基于GIS的环境噪声监测系统设计与实现

GIS技术在环境噪声管理中的应用摘要本文以湖北工程学院校园环境噪声污染问题为研究对象，以地理信息系统为工具，建立了一个噪声信息系统，展示了从信息采集、输入、分析到专题图输出等全过程，分析了环境地理信息系统的功能和潜力，并由此展望GIS技术在环境质量管理中的应用前景。

关键词地理信息系统；噪声监测；环境质量管理本研究对湖北工程学院校园环境噪声以及周边市政道路的交通噪声进行监测，然后运用地理信息系统软件MapInfo绘制校园噪声分布专题图，直观地得出结果并进行分析。

1 校园环境噪声监测湖北工程学院地处汉代孝子董永故里湖北省孝感市，校园占地面积一千四百余亩，建筑宏伟，绿树成荫，环境优美。

然而随着校园建设和周边市政道路的发展，环境噪声尤其是交通噪声对宁静校园环境产生了污染，干扰了教职工及学生们的学习、工作和生活。

根据现有资料，国内多所高校都有部分地点的噪声超过了国家标准。

目前，使用地理信息系统对大学校园噪声污染问题进行分析的研究尚未见报道。

根据《城市区域环境噪声测量方法》（GB/T 14623-93）的附录A《城市区域环境噪声普查方法》（补充件），采用定点测量方法对湖北工程学院进行噪声监测。

检测时间为2012年4月25日至5月8日，每天3次，早上8：30，下午16：30，晚上21：30。

在每个监测地点监测20min，取200个数据。

将各监测点的数据由大到小顺序排列，确定噪声的峰值L10，平均值L50，本底值L90并求出等效连续声级Leq。

2 环境噪声监测系统的建立在地信软件MapInfo上制作一个噪声监测信息专题图的基本步骤为：1）将“湖北工程学院平面图”以栅格图像的文件类型导入到MapInfo中；2）选择绘图（Draw）工具条，在装饰图层中将噪声测点及其区域数字化；3）创建Table（表），并将检测结果作为属性数据输入(如图1）；4）将属性数据添加到空间数据库中；5）创建缺省TIN格网专题地图（图2）。

