GIS噪聲環(huán)境監(jiān)測(cè)與管理

嚴(yán) 暉

（泰興市環(huán)境監(jiān)測(cè)站，江蘇 泰興 225400）

GIS噪聲環(huán)境監(jiān)測(cè)與管理

嚴(yán) 暉

（泰興市環(huán)境監(jiān)測(cè)站，江蘇 泰興 225400）

環(huán)境噪聲是評(píng)價(jià)城市環(huán)境質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)，但噪聲污染與水污染、大氣污染不同，不能通過(guò)“資源化”、“化害為利”等方式來(lái)治理，因而要解決噪聲污染就必須準(zhǔn)確地獲取環(huán)境噪聲信息，并對(duì)其影響進(jìn)行科學(xué)評(píng)價(jià)，以及時(shí)進(jìn)行噪聲治理決策規(guī)劃和管理。本文探討了GIS在噪聲環(huán)境監(jiān)測(cè)與管理中的應(yīng)用。

環(huán)境噪聲;監(jiān)測(cè);管理;GIS

前言

環(huán)境噪聲主要來(lái)源于以下幾方面：1）交通噪聲：載重汽車、公共汽車、小汽車等交通工具所產(chǎn)生的噪聲，也是城市噪聲污染的最主要來(lái)源之一；2）工業(yè)設(shè)備：主要是指工廠生產(chǎn)產(chǎn)生的噪聲，如發(fā)電廠的高壓鍋爐、空壓機(jī)放空排氣聲等，這些也易引起職業(yè)性耳聾??；3）施工噪聲：城市的快速發(fā)展，人口猛增，導(dǎo)致了大量的建筑施工，因施工而產(chǎn)生的噪聲污染不僅有害于施工者，而且也嚴(yán)重干擾了居民生活；4）社會(huì)噪聲：主要是指人群活動(dòng)所產(chǎn)生的噪聲，如喧鬧聲、市場(chǎng)宣傳喇叭聲等，此類噪聲雖無(wú)直接危害，但卻會(huì)影響人們正常的學(xué)習(xí)、工作、休息，往往使人心煩意亂。當(dāng)以上這些噪聲超過(guò)一定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生干擾現(xiàn)象，也就被稱之為環(huán)境噪聲污染。

本文通過(guò)描述噪聲環(huán)境監(jiān)測(cè)、噪聲環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)、環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合GIS（地理信息系統(tǒng)）應(yīng)用于噪聲環(huán)境領(lǐng)域的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，進(jìn)行了噪聲環(huán)境信息管理系統(tǒng)GIS功能分析，以期能夠?yàn)榄h(huán)境控制管理者提供一種信息化思路。

1 環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)

環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)主要是對(duì)各種噪聲的聲壓級(jí)、聲強(qiáng)級(jí)、聲功率、噪聲頻譜等物理量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)城市區(qū)域環(huán)境噪聲及其輻射情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并對(duì)其進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)價(jià)。在城市環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)中，通常是將市區(qū)劃分成五類功能區(qū)：1）療養(yǎng)區(qū)、高級(jí)別墅區(qū)等需要安靜環(huán)境的區(qū)域；2）居住、文教機(jī)關(guān)為主的區(qū)域；3）商業(yè)、工業(yè)混雜區(qū)；4）工業(yè)區(qū)；5）交通干線道路兩側(cè)。不同的功能區(qū)，其噪聲排放標(biāo)準(zhǔn)也不盡相同，監(jiān)測(cè)周期和范圍也不同，其采樣和監(jiān)測(cè)技術(shù)也隨之不同。實(shí)際監(jiān)測(cè)中，噪聲監(jiān)測(cè)分為普查法、定點(diǎn)測(cè)量法，前者是將監(jiān)測(cè)區(qū)域劃分成等距網(wǎng)格，將網(wǎng)格中心設(shè)成測(cè)量點(diǎn)；后者是針對(duì)不同區(qū)域采取測(cè)量區(qū)域中的代表性地點(diǎn)。

2 環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)

