GIS噪聲環境監測與管理

嚴 暉

（泰興市環境監測站，江蘇 泰興 225400）

GIS噪聲環境監測與管理

嚴 暉

（泰興市環境監測站，江蘇 泰興 225400）

環境噪聲是評價城市環境質量的一個重要指標，但噪聲污染與水污染、大氣污染不同，不能通過“資源化”、“化害為利”等方式來治理，因而要解決噪聲污染就必須準確地獲取環境噪聲信息，并對其影響進行科學評價，以及時進行噪聲治理決策規劃和管理。本文探討了GIS在噪聲環境監測與管理中的應用。

環境噪聲;監測;管理;GIS

前言

環境噪聲主要來源于以下幾方面：1）交通噪聲：載重汽車、公共汽車、小汽車等交通工具所產生的噪聲，也是城市噪聲污染的最主要來源之一；2）工業設備：主要是指工廠生產產生的噪聲，如發電廠的高壓鍋爐、空壓機放空排氣聲等，這些也易引起職業性耳聾?。?）施工噪聲：城市的快速發展，人口猛增，導致了大量的建筑施工，因施工而產生的噪聲污染不僅有害于施工者，而且也嚴重干擾了居民生活；4）社會噪聲：主要是指人群活動所產生的噪聲，如喧鬧聲、市場宣傳喇叭聲等，此類噪聲雖無直接危害，但卻會影響人們正常的學習、工作、休息，往往使人心煩意亂。當以上這些噪聲超過一定標準時，就會產生干擾現象，也就被稱之為環境噪聲污染。

本文通過描述噪聲環境監測、噪聲環境監測評價、環境噪聲標準，結合GIS（地理信息系統）應用于噪聲環境領域的現狀和發展趨勢，進行了噪聲環境信息管理系統GIS功能分析，以期能夠為環境控制管理者提供一種信息化思路。

1 環境噪聲監測

環境噪聲監測主要是對各種噪聲的聲壓級、聲強級、聲功率、噪聲頻譜等物理量進行監測，監測城市區域環境噪聲及其輻射情況進行監測，并對其進行環境影響評價。在城市環境噪聲監測中，通常是將市區劃分成五類功能區：1）療養區、高級別墅區等需要安靜環境的區域；2）居住、文教機關為主的區域；3）商業、工業混雜區；4）工業區；5）交通干線道路兩側。不同的功能區，其噪聲排放標準也不盡相同，監測周期和范圍也不同，其采樣和監測技術也隨之不同。實際監測中，噪聲監測分為普查法、定點測量法，前者是將監測區域劃分成等距網格，將網格中心設成測量點；后者是針對不同區域采取測量區域中的代表性地點。

2 環境噪聲監測評價

要控制噪聲，就必須在測量噪聲的基礎上進行噪聲評價，而評價方式多種多樣，但在噪聲評價中無不體現出相關性、一致性，同時又具有自身的特點，因而要適時、適當地選取評價法來進行噪聲測量評價。

2.1 A聲級

A聲級是指模擬40Phon等響曲線所設計的計權網絡聲壓級。它主要是考慮到人耳對不同頻譜的噪聲的物理特征，這一評價量可以較好反映出人耳對不同噪聲作出的評價，其測量簡便，是噪聲計量中采用較多的。但A聲級卻無法反映出具有相同A聲級的不同頻譜的危害，因而這一評價量往往用于寬頻帶穩態噪聲的計量。

2.2 等效連續A聲級Leq

對大部分噪聲而言，其幅度值往往近似服從于高斯分布，這類噪聲的計量往往是通過能量平均法來進行，即在一定時間段內連續測出n個A聲級值，再進行能量平均，其數學表達式為：其中Li表示等間隔時間內的A聲級；n為A聲級的總個數。此評價量無法客觀評價出持續時間極短的高脈沖噪聲峰值的情形，其危害程度通過這一Leq是無法反映出來的，因而這一評價量主要適用于起伏噪聲的測量。

2.3 噪聲評價等級數（NR數）

NR數是指在與標準NR曲線比較的基礎上所沒測得的NR值，反映出噪聲源的噪聲等級。這一評價量不僅考慮了頻率因素，還全面結合了峰值因素，但仍不能細化地描述出峰值的持續性和起伏性特點，因而NR數更多的是用于相對穩態的背景噪聲計量。

2.4 累計分布聲級

累計分布聲級屬于一種統計百分數聲級，是指一定時間段內A聲級的累計概率分布，LN表示在一定時間段內百分之N的起伏噪聲所超過的聲級，L10、L50、L100分別表示峰值、平均、背景聲級，這些評價量雖簡單卻描述可靠，主要用于交通噪聲計量。

