摘 要

环境噪声污染已经成为城市四大环境问题之一。基于GIS对环境噪声污染的空间分布模拟和评价较传统方法能取得更准确、更直观的效果，可为城市噪声监管提供科学的依据。本文采用噪声监测手段和GIS空间插值技术以及误差检验算法，以武汉理工大学南湖校区为研究区域，抉择出了最佳的校园空间插值算法，绘制出研究区域的噪声污染等级图。并利用这些成果图，从时间和空间上对该区域进行了噪声污染分析。

关键词：地理信息系统；噪声；插值分析；环境评价

Abstract

Environmental noise pollution has been one of the four urban environmental issues . Compared to traditional methods, the Simulation of spatial distribution and analysis, based on GIS, to environmental noise pollution can achieve more accurate and intuitive effect, providing scientific basis for the city noise regulation. In this article, noise monitoring method ,GIS spatial interpolation techniques and error detection algorithm are used to study the environmental noise pollution in WuHan University of Technology in South Lake Campus, chose the best spatial interpolation algorithm for campus and drew the thematic map of noise pollution levels in the study area. And based on the results, further noise pollution analysis and environmental assessment from time and space has been done.

Key Words：Geographic Information Systems(GIS)；noise；Interpolation；

Environmental Assessment

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究背景和意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.2.1 国内研究现状及成果 1

1.2.2 国外研究现状及成果 2

1.3 课题研究内容和技术方案 2

1.3.1 课题研究内容 2

1.3.2 技术方案 2

1.4 论文组织结构 3

第2章 研究方法与原理 4

2.1 研究思路 4

2.2 噪声监测方法 4

2.3 空间内插方法概要 5

2.3.1 克里格插值 5

2.3.2 反距离权重插值 6

2.3.3 样条函数法插值 6

2.3.4 全局多项式与趋势面法插值 7

2.3.5 局部多项式 7

2.4研究方法 7

第3章 噪声污染分析的实例研究 9

3.1 研究区域 9

3.2 数据采集及处理 9

3.2.1研究区域地图数据的采集及处理 9

3.2.2噪声监测数据的采集及处理 10

3.3 插值分析 11

3.3.1 利用监测点噪声数据插值分析 11

3.3.2 各种插值方法精度检测和比较 12

3.4 研究区域的噪声分析 17

3.4.1 生成研究区域的噪声等值线图 17

3.4.2 生成研究区域的噪声污染等级图 17

3.4.3 研究区域的噪声污染分析 21

第4章 结语 22

4.1论文结论 22

4.2不足和展望 22

参考文献 23

致谢 25

第1章 绪论

随着我国城市经济建设的迅速发展和城市人口数量的快速增长，我国的工业化水平快速发展和城市交通车流量等也迅速增加，导致城市的噪音污染随之也日益严重。

1.1 研究背景和意义

噪声污染与固体废物污染、大气污染和水污染已经成为影响城市环境四大问题。然而噪音污染与其它因有害物质引起的污染有很大的差异：首先它不存在污染物并且它在传播时不会衍生出有害物质；其次噪声不像其他污染物，对环境的影响没有累积效应，噪声源一旦消失，噪声污染也会随之的消失。^[1]

根据世界卫生组织对世界噪声污染情况的详细调查结果显示，美国以及其他发达国家的噪声污染问题非常严重。在欧洲国家，几乎一半的城市居民每天都受到交通运输噪声污染，其中有大约五分之一的人每天生活在超过65dB（A)的噪声环境里；此外，在一些发展中国家的城市里，噪声污染问题也相当严重。在我国最大的城市——上海，噪声污染问题同样很严重。2013年，上海全市昼夜的噪声平均值分别为55.5dB(A)和48.2dB(A)；昼夜的交通噪声平均值分别为69.6dB(A)和64.6dB(A)，超过了白天70 dB(A)，晚间55 dB(A)的国家标准。高强度的噪声环境对人的身体健康会造成严重的损害，严重影响城市居民的正常生活和工作。^[2]

只是根据声音的物理数量来进行的传统的噪声评价，根本无法形象地展示表达评价结果，而GIS（地理信息系统）具备强大的空间数据处理、分析、模拟和可视化展示的能力，在解决与空间位置有关的环境问题方面有着巨大优势和前景。^[3]

利用GIS空间分析能力，对城市区域环境噪声水平进行统计、分析、模拟和预测，并利用其根据噪声污染程度对城市区域噪声水平进行区划。更有效的对城市噪声污染的程度和范围进行可视化展示，以便于对城市环境噪声规划管理和治理上提供全面的、准确的和客观的数据和技术支持。

1.2 国内外研究现状

噪声作为一种具有声学特性的社会公害，已经渗透到人们的社会生活的各个角落。所以，自上个世纪的八十年代开始，国内外就开始进行噪声污染的相应模型和理论的研究。

1.2.1国内研究现状及成果

在国内，对噪声的扩散分布模型研究和对噪声污染的评价理论方面，取得了不小的成果。例如熊韶峻提出了运用模糊数学、动态聚类、综合评价和模糊概率相结合的FCAP法评价区域噪声环境质量的方法；陈德容等根据重庆市主城区1996-2002年区域环境噪声的监测数据，建立了GM（1,1）灰色预测模型预测并探讨了区域环境噪声的变化规律。^[4-5]

区域噪声信息管理系统是利用GIS空间分析工具和能力，制作噪声分布的专题图，并为噪声数据提供分析、统计和查询等功能；为城市的规划，交通以及噪声污染控制管理提供科学决策依据。^[6]我国采用桌面地理信息系统软件MapInfo为开发平台，以GIS技术为手段，在美国FHWA高速公路交通噪声预测模型基础上,进行简化, 并建立交通噪声预测应用模型库,采用二次开发技术设计研发了基于地理信息系统的城市交通噪声环境影响评价系统, 为公路交通设计和建设后的环境评价、噪声环境管理和环保投资提供科学的决策依据。^[7]

1.2.2国外研究现状及成果