要控制噪聲，就必須在測(cè)量噪聲的基礎(chǔ)上進(jìn)行噪聲評(píng)價(jià)，而評(píng)價(jià)方式多種多樣，但在噪聲評(píng)價(jià)中無(wú)不體現(xiàn)出相關(guān)性、一致性，同時(shí)又具有自身的特點(diǎn)，因而要適時(shí)、適當(dāng)?shù)剡x取評(píng)價(jià)法來(lái)進(jìn)行噪聲測(cè)量評(píng)價(jià)。

2.1 A聲級(jí)

A聲級(jí)是指模擬40Phon等響曲線所設(shè)計(jì)的計(jì)權(quán)網(wǎng)絡(luò)聲壓級(jí)。它主要是考慮到人耳對(duì)不同頻譜的噪聲的物理特征，這一評(píng)價(jià)量可以較好反映出人耳對(duì)不同噪聲作出的評(píng)價(jià)，其測(cè)量簡(jiǎn)便，是噪聲計(jì)量中采用較多的。但A聲級(jí)卻無(wú)法反映出具有相同A聲級(jí)的不同頻譜的危害，因而這一評(píng)價(jià)量往往用于寬頻帶穩(wěn)態(tài)噪聲的計(jì)量。

2.2 等效連續(xù)A聲級(jí)Leq

對(duì)大部分噪聲而言，其幅度值往往近似服從于高斯分布，這類噪聲的計(jì)量往往是通過(guò)能量平均法來(lái)進(jìn)行，即在一定時(shí)間段內(nèi)連續(xù)測(cè)出n個(gè)A聲級(jí)值，再進(jìn)行能量平均，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：其中Li表示等間隔時(shí)間內(nèi)的A聲級(jí)；n為A聲級(jí)的總個(gè)數(shù)。此評(píng)價(jià)量無(wú)法客觀評(píng)價(jià)出持續(xù)時(shí)間極短的高脈沖噪聲峰值的情形，其危害程度通過(guò)這一Leq是無(wú)法反映出來(lái)的，因而這一評(píng)價(jià)量主要適用于起伏噪聲的測(cè)量。

2.3 噪聲評(píng)價(jià)等級(jí)數(shù)（NR數(shù)）

NR數(shù)是指在與標(biāo)準(zhǔn)NR曲線比較的基礎(chǔ)上所沒(méi)測(cè)得的NR值，反映出噪聲源的噪聲等級(jí)。這一評(píng)價(jià)量不僅考慮了頻率因素，還全面結(jié)合了峰值因素，但仍不能細(xì)化地描述出峰值的持續(xù)性和起伏性特點(diǎn)，因而NR數(shù)更多的是用于相對(duì)穩(wěn)態(tài)的背景噪聲計(jì)量。

2.4 累計(jì)分布聲級(jí)

累計(jì)分布聲級(jí)屬于一種統(tǒng)計(jì)百分?jǐn)?shù)聲級(jí)，是指一定時(shí)間段內(nèi)A聲級(jí)的累計(jì)概率分布，LN表示在一定時(shí)間段內(nèi)百分之N的起伏噪聲所超過(guò)的聲級(jí)，L10、L50、L100分別表示峰值、平均、背景聲級(jí)，這些評(píng)價(jià)量雖簡(jiǎn)單卻描述可靠，主要用于交通噪聲計(jì)量。

3 環(huán)境噪聲標(biāo)準(zhǔn)

聲環(huán)境的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)主要是根據(jù)五類功能區(qū)的特點(diǎn)和聲環(huán)境要求來(lái)制訂，具體如下表：

聲環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)一覽表 （單位：dB（A））

4 噪聲環(huán)境信息管理GIS的發(fā)展

噪聲控制迫切需要進(jìn)行噪聲監(jiān)管，科學(xué)地進(jìn)行噪聲評(píng)價(jià)。在傳統(tǒng)的控制管理過(guò)程中，因噪聲數(shù)據(jù)大多是以文字、數(shù)字予以描述，加上其時(shí)空動(dòng)態(tài)性特征，使得管理者難以發(fā)現(xiàn)其反映出的深層次信息，因而無(wú)法對(duì)噪聲作出恰當(dāng)評(píng)價(jià)，繼而導(dǎo)致對(duì)其控制管理效率不高。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)（GIS）的出現(xiàn)，無(wú)疑為環(huán)境噪聲的高效率、高質(zhì)量的預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)、管理提供了解決方向。目前，GIS已在環(huán)境噪聲領(lǐng)域中得到了大量應(yīng)用。GIS作為一種對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、分析處理及顯示輸出的計(jì)算技術(shù)系統(tǒng)，以其易于簡(jiǎn)便操作的圖形用戶界面、強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析處理能力，極大地提高了噪聲管理效率。同時(shí)GIS與RS、GRS的融合，更是可以有效改善噪聲數(shù)據(jù)與其空間數(shù)據(jù)的一體化管理。

