誰在為噪聲制作3D地圖？

作者：張韻晨

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噪聲不止能聽到，還能“看到”！

在一張浙江省臺州市人民政府區(qū)域噪聲三維視圖，不僅可以看到不同區(qū)域的噪聲狀態(tài)，甚至還能精確到每一棟樓的每一樓層的噪聲情況。

這就是椒江區(qū)實施的噪聲地圖建設(shè)項目。噪聲“走進”地圖究竟是如何實現(xiàn)的？中國環(huán)境報記者連線采訪了項目負責(zé)人——臺州市環(huán)境科學(xué)設(shè)計研究院專家汪輝。

01

2D→3D，噪聲溯源更加準確

從開始建設(shè)到完成驗收，僅用了半年時間。

2022年6月，椒江區(qū)噪聲地圖建設(shè)項目開始招投標，臺州市環(huán)境科學(xué)設(shè)計研究院有限公司中標并開始負責(zé)項目的具體建設(shè)內(nèi)容。

2022年12月份椒江區(qū)噪聲地圖建設(shè)項目完成驗收。

以往的噪聲地圖只能反映噪聲在平面上的分布情況，而3D噪聲地圖可以更加具體了解城市建筑的噪聲分布情況?！霸诔鞘兄?，我們的居民一般是住在樓房里的，那么噪聲對不同高度的樓層的影響是多少，在此之前我們一直不能明確知道。制作3D噪聲地圖，可以明確知道噪聲可以影響哪些樓層，便于針對性的管理?！蓖糨x告訴記者。

3D噪聲地圖并不是臺州首創(chuàng)，目前國內(nèi)上海、北京等地都建設(shè)了三維噪聲地圖，但都是小區(qū)域?qū)嶒炐再|(zhì)的。“真正大范圍建設(shè)3D噪聲地圖，并且投入了使用的，就我們臺州?！蓖糨x說。

噪聲地圖項目的最終成果是椒江區(qū)建成區(qū)晝間、夜間的二維、三維噪聲地圖以及一套噪聲地圖管理系統(tǒng)。

02

3D噪聲地圖如何實現(xiàn)？


一份完整的3D噪聲地圖的制作要經(jīng)歷五個步驟。

首先，進行各項輸入數(shù)據(jù)收集和處理，包括GIS基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)、GPS手工定位數(shù)據(jù)、RS遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)、交通數(shù)據(jù)、車輛源強數(shù)據(jù)、噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)等，同時結(jié)合實際調(diào)研和校正工作，對數(shù)據(jù)及相關(guān)信息進行補充和調(diào)整，最終根據(jù)噪聲計算軟件數(shù)據(jù)要求將多類數(shù)據(jù)進行合理整合處理，匯總成噪聲所需的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，為噪聲計算及更新提供完整基礎(chǔ)信息。

據(jù)了解，椒江區(qū)噪聲地圖建設(shè)項目建設(shè)內(nèi)容包括在臺電小區(qū)，臺都花園，警察學(xué)校，耀達百貨，中山小學(xué)，華采小區(qū)，京東電器，椒江一中，市人民檢察院，臺州站停車場，陽光新景小區(qū) 11 個站點各安裝了一套噪聲自動檢測子站，在椒江一中，市人民檢察院 2 個站點各安裝了一套氣象自動監(jiān)測子站，在市人民檢察院安裝一套車流量自動監(jiān)測子站。

然后，將符合本地實際情況的聲源模型與軟件中計算模型進行比較分析，結(jié)合軟件的設(shè)置參數(shù)對預(yù)測模型進行修正，提高噪聲整體計算精度，并完成椒江區(qū)噪聲分布初步計算。

建筑物處理前

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通過合并聯(lián)通的建筑物、剔除不影響噪聲傳播的建筑物、補充原始數(shù)據(jù)中沒有的建筑物后得到的地圖

接下來開始進行地圖的繪制，結(jié)合上述數(shù)據(jù)，先繪制區(qū)域晝夜間兩張二維噪聲地圖。并在二維噪聲地圖計算數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對建筑物立面進行離散，得到立面接收點，在此基礎(chǔ)上進行三維計算，經(jīng)過誤差分析、出圖，得到區(qū)域晝夜間兩張三維噪聲地圖。

白天與夜間的二維噪聲地圖

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二維噪聲地圖動態(tài)變化gif

三維噪聲地圖

最后，結(jié)合噪聲計算數(shù)據(jù)，建立椒江區(qū)噪聲地圖展示平臺?！捌脚_中顯示的噪聲地圖每隔1小時更新一次最新數(shù)據(jù)。”汪輝介紹。




03
為下一步的專項管理和城市規(guī)劃指明方向


支撐3D噪聲地圖制作與定時更新的是詳細的地圖數(shù)據(jù)和龐大的監(jiān)測數(shù)據(jù)?！皵?shù)據(jù)的采集問題是我們在噪聲地圖項目在建設(shè)中遇到的主要困難?！?br>
汪輝表示，需要用的數(shù)據(jù)來源于多個部門，很多數(shù)據(jù)尤其是地圖數(shù)據(jù)涉及保密，難以通過部門間的合作直接拿到，所以，我們不得不花費大量的時間去實地考察和測量。

同時，“實現(xiàn)自動監(jiān)測設(shè)備的數(shù)據(jù)跟噪聲地圖聯(lián)動也是我們在這次項目中解決的重要難題。我們通過聯(lián)合研究，解決了自動監(jiān)測的設(shè)備和噪聲地圖聯(lián)動的問題，可以根據(jù)自動監(jiān)測設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)，實時更新噪聲地圖，使得噪聲地圖更具有現(xiàn)勢性，能夠較為貼合的反映當(dāng)前城市聲環(huán)境的狀況，這個技術(shù)的大范圍應(yīng)用在浙江省內(nèi)還是首創(chuàng)，在國內(nèi)也是比較先進的。”

椒江區(qū)噪聲地圖目前已經(jīng)應(yīng)用到實踐當(dāng)中。傳統(tǒng)的監(jiān)測方式了解區(qū)域的聲環(huán)境質(zhì)量情況，不僅監(jiān)測點位難以全方位覆蓋，工作量大，還無法掌握噪聲在三維空間上的分布情況。

而3D噪聲地圖的應(yīng)用改變這一情況?！敖Y(jié)合動態(tài)的噪聲地圖，我們?nèi)媪私饨方瓍^(qū)的聲環(huán)境狀況和發(fā)展變化趨勢，找出噪聲的冷點和熱點，為下一步的專項管理和城市規(guī)劃指明方向?！?br>
汪輝用例子向記者解釋，假如某棟樓噪聲超標了，影響居民生活，我們可以給他建隔聲屏障，把整棟樓圍起來。通過三維噪聲地圖就可以看到，這棟樓是三層以下超標了，三層以上是達標的，我們只需要建立三層樓高的聲屏障就行，沒必要整棟樓都圍起來，節(jié)約了資金。

汪輝表示，椒江區(qū)噪聲地圖建設(shè)項目的實施為開展噪聲研究和治理工作帶來更直觀、更有效的技術(shù)支撐，同時為完善我國噪聲污染環(huán)境防控技術(shù)規(guī)范、技術(shù)政策體系提供支撐，為相關(guān)管理部門提供聲環(huán)境質(zhì)量預(yù)警技術(shù)，以及更準確、更方便的技術(shù)平臺，利于各級政府加強對噪聲環(huán)境的科學(xué)監(jiān)管，對我國聲環(huán)境的防治與管理，改善聲環(huán)境質(zhì)量起到極大的支撐作用。