3 環境噪聲標準

聲環境的質量標準主要是根據五類功能區的特點和聲環境要求來制訂，具體如下表：

聲環境質量標準一覽表 （單位：dB（A））

4 噪聲環境信息管理GIS的發展

噪聲控制迫切需要進行噪聲監管，科學地進行噪聲評價。在傳統的控制管理過程中，因噪聲數據大多是以文字、數字予以描述，加上其時空動態性特征，使得管理者難以發現其反映出的深層次信息，因而無法對噪聲作出恰當評價，繼而導致對其控制管理效率不高。隨著信息技術的發展，地理信息系統（GIS）的出現，無疑為環境噪聲的高效率、高質量的預測、評價、管理提供了解決方向。目前，GIS已在環境噪聲領域中得到了大量應用。GIS作為一種對空間數據進行采集、存儲、分析處理及顯示輸出的計算技術系統，以其易于簡便操作的圖形用戶界面、強大的數據分析處理能力，極大地提高了噪聲管理效率。同時GIS與RS、GRS的融合，更是可以有效改善噪聲數據與其空間數據的一體化管理。

4.1 GIS應用于環境噪聲

GIS應用于環境噪聲監測與管理，主要是體現在以下方面：

（1）噪聲監測點布設

相對于傳統的噪聲監測點設置，不但提高了布設的準確性、最優性，能夠更好地反映監測地區的噪聲環境狀況，更是體現出經濟可行性、科學合理化，同時也保證了監測數據的可靠性。

（2）自動監測噪聲

這主要是體現在監測過程無需人工操作、值守，其連續運行可以實時獲得時空分布的噪聲數據，滿足長短期監測，為噪聲控制規劃決策提供基礎資料。

（3）噪聲評價

環境噪聲GIS對所收集到的噪聲信息進行存儲和顯示，并能夠對監測區域進行進一步的場地監測和分析，分析數據背后的深層次信息，如噪聲影響預測、噪聲超標程度、范圍估計等。GIS應用噪聲評價的領域主要包含：1）現狀評價，利用GIS形象直觀圖形界面和時空數據分析處理能力可以對數據進行直觀、準確的評價，如可以通過疊置分析可以得到監測區域的噪聲分析圖，如此便可以進一步確定潛在污染源；2）環境影響評價，GIS還可以應用噪聲預測，其強大的時空數據分析功能可有助于預測出噪聲的衰減性、地面吸引性等各種復雜特征；3）噪聲功能區劃分，以GIS所提供的地圖和數據為功能區劃分，可以避免人為錯誤和方法的局限性，更能夠反映出區域內噪聲環境污染的分布狀況，并且還可以提供劃分精度，進而為環境規劃控制提供有力支持。

4.2 GIS應用于環境噪聲的未來發展方向

（1）加強GIS預測模型研究

現階段噪聲預測模型還不具備普遍性、通用性，并且模型本身的時空可移植性不強，如何更好地將環境預測模型嵌入GIS中是進一步提高噪聲評價結果客觀性和準確性的保證。

（2）環境噪聲信息管理系統的網絡化

隨著社會的發展，環境信息日益獲得公眾重視，其網絡化的GIS也就成為必然，如此一來便可以實現噪聲相關信息資源的充分共享，進一步提高工作效率，同時也可以使得公眾能夠及時了解到環境噪聲狀況。

（3）環境噪聲GIS有必要進一步加強其時空特征的研究

從技術上而言，目前國內的GIS更多是基于二維空間上的數據管理與分析，尚未能夠進行三維空間和時間上的噪聲數據分析與處理，無疑高維的數據更可以反映出噪聲的各種特征及其相關關系，可以更好地提高預測精度。

（4）GIS智能化研究需要加強

就現階段而言，GIS還只是決策輔助工具，尚不能及時提供規劃決策方案，在復雜化和結構化程度低的環境問題面前仍是無所作為。因而如何解決非結構化問題是GIS智能化發展的方向。

5 環境噪聲信息管理GIS功能分析

GIS應用于環境噪聲領域主要是監測點布設、自動監測、噪聲評價三方面。具體而言，環境噪聲信息管理GIS可以根據噪聲監測和管理的需要提供如下功能設計。

5.1 監測信息系統功能設計（見圖1）

圖1 監測系統功能設計

5.2 基于GIS的環境噪聲信息管理系統功能設計（見圖2）

圖2 環境噪聲信息管理GIS功能設計

6 結語

GIS應用于環境噪聲領域、促進聲環境保護已逐漸走向信息化、現代化，并且通過構建噪聲環境信息管理系統GIS可以真實、準確反映出監測區域內的噪聲環境狀況，有助于提高噪聲控制管理效率，同時隨著GIS技術的應用，將會推動復雜環境噪聲的研究和發展。但在實際應用過程中尚存在一些問題，包括GIS本身的技術局限性、相關模型的不成熟等，而隨著這些問題的逐步解決，GIS技術應用于環境噪聲領域將會取得更大的突破。

[1]蔡銘，鄒競芳，李鋒，等. 城市環境噪聲模擬與評估系統—“中大聲圖”的研究與應用[J].中山大學學報（自然科學版）， 2012（01）： 44-49.

[2]陳冬青，袁曉梅，施月娣.基于GIS的交通噪聲綜合評價系統研究[J].工程圖學報，2007（5）：136-141.

[3]耿安朝.地理信息系統在環境科學領域的開發與應用[J].蘇州城建環保學院學報，2000，13（1）：17-22.

[4]楊志國，姜亢.城市噪聲污染管理中的GIS應用研究[J].環境科學與管理，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