4.1 GIS應(yīng)用于環(huán)境噪聲

GIS應(yīng)用于環(huán)境噪聲監(jiān)測(cè)與管理，主要是體現(xiàn)在以下方面：

（1）噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)

相對(duì)于傳統(tǒng)的噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)設(shè)置，不但提高了布設(shè)的準(zhǔn)確性、最優(yōu)性，能夠更好地反映監(jiān)測(cè)地區(qū)的噪聲環(huán)境狀況，更是體現(xiàn)出經(jīng)濟(jì)可行性、科學(xué)合理化，同時(shí)也保證了監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的可靠性。

（2）自動(dòng)監(jiān)測(cè)噪聲

這主要是體現(xiàn)在監(jiān)測(cè)過(guò)程無(wú)需人工操作、值守，其連續(xù)運(yùn)行可以實(shí)時(shí)獲得時(shí)空分布的噪聲數(shù)據(jù)，滿足長(zhǎng)短期監(jiān)測(cè)，為噪聲控制規(guī)劃決策提供基礎(chǔ)資料。

（3）噪聲評(píng)價(jià)

環(huán)境噪聲GIS對(duì)所收集到的噪聲信息進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示，并能夠?qū)ΡO(jiān)測(cè)區(qū)域進(jìn)行進(jìn)一步的場(chǎng)地監(jiān)測(cè)和分析，分析數(shù)據(jù)背后的深層次信息，如噪聲影響預(yù)測(cè)、噪聲超標(biāo)程度、范圍估計(jì)等。GIS應(yīng)用噪聲評(píng)價(jià)的領(lǐng)域主要包含：1）現(xiàn)狀評(píng)價(jià)，利用GIS形象直觀圖形界面和時(shí)空數(shù)據(jù)分析處理能力可以對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀、準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)，如可以通過(guò)疊置分析可以得到監(jiān)測(cè)區(qū)域的噪聲分析圖，如此便可以進(jìn)一步確定潛在污染源；2）環(huán)境影響評(píng)價(jià)，GIS還可以應(yīng)用噪聲預(yù)測(cè)，其強(qiáng)大的時(shí)空數(shù)據(jù)分析功能可有助于預(yù)測(cè)出噪聲的衰減性、地面吸引性等各種復(fù)雜特征；3）噪聲功能區(qū)劃分，以GIS所提供的地圖和數(shù)據(jù)為功能區(qū)劃分，可以避免人為錯(cuò)誤和方法的局限性，更能夠反映出區(qū)域內(nèi)噪聲環(huán)境污染的分布狀況，并且還可以提供劃分精度，進(jìn)而為環(huán)境規(guī)劃控制提供有力支持。

4.2 GIS應(yīng)用于環(huán)境噪聲的未來(lái)發(fā)展方向

（1）加強(qiáng)GIS預(yù)測(cè)模型研究

現(xiàn)階段噪聲預(yù)測(cè)模型還不具備普遍性、通用性，并且模型本身的時(shí)空可移植性不強(qiáng)，如何更好地將環(huán)境預(yù)測(cè)模型嵌入GIS中是進(jìn)一步提高噪聲評(píng)價(jià)結(jié)果客觀性和準(zhǔn)確性的保證。

（2）環(huán)境噪聲信息管理系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化

隨著社會(huì)的發(fā)展，環(huán)境信息日益獲得公眾重視，其網(wǎng)絡(luò)化的GIS也就成為必然，如此一來(lái)便可以實(shí)現(xiàn)噪聲相關(guān)信息資源的充分共享，進(jìn)一步提高工作效率，同時(shí)也可以使得公眾能夠及時(shí)了解到環(huán)境噪聲狀況。

