[發(fā)明專利]3D噪聲地圖繪制系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611258737.9
• 申請日: 2016-12-30
• 公開（公告）號: CN108269487B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧逸川;鄭展鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 香港科技大學(xué)深圳研究院;香港科技大學(xué)
• 主分類號: G09B29/00
• 分類號: G09B29/00
• 代理公司: 深圳市順天達(dá)專利商標(biāo)代理有限公司 44217
• 代理人: 郭偉剛;鄒秋菊

一種3D噪聲地圖繪制系統(tǒng)和方法。所述方法包括S1、以給定分辨率生成3D采樣點；S2、采用交通噪聲預(yù)測模型進(jìn)行室外3D采樣點的室外噪聲水平計算；S3、采用交通噪聲預(yù)測模型進(jìn)行室內(nèi)3D采樣點的室內(nèi)噪聲水平計算；S4、基于所述室外噪聲水平計算和所述室內(nèi)噪聲水平計算生成顯示全部所述3D采樣點的噪聲水平的3D噪聲地圖。實施本發(fā)明的3D噪聲地圖繪制方法和系統(tǒng)，同時考慮了室內(nèi)和室外噪聲，因此可以在房間水平對噪聲水平進(jìn)行評價。進(jìn)一步地，本發(fā)明采用了意大利C.N.R.模型，并且對噪聲反射以及噪聲損耗進(jìn)行分析，因此提高了噪聲預(yù)測的準(zhǔn)確性。更進(jìn)一步地，本發(fā)明中的模型可以更換，因此提高了系統(tǒng)的適應(yīng)性和靈活性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及城市建設(shè)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種3D噪聲地圖繪制系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

隨著越來越多的人生活在城市化地區(qū)，城市中的高密度民用基礎(chǔ)設(shè)施正在成為主要的噪聲源，并影響越來越多的市民。大量研究表明，長期接觸噪聲將在精神上和肉體上都對人體健康產(chǎn)生不利影響。在暴露于高水平的噪音的人群中可以觀察到睡眠障礙、聽力以及心血管保護(hù)效應(yīng)喪失。在城市環(huán)境中的各種噪聲源中，在民用基礎(chǔ)設(shè)施中移動車輛而產(chǎn)生的交通噪聲被視為噪聲的最大貢獻(xiàn)者。交通噪聲通常是線源，且影響大量人群。

考慮到交通噪聲產(chǎn)生的負(fù)面影響，已經(jīng)制定了一些標(biāo)準(zhǔn)以提供噪聲控制的指南。例如，歐盟的“環(huán)境噪聲指令2002/49/EC”要求所有的成員國需要提供戰(zhàn)略噪聲地圖以讓公眾獲得有關(guān)噪聲暴露的信息(指令EU2002)。該指令要求提供指示某個高度(地面以上4米)的噪聲水平的2D噪聲地圖。噪聲地圖顯示了在城市中的不同位置的預(yù)測或測量噪音水平，讓城市設(shè)計師快速判斷的主要道路的噪聲污染，從而促進(jìn)決策過程。

然而，因為聲音是在各個方向上傳播的，因此二維地圖不足以顯示噪音水平相對于高度變化的差異。例如，對于高層建筑來說，底層和頂層之間的噪音水平差異可能是顯著的。在3D GIS模型中，噪聲地圖繪制以改進(jìn)的形式示出了交通噪聲對真實世界的影響。3D噪聲地圖繪制因此也有利于虛擬設(shè)計和建設(shè)(virtual design and construction,VDC)過程中單個建筑的設(shè)計過程。VDC是使用設(shè)計建設(shè)項目的綜合多學(xué)科業(yè)務(wù)模型以支持顯式公共業(yè)務(wù)目標(biāo)。室內(nèi)環(huán)境噪聲控制是設(shè)計師要考慮的主要問題之一。從室外交通噪聲源產(chǎn)生的室內(nèi)環(huán)境的3D噪聲地圖繪制可以為VDC過程提供該項考慮的基礎(chǔ)。此外，對于設(shè)計者來說，必須要更新設(shè)計且再次生成噪聲地圖從而觀察是否符合特定的聲學(xué)設(shè)計目標(biāo)。

總之，用于室外環(huán)境和室內(nèi)環(huán)境的交通噪聲產(chǎn)生的3D噪聲在城市規(guī)劃和VDC中扮演重要角色。然而，3D噪聲地圖繪制的當(dāng)前工具不能夠在細(xì)節(jié)水平(level of detail,LoD)產(chǎn)生噪聲地圖。特別地，當(dāng)前的噪聲地圖繪制工具并不具有包括輸入的內(nèi)部特征的高度詳細(xì)的3D GIS模型。此外，在其仿真過程中并不考慮噪聲吸收和傳輸損耗，這限制了它們仿真從外部源到內(nèi)部接收者之間的噪聲傳播的能力。

基于GIS的噪聲地圖已經(jīng)有近二十年歷史。通常，3D噪聲地圖可以通過測量或者仿真軟件產(chǎn)生。例如，Maisonneuve等人提出的旨在利用來著具有GPS功能的移動電話的聲音測量繪制噪聲等值線圖的NoiseTube項目(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項目中，數(shù)據(jù)可靠性成為最大的問題。此外，很難難激勵人們參加這個項目，這是因為需要在他們的手機(jī)上安裝軟件。通常，從測量產(chǎn)生的噪聲地圖需要大量的資源投入，包括人力、設(shè)備和平臺設(shè)計。并且其過程是乏味的，可能是容易出錯的，這就是為什么人們現(xiàn)在傾向于使用仿真軟件生成噪聲地圖。下面對專用軟件供應(yīng)商和學(xué)術(shù)研究人員提供的一些現(xiàn)有的噪聲地圖繪制平臺的局限性進(jìn)行了討論。