CN103956101B - 一种基于建筑表面噪音模型的噪音地图构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于建筑表面噪音模型的噪音地图构建方法，包括道路街景数据采集道路两侧建筑物空间点噪音估算、道路街景数据处理、道路街景数据地图渲染，构建噪音地图；通过采集的道路噪音估算两侧建筑物噪音，建立建筑表面噪音模型(BSNM:Building surface noise model)，并将建筑物噪音多谱图嵌入到噪音地图中相应建筑物表面，呈现直观的建筑物表面噪音模型；本发明的有益效果是该噪音地图构建方法能为用户构建一种真实反映城市街道噪音情况的地图，用户能真实体验道路噪声污染情况。

Description

一种基于建筑表面噪音模型的噪音地图构建方法

技术领域

本发明涉及交通噪音监测领域，尤其涉及一种基于建筑表面噪音模型的噪音地图构建方法。

背景技术

随着私家车辆的不断增多，城市交通环境越来越受到重视，尤其是道路交通噪声污染已经严重影响城市人居的环境质量，因此，对噪声的检测就显得尤为重要。

目前，现有的交通噪声监测的实现方法一般为从地理信息系统(GIS)加载道路及建筑物的属性信息或者是提取道路监控视频中车辆的相关信息作为交通噪声计算模型的输入参数，然后对算法进行优化，得到城市道路的噪声情况。

中国专利文献中，公开号为CN103440411A、名称为一种基于暴露人群\面积\声环境功能区的交通噪声污染模型的发明专利公开了一种技方案(具体参见说明书全文)，该技术方案从地理信息系统加载道路及建筑物属性作为噪声计算的输入参数，结合单车辆噪声排放模型及噪声传播扩散大的基本原理，并考虑城市建筑群对交通噪声的遮挡衰减，建立城市尺度的交通噪声计算模型，采用自动筛选交通源、快速索引计算目标及智能划分网格方法来优化区域噪声计算算法，计算出目标城市白天和夜晚各个接收点的交通噪声值，经渲染后，得到白天和晚上的交通噪声地图。

上述交通噪声地图基于GIS系统，通过交通噪声计算模型得出交通噪音值，将城区人均交通噪声污染指数分级划分表征噪声污染指标；上述技术方案中，仅能计算接收点的噪声值，无法具体计算出某一个建筑物空间点的噪音，且用户仅仅能看到噪声污染指标，无法真实体验道路噪声污染情况，实用性和体验感较差。

发明内容

本发明解决的技术问题是提供一种基于建筑表面噪音模型的噪音地图构建方法，目的是实现直观呈现道路及道路两侧建筑物的噪音热力分布情况，为用户构建一种真实反映城市街道噪音情况的地图。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是基于建筑表面噪音模型的噪音地图构建方法，包括以下步骤：

1)道路街景数据采集：同步采集街景图片及与街景图片对应的GPS坐标、噪音音频数据、噪音分贝值；

2)道路两侧建筑物空间点噪音估算：以道路两侧建筑物的每一个空间位置点为中心，计算有效半径内的道路噪音对空间位置点的叠加影响，估算出每个空间位置点噪音分贝值，建立建筑表面噪音模型；

3)道路街景数据处理：包括街景图片的分辨率处理和切片处理，噪音音频合成处理，绘制道路及道路两侧建筑物的噪音分贝值多谱图；

4)道路街景数据地图渲染：将处理后的街景图片、噪音音频数据及噪音分贝值多谱图渲染到二维地图上，构建出基于城市街景采集的噪音地图。

和现有技术相比，本方案基于真实构建噪音地图的构思，通过专用的街景设备采集道路街景数据，通过采集点的噪音分贝值估算道路两侧建筑物的空间位置点的噪音分贝值，建立建筑物表面噪音模型，将数据进行处理、绘制多谱图并在二维地图上渲染；现有技术是通过分析车辆等信息数据，在交通噪声计算模型的基础上，通过算法的优化，计算出检测点的噪音值，将其渲染到地图上；用户只能看到噪音值的大小或对应的噪音污染级别，而无法真实体验噪音；本方案中用户根据绘制的噪音多图谱色块，可以非常形象直观的查看某一个区域的噪音分布情况，以及某一个空间点的实际噪音值。

基于上述方案，本发明还做了如下的改进：

步骤1)中道路街景数据采集是同步采集相邻6个采集点的数据。

步骤2)中的空间位置点噪音分贝值的计算是采用反向算法，以道路街景采集点为中心，计算该采集点在有效半径内与所有空间位置点的欧几里得距离，估算对空间位置点产生的噪音分贝值，累计有效半径内所有采集点对某一空间位置点的噪音分贝值；本改进方案考虑到计算海量的空间位置点数据比较复杂，采用了反向算法，通过道路采集点的噪音分贝值反向计算出空间位置点的噪音分贝值，大大减少了计算量，提高了生成效率。

步骤4)中是将道路两侧建筑物的噪音分贝值多谱图镶嵌在街景图片相应的建筑物表面上，再将街景图片渲染到二维地图；本改进方案是对建筑物表面噪音模型的进一步完善，将建筑物噪音分贝值多谱图嵌入街景图片中，在二维地图和真实街景之间进行切换时，可在街景图片中直观呈现噪音污染情况。