（3）環(huán)境噪聲GIS有必要進(jìn)一步加強(qiáng)其時(shí)空特征的研究

從技術(shù)上而言，目前國(guó)內(nèi)的GIS更多是基于二維空間上的數(shù)據(jù)管理與分析，尚未能夠進(jìn)行三維空間和時(shí)間上的噪聲數(shù)據(jù)分析與處理，無(wú)疑高維的數(shù)據(jù)更可以反映出噪聲的各種特征及其相關(guān)關(guān)系，可以更好地提高預(yù)測(cè)精度。

（4）GIS智能化研究需要加強(qiáng)

就現(xiàn)階段而言，GIS還只是決策輔助工具，尚不能及時(shí)提供規(guī)劃決策方案，在復(fù)雜化和結(jié)構(gòu)化程度低的環(huán)境問(wèn)題面前仍是無(wú)所作為。因而如何解決非結(jié)構(gòu)化問(wèn)題是GIS智能化發(fā)展的方向。

5 環(huán)境噪聲信息管理GIS功能分析

GIS應(yīng)用于環(huán)境噪聲領(lǐng)域主要是監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)、噪聲評(píng)價(jià)三方面。具體而言，環(huán)境噪聲信息管理GIS可以根據(jù)噪聲監(jiān)測(cè)和管理的需要提供如下功能設(shè)計(jì)。

5.1 監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)（見(jiàn)圖1）

圖1 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

5.2 基于GIS的環(huán)境噪聲信息管理系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)（見(jiàn)圖2）

圖2 環(huán)境噪聲信息管理GIS功能設(shè)計(jì)

6 結(jié)語(yǔ)

GIS應(yīng)用于環(huán)境噪聲領(lǐng)域、促進(jìn)聲環(huán)境保護(hù)已逐漸走向信息化、現(xiàn)代化，并且通過(guò)構(gòu)建噪聲環(huán)境信息管理系統(tǒng)GIS可以真實(shí)、準(zhǔn)確反映出監(jiān)測(cè)區(qū)域內(nèi)的噪聲環(huán)境狀況，有助于提高噪聲控制管理效率，同時(shí)隨著GIS技術(shù)的應(yīng)用，將會(huì)推動(dòng)復(fù)雜環(huán)境噪聲的研究和發(fā)展。但在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中尚存在一些問(wèn)題，包括GIS本身的技術(shù)局限性、相關(guān)模型的不成熟等，而隨著這些問(wèn)題的逐步解決，GIS技術(shù)應(yīng)用于環(huán)境噪聲領(lǐng)域?qū)?huì)取得更大的突破。

[1]蔡銘，鄒競(jìng)芳，李鋒，等. 城市環(huán)境噪聲模擬與評(píng)估系統(tǒng)—“中大聲圖”的研究與應(yīng)用[J].中山大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）， 2012（01）： 44-49.

[2]陳冬青，袁曉梅，施月娣.基于GIS的交通噪聲綜合評(píng)價(jià)系統(tǒng)研究[J].工程圖學(xué)報(bào)，2007（5）：136-141.

[3]耿安朝.地理信息系統(tǒng)在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用[J].蘇州城建環(huán)保學(xué)院學(xué)報(bào)，2000，13（1）：17-22.

[4]楊志國(guó)，姜亢.城市噪聲污染管理中的GIS應(yīng)用研究[J].環(huán)境科學(xué)與管理，2011（08）：26-30.

Environmental Monitoring and Management of GIS Noise

YAN Hui
(Taixing Environmental Monitoring Station, Taixing Jiangsu 225400, China)

The environmental noise is an important target in evaluating city environmental quality, but it is different from water pollution and air pollution, it can not be treated by the way of “resource”, “turning the harm into benefit”. So if we want to settle the noise pollution, we must correctly obtain environmental noise information and make a scientific assessment on its impact so as to make decision-making planning and management on noise control. The paper probes into the application of GIS in environmental monitoring and management.

environmental noise; monitoring; management; GIS

X839.1

A

1006-5377（2012）09-0050-03