[發明專利]一種城市噪聲3D數字地圖制作方法

在審

• 申請號: 201610078194.6
• 申請日: 2016-02-03
• 公開（公告）號: CN105737971A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 楊俊宴;繆岑岑;史宜
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 黃成萍

技術領域

本發明涉及一種城市噪聲3D數字地圖制作方法，屬于3D數字地圖設計方法。

背景技術

隨著我國城鎮化進程的不斷加快和城市的飛速發展，環境問題越來越成為城市發展中的重要問題，阻礙著城市可持續的發展。噪聲污染與水、大氣、固體廢物污染并稱為城市環境問題的四大公害，城市噪聲問題是當前城市發展面臨的環境問題之一，嚴重影響著城市居民的日常生活，國內外對城市噪聲預測、噪聲的控制與防護進行了廣泛的研究，對噪聲的起源、傳播、控制與消減已有較多的成果，但是較少關注城市聲環境與城市空間形態、建筑空間布局之間的相互影響關系，更缺乏基于城市空間的聲環境的城市噪聲3D數字地圖制作和顯示技術。

目前噪聲地圖的模擬與繪制主要源于歐美的研究體系和法規要求，主要是基于一些計算公式對噪聲進行計算，這一方法從噪音本身出發，忽略了城市空間自身形態對噪聲的影響從而了噪聲地圖的精確度。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供一種城市噪聲3D數字地圖制作方法，將噪聲環境數據通過不同的圖層映射到數據庫中，將不同環境因素和城市空間形態下的噪聲情況清晰、直觀地輸出顯示，有助于城市噪聲消減和交通寧靜區的研究。

技術方案：為實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種城市噪聲3D數字地圖制作方法，包括如下步驟：

(1)通過城市空間形態模塊記錄城市空間形態數據；

(2)通過噪聲即時采集模塊對即時聲源信息進行采集和處理，建立聲源即時采集數據庫；

(3)通過噪聲三維信息模擬和顯示模塊對城市空間形態數據和聲源即時采集數據庫進行城市噪聲的三維模擬，并輸出城市噪聲三維地圖。

所述步驟(1)通過城市空間形態模塊記錄城市空間形態數據，具體包括如下步驟：

(11)根據實際測繪與遙感地圖獲得作業范圍的三維矢量圖；

(12)對三維矢量圖進行簡化，然后運用AUTOCAD軟件中的格式轉換命令將簡化后得到的所有矢量數據保存為多段線格式；

(13)將保存為多段線格式的矢量數據拆分為道路中心線、建筑平面輪廓線和建筑層數，將道路中心線保存在道路中心線圖層中，將建筑平面輪廓線保存在建筑平面輪廓線圖層中，將建筑層數保存在建筑層數圖層中。

所述步驟(2)通過噪聲即時采集模塊對聲源信息進行即時采集，建立聲源即時采集數據庫，具體包括如下步驟：

(21)根據多點定時的測量方法采集作業范圍內道路上的車流數據；

(22)根據采集到的車流數據計算車流量，以總車數和重車比率的方式表達車流量，總車數＝重型車數+普通車數，重車比率＝重型車數/總車數，大型車與中型車歸類為重型車，小型車歸類為普通車；

(23)將道路的自身屬性和對應的車流量在EXCEL表格中進行整理，建立聲源即時采集數據庫；道路的自身屬性包括道路寬度、道路平均車速、道路車速限值和道路表面類型。

所述步驟(3)通過噪聲三維信息模擬和顯示模塊對城市空間形態數據和聲源即時采集數據庫進行城市噪聲的三維模擬，并輸出城市噪聲三維地圖；采用Cadna/A軟件作為噪聲預測模型軟件，具體包括如下步驟：

(31)導入城市空間形態數據，集合建筑平面輪廓線圖層和建筑層數圖層形成模擬需要的三維建筑物圖元；

(32)導入城市空間形態數據和聲源即時采集數據庫，將道路中心線圖層轉換為道路，輸入道路對應的車流量、道路寬度、道路平均車速、道路車速限值和道路表面類型，形成模擬需要的聲源；

(33)設置網格大小為5m×5m，設置接收高度為距離地面1.5m，進行外部空間噪聲環境的模擬、建筑表面噪聲環境模擬和指定剖面空間噪聲環境模擬。

將模擬結果與使用cel-430積分式聲級計在規定時段實地測量并讀取的等效聲壓級數據進行對比校核，若相差較大，則可以對網格大小和接收高度進行微調。我們的多次模擬現實，我們的模擬結果和cel-430積分式聲級計的實測結果基本吻合，證明參數設置基本精準。

本發明基于GIS(地理信息系統)和城市坐標系統將聲環境數據信息與計算機數據庫結合，通過數據轉譯，將無法肉眼觀測的噪聲進行可視化表達，將所需要的數據動態地通過計算機顯示，可以直觀、快速地獲取所需信息，有利于對城市噪聲消減，提升城市環境質量，引導交通調整，建立交通寧靜區的研究。

有益效果：本發明提供的城市噪聲3D數字地圖制作方法，具有如下優勢：