环境噪声监测与控制系统的设计与实现环境噪声是人们日常生活中普遍存在的问题，对人体健康和社会安定产生负面影响。

为了解决这个问题，环境噪声监测与控制系统被广泛应用于工业、交通等领域。

本文将着重讨论这个系统的设计与实现。

首先，环境噪声监测与控制系统的设计需要考虑几个关键方面。

首先是传感器的选择和布置。

合理选择传感器可以保证监测数据的准确性和全面性。

常见的传感器包括噪声传感器、加速度传感器和温度传感器等。

这些传感器应该能够实时采集和传输环境噪声数据。

同时，传感器的布置应该根据实际的监测需求进行合理规划，以覆盖监测区域的各个角落。

其次，环境噪声监测与控制系统的实现需要依靠先进的数据处理和分析技术。

监测系统应具备数据存储、实时处理和分析的功能。

传感器采集到的数据应该能够存储在系统的数据库中，并且能够通过网络实时传输到监测中心。

同时，系统应该能够对数据进行实时处理和分析，提供可视化的监测结果和报告。

这些技术的应用可以帮助决策者更好地了解环境噪声的状况，并采取相应的控制措施。

此外，环境噪声监测与控制系统还应该具备远程监测和控制的能力。

通过远程监测和控制系统，监测中心可以实时了解环境噪声的变化并迅速采取控制措施。

远程监测和控制系统应该具备实时监测、实时控制和远程调节的功能。

决策者可以通过远程控制系统对噪声源进行调节，减少噪声对环境和人体健康的影响。

在环境噪声监测与控制系统的实施过程中，还需要解决一些问题。

首先是传感器选择和校准的问题。

不同噪声源需要采用不同类型的传感器，因此传感器的选择非常重要。

传感器的准确校准是保证监测结果准确性的关键。

其次是数据处理和分析的问题。

监测环境噪声会产生大量的数据，如何高效地处理和分析这些数据是一个挑战。

因此，需要开发适应的数据处理和分析算法，以及高效的硬件和软件工具。

最后是远程监测和控制的问题。

远程监测和控制系统的安全性和稳定性是值得关注的问题，需要做好网络安全措施和设备维护工作，确保系统长期稳定运行。

环境噪声监测系统设计与实现随着城市化进程的不断加速，环境污染问题也越来越突出，其中环境噪声是极其严重的问题之一。

长期处于噪声环境下，人们容易出现心理疾病、听力损失以及消化系统等方面的问题，对居民健康造成极大影响。

环境噪声监测系统的设计和实现，可以有效地保护我们的生活环境，为规范城市环境噪声，保障居民健康提供数据依据。

一、系统概述环境噪声监测系统，是通过采集环境中的噪声信号，进行实时监测并进行数据分析的系统。

该系统包括硬件模块和软件模块两部分，硬件模块主要包括数据采集模块、信号处理模块以及显示模块。

软件模块主要包括数据处理模块、图形显示模块和报警模块等。

二、系统构成1.数据采集模块数据采集模块采用高精度的麦克风传感器，采集环境中的噪声信号，并将信号输出到信号处理模块进行处理。

2.信号处理模块信号处理模块主要实现采集到的信号数据的预处理，并将预处理后的数据传输到数据处理模块中。

预处理过程主要包括去噪、滤波、压缩等等。

3.显示模块显示模块是将实时采集的噪声信号以图形化的方式显示出来，主要包括声压级曲线和声音频谱图。

4.数据处理模块数据处理模块对采集到的声音信号进行分类和分析，计算出环境噪声的等效声级和频谱分布，提供数据分析结果，如声音强度、频率分布等信息。

同时，通过对不同声源的定位，可对噪声源进行定位。

5.图形显示模块图形显示模块将处理后的数据通过图表、曲线等多种形式展示出来，便于人们对噪声环境的分析和理解。

6.报警模块报警模块用于根据不同的报警阈值，对噪声超标进行自动报警，提醒管理员进行处理。

三、系统实现1.硬件部分硬件部分的PCB电路板设计采用紧凑型的设计结构方案，整体尺寸小而稳定，方便于系统的集成和组装。

数据采集模块中的麦克风传感器选用品牌稳定且价格适中的产品，提高系统的可靠性。

信号处理模块使用高精度的数字处理器和采样控制器，结合滤波算法、去噪算法等技术，处理噪声信号数据，提高了信号的准确性和精度。

基于GIS的城市环境监测研究随着城市化进程的加速，城市环境问题日益凸显，如空气污染、水污染、噪音污染等，对居民的生活质量和健康产生了严重影响。

为了有效地监测和管理城市环境，地理信息系统（GIS）技术发挥着越来越重要的作用。

GIS 是一种集地理空间数据采集、存储、管理、分析和展示于一体的技术系统。

它能够将环境数据与地理空间位置相结合，实现对城市环境的可视化分析和综合评估。

通过 GIS，我们可以将城市划分成不同的区域，对每个区域的环境状况进行详细的监测和分析。

在城市环境监测中，GIS 可以用于空气质量监测。

通过在城市中布置多个空气质量监测站点，收集二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等污染物的浓度数据。

这些数据与监测站点的地理位置信息一起输入到 GIS系统中，能够生成直观的空气质量地图。

我们可以清晰地看到不同区域空气质量的差异，从而为制定针对性的污染治理措施提供依据。

例如，对于空气质量较差的区域，可以加强工业排放管控，增加绿化面积，以改善空气质量。

水污染也是城市环境面临的重要问题之一。

利用 GIS 技术，可以对城市河流、湖泊和地下水的水质进行监测和分析。

将水质监测数据与水域的地理信息相结合，能够准确地了解污染的分布情况和扩散趋势。

对于污染严重的水域，可以采取有效的治理措施，如加强污水处理设施建设，控制污染源排放等。

噪音污染同样不容忽视。

GIS 可以整合城市中的噪音监测数据，结合道路、商业区、居民区等地理要素，绘制噪音污染地图。

这有助于规划部门合理规划城市功能分区，减少噪音对居民的影响。

比如，将工厂、交通主干道等噪音源远离居民区，设置隔音设施等。

此外，GIS 还能够用于固体废弃物管理。

通过对垃圾填埋场、垃圾处理设施的位置和垃圾产生量的监测，优化垃圾收集和运输路线，提高垃圾处理效率，减少对环境的污染。

在数据采集方面，GIS 可以整合来自不同部门和传感器的数据，包括环保部门的监测数据、气象部门的气象数据、交通部门的交通流量数据等。

基于WebGis的大气环境监测平台的设计与实现基于当前大气污染事件对人类生活和身体造成的伤害越来越严重，本文设计并实现了基于WebGIS的大气环境监测平台，该系统采用B/S架构进行开发，实现大气环境监测信息的管理和数据分析，实时监测大气环境信息动态变化，根据数据分析结果，对大气环境变化趋势进行预警，最终以数据地图的形式呈现在公众面前。