步骤3)中的噪音分贝值多谱图绘制是根据不同噪音分贝值范围对应不同深度颜色，将噪音分贝值绘制成相应深度的颜色，直观呈现道路及其两侧建筑物的噪音热力分布；本改进方案通过不同深度颜色反应噪音分贝情况，颜色越深，表示噪音污染越严重，反之，则噪音污染较轻；噪音分贝值多谱图渲染到二维地图，用户可直观地观测到道路及其周围的噪音分布情况。

步骤3)中的噪音音频合成处理是将采集点及其相邻5个采集点的噪音合成，作为这6个采集点共同的噪音音频；本改进方案是为了解决单一采集点噪音音频播放时间短，无法体会噪音情况，因此，将相邻的几个采集点的噪音音频数据合成一个，有利于噪音的体验。

附图说明

图1是本发明中道路街景数据采集的时间坐标描述图

图2是本发明中建筑物空间位置点噪音估算示意图

具体实施方式

实施例

如图1、2所示，本发明采用的技术方案是一种基于建筑表面噪音模型的噪音地图构建方法，包括以下步骤：

1)道路街景数据采集：同步采集街景图片及与街景图片对应的GPS坐标、噪音音频数据、噪音分贝值；

2)道路两侧建筑物空间点噪音估算：以道路两侧建筑物的每一个空间位置点为中心，计 算有效半径内的道路噪音对空间位置点的叠加影响，估算出每个空间位置点噪音分贝值，建立建筑表面噪音模型；

3)道路街景数据处理：包括街景图片的分辨率处理和切片处理，噪音音频合成处理，以及绘制道路及道路两侧建筑物的噪音分贝值多谱图；

4)道路街景数据地图渲染：将处理后的街景图片、噪音音频数据及噪音分贝值多谱图渲染到二维地图上，构建出基于城市街景采集的噪音地图；其中将道路两侧建筑物的噪音分贝值多谱图镶嵌在街景图片相应的建筑物表面上，再将街景图片渲染到二维地图；。

步骤1)中道路街景数据采集是同步采集相邻6个采集点的数据。

步骤2)中的空间位置点噪音分贝值的计算是采用反向算法，具体计算步骤是以道路采集点为中心，计算该采集点在有效半径内与所有空间位置点的欧几里得距离，根据欧几里得距离估算采集点噪音分贝值对空间位置点产生的噪音分贝值，并标记为第n空间位置点(x,y,z,n)，计算某一空间位置点的噪音分贝值时，将所有标记为同一n值标号的分贝值累计，即为第n空间位置点的噪音分贝值。

步骤3)中的噪音分贝值多谱图绘制是根据不同噪音分贝值范围对应不同深度颜色，将空间位置点噪音分贝值绘制成相应深度的颜色，直观呈现道路及其两侧建筑物的噪音热力分布；噪音分贝值多普图更加形象体现出道路及其两侧建筑物噪音情况，用户根据颜色的深浅可直观感受到噪音的分布，比噪音数值或噪音污染等级等更加醒目明了。

步骤3)中的噪音音频合成处理是将采集点及其相邻5个采集点的噪音合成，作为这几个采集点共同的噪音音频；单纯播放某一采集点的噪音音频，无法体现出噪音变化，将相邻近的采集点噪音合成，便于体验噪音情况。

Claims (6)

1.一种基于建筑表面噪音模型的噪音地图构建方法，其特征在于：包括以下步骤：

1)道路街景数据采集：同步采集街景图片及与街景图片对应的GPS坐标、噪音音频数据、噪音分贝值；

2)道路两侧建筑物空间点噪音估算：以道路两侧建筑物的每一个空间位置点为中心，计算有效半径内的道路噪音对空间位置点的叠加影响，估算出每个空间位置点噪音分贝值，建立建筑表面噪音模型；

3)道路街景数据处理：包括街景图片的分辨率处理和切片处理，噪音音频合成处理，绘制道路及道路两侧建筑物的噪音分贝值多谱图；

4)道路街景数据地图渲染：将处理后的街景图片、噪音音频数据及噪音分贝值多谱图渲染到二维地图上，构建出基于城市街景采集的噪音地图。

2.根据权利要求1所述的基于建筑表面噪音模型的噪音地图构建方法，其特征在于：步骤1)中道路街景数据采集是同步采集相邻6个采集点的数据。

3.根据权利要求1或2所述的基于建筑表面噪音模型的噪音地图构建方法，其特征在于：步骤2)中的空间位置点噪音分贝值的计算是采用反向算法，以道路街景采集点为中心，计算该采集点在有效半径内与所有空间位置点的欧几里得距离，估算对空间位置点产生的噪音分贝值，累计有效半径内所有采集点对某一空间位置点的噪音分贝值。

4.根据权利要求1或2所述的基于建筑表面噪音模型的噪音地图构建方法，其特征在于：步骤4)中是将道路两侧建筑物的噪音分贝值多谱图镶嵌在街景图片相应的建筑物表面上，再将街景图片渲染到二维地图。

5.根据权利要求1或2所述的基于建筑表面噪音模型的噪音地图构建方法，其特征在于：步骤3)中的噪音分贝值多谱图绘制是根据不同噪音分贝值范围对应不同深度颜色，将噪音分贝值绘制成相应深度的颜色，直观呈现道路及其两侧建筑物的噪音热力分布。

6.根据权利要求2所述的基于建筑表面噪音模型的噪音地图构建方法，其特征在于：步骤3)中的噪音音频合成处理是将采集点及其邻近5个采集点的噪音合成，作为这6个采集点共同的噪音音频。