活動區、教學辦公區等屬性資料庫。以網格點為基礎根據劃分的功能區的屬性、大小和形狀來布置研究需要的噪聲數據採集點，生成噪聲數據採集點圖層。按照生成的噪聲數據採集點圖層通過 GPS 定位功能實現噪聲採集點的布置，用聲級計對布置的各個數據採集點的每個時段的等效連續 A 聲級進行監測和數據採集，通過 GPRS 將噪聲監測採集的噪聲數據及對應的經緯度坐標發送到指定的伺服器資料庫，對資料庫噪聲值做分析和處理，然後根據選取的最優噪聲預測模型生成相應區域的噪聲值，利用反距離加權數學模型進行插值，生成噪聲分布渲染圖，實現噪聲分布狀況可視化。

1.2測量方法

根據《聲學 環境噪聲測量方法》（GB/T 3222—1994），在採噪聲數據集時，測點應距離任意反射物至少 3.5 m，距離地面的高度不低於 1.2 m，選擇積分式聲級計，對於一些噪聲相對固定和單一的區域使用按時間分段測量法，應儘量保證天氣狀況正常，風速維持在 5m/s 以下。以 10 min 的等效連續 A 聲級 Leq 來表示噪聲大小：

式中：LA為瞬時 A 計權聲壓級，dB；?為測量時段間隔，s。在實際應用中，由於研究區域的布局、人口分布不均勻，生活功能區的不同等影響因素，造成了噪聲特性的不同，進而影響聲場的不均勻分布，而等網格測量法在測量過程中簡單的進行了區域劃分並沒有考慮噪聲分布不均勻的影響，對於一些較大的噪聲且聲特性相對複雜的聲場或者小噪聲卻分布相對集中的區域布點和測量，很容易造成區域內的噪聲分布狀況反映不夠準確、真實。因此，為使噪聲地圖更加準確選擇變網格測量法。

2.結果與討論

針對所在校園的實際情況，使用變網格劃分法，對青島理工大學校園按照功能區和噪聲源的不同劃分區域。包括教學辦公區、宿舍休息區、商業生活區、體育場運動區在內共劃分了 14 個區（只選取教學區，生活區，室外活動區和住宅區做研究，見圖 1）06 為商業生活區，04、05、08 和 14 為學生宿舍休息區，01 是教學辦公區，02 區為圖書館，03、13 區為學生餐廳區，09 是戶外運動區，10、11 是體育場運動區。然後根據劃分區域的特點和面積布設相應監測點共 73 處（見圖 2）。使用 GPS 對每個劃分的區域準確布置測量裝置點，進行為期 21 的連續噪聲監測（8：00—20：00），數據的採集頻率為 60 s/次。根據 1.2 所述，選取正常狀況、風速 5 級以下的天氣，以 9：00—19：00 為時間段採集噪聲，分 21 d 進行數據採集，使用趨勢圖來檢查數據的分布特性，剔除偏離其分布特性的噪聲值，監測結果見表1。

2.2噪聲渲染圖生成

讀取資料庫噪聲值和相應的經緯度坐標，以各測點的平均等效連續A聲級值為基準值，通過選取的噪聲預測模型生成噪聲數據點，實現對噪聲預測點數據的插值工作，並將生成的數值轉換為地圖格式導入，設置合適的像元參數和半徑參數後，經IRasterEdit導入到劃分的網格層中，再調節其大小，生成網格圖，使用IDW插值，最後對生成的柵格圖像進行圖像渲染，生成校園環境噪聲等級圖，見圖3。

圖3 區域噪聲等級

2.3點噪聲時間變化分析

根據採集的噪聲數據，選取校園內代表不同功能區的監測點，獲得道路區域、教學區域、住宅和生活區域、居住區域各個時間點的噪聲值變化（從 8：00—20：00），由表 1 可知，在靠近道路區域在整體上噪聲值高於其他區域，住宅區和生活區噪聲值都在正午和傍晚達到最高，這是因為該時段正直學生上、下課，人流量大且相對集中；教學辦公區環境噪聲 LeqA值平均在 38 dB 左右，住宅區噪聲值在上午略低於教學區，下午略高於教學區。根據《聲環境質量標準》（GB 3096—2008），學校整體聲環境良好，在靠近道路區上下班高峰噪聲有所超標。

2.4區域噪聲汙染渲染圖分析

由圖 3 可知：商業街區域噪聲明顯偏大，戶外活動區域和道路附近噪聲偏大，圖書館，宿舍和教學區聲環境良好。另外通過噪聲分布圖可以得出：校園噪聲等級圖能夠準確，清晰地反映了校園噪聲的分布，能夠更好地用來指導區域的規劃和環境噪聲評價。

3.環境噪聲監測質量控制對策

3.1監測儀器的正確選擇與校準

環保局應該增加環境噪聲監測資金投入，採購先進的噪聲監測設備，提升噪聲監測水平。對於先進的噪聲監測設備，要求監測人員掌握其操作技能，對此，可組織監測工作人員參加專業技能培訓，以確保其能熟練掌握監測設備的操作方式，同時，提高監測設備利用率，充分發揮監測設備的應用價值。需注意的是，環境噪聲監測設備的運行狀態對噪聲監測數據的收集效果也會產生較大影響，對此，監測人員應加強對監測設備的運行管理，制定完善的監測設備維護管理制度，定期對其進行檢查維護，降低監測設備運維成本，同時提高監測質量。

3.2測量結果的背景值修正

噪聲測量值與背景噪聲值之間的偏差如果在 10 dB（A）以上，則不需要對噪聲測量值進行修正；如果噪聲測量值與背景噪聲值之間的偏差為 3～10 dB（A）之間，則需對噪聲測量值的誤差進行修正；如果噪聲測量值與背景噪聲值之間的偏差在 3 dB（A）以內，則需採取有效措施降低背景噪聲，根據實際情況選擇性地進行修正。

3.3正確評價監測結果

在環境噪聲監測完成後，有些監測人員對環境噪聲監測工作認識不足，認為對於監測數據不需要進行深入分析研究。對此，要求環境噪聲監測人員在日常工作中，加強對於監測設備所得數據的處理和應用。在環境噪聲監測中，數據超標的問題較為常見，對此，需上報實際情況，禁止對數據進行隱瞞，以免影響環境噪聲監測工作的順利進行。此外，環境噪聲監測單位還應積極引入先進的環境噪聲監測系統，便於監測數據的傳輸和管理，提升噪聲監測的信息化水平，提升監測所得數據的準確性和可靠性。

結束語

利用計算機軟體仿真模擬與地理信息系統（GIS），以實際噪聲監測數據為基礎，通過噪聲預測模型生成噪聲數據點，採用 IDW 內插模型以數字與圖形的方式再現了青島理工大學校園內的噪聲分布。研究表明，這種噪聲預測方法可準確便捷地對研究區域進行監測點布控和數據的採集；地理信息系統強大的地空間信息處理能力，能夠高效準確的將地理信息和噪聲數據進行疊加處理和分析，並很好地實現了區域環境噪聲的可視化，對噪聲的預測、評價和研究更加直觀深入。

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