该平台为政府大气环境评估和决策，居民出行防护等方面提供了参考依据。

标签：WebGIS；大气监测；B/S1.引言随着我国工业化的发展，居民健康面临着各种突发性工业污染的严重挑战，如雾霾、水污染、土壤污染以及噪声污染等。

这些工业污染会严重影响居民的身体健康和国家的可持续发展，因此建立完善的大气环境监测平台，对各站点监测的大气环境数据进行整合，以交互地图的形式展现，对居民的身体健康和政府的决策有着积极的影响。

GIS（地理信息系统）是一种计算机信息系统，它能够采集地理数据进行分析，最后将这些地理空间信息和相关的属性展示给用户。

随着计算机技术、空间技术等的飞速发展，GIS也开始越来越多的应用到日常生活的方方面面之中。

与C/S架构相比，基于B/S架构的WebGIS能够更为轻松搭建，低成本、低带宽需求，节约了开支，因此采用B/S架构的WebGIS应用逐步成为GIS应用的主流。

2.可行性分析WebGIS技术是GIS技术在互联网时代与网络结合的产物，普通用户能够通过浏览器在相距遥远的地方使用GIS应用，获取需要的GIS数据。

WebGIS能够通过地图与数据元素的结合，实现各种各样的业务需求，如查询分析、数据发布、空间模型发布、GIS数据共享。

基于WebGIS的大气监测平台能够对分布于全国范围内的数据采集站实时海量数据进行读取，对当前大气环境数据进行分析，当超出预设的阈值时可以进行预警，同时结合百度地图API进行交互展示，并针对性地提出相关建议。

该平台为人们的出行和政府的决策提供更好的支持。

关于GIS的区域环境噪声分析摘要：随着经济的快速发展，城市社会生活噪声污染也成为一个热点问题。

噪声污染空间分布特别复杂，这就对监控造成了很多大的难题。

笔者根据多年的工作经验对区域环境噪声进行了分析。

关键词：环境噪声; GIS;环境评价; IDW1、实验部分1. 1 研究方法根据某研究区域的地图和相关资料，对该区域地图进行扫描数字化，生成人行道缓冲区、住宅区、其他建筑区、教学行政区、车行道缓冲区、辅助线、辅助面等属性数据库。

根据监测范围大小，用ArcGIS 工具将研究区域划分成等大的正方形网格(150m×150m) ，以网格点为基础布设35个监测点，生成格网层和监测点层。

再利用GPS 定位寻找到准确的采样点，用声级计监测出对应点位的各个时段的等效连续A 声级，同时选择反距离加权数学模型进行内插，生成噪声等值线图与分布趋势图，使监测结果用图像可视化表达。

1. 2 研究内容1)噪声监测根据《声环境质量标准》( GB 3096—2008)，在无雨雪、无雷电天气，风速5. 0 m/s 以下，采用网格法对研究区域噪声状况进行监测。

2)研究区监测点布控与数据获取在ArcGIS 平台下，对某区域地图进行扫描数字化并布设35个采样监测点，格网间隔设置为150m×150m，得到研究区域的监测点布控图，再用GPS准确定位这35个布控点，进行为期35d 的连续噪声监测。

3)空间确定性插值确定性插值方法以研究区域内部的相似性或平滑度为基础，由已知样点来创建表面。

ArcGIS有反距离加权插值(IDW)、全局多项式插值、局部多项式插值和径向基函数插值等方法。

IDW插值法是基于相近相似的原理: 即2个物体离得越近，它们的性质就越相似，反之，相似性就越小。

它以插值点与样本点间的距离为权重进行加权平均，离插值点越近的样本点赋予的权重就越样点在预测值的计算过程中所占权重的大小受参数p的影响，即随着采样点与预测值之间距离的增加，采样点对预测点影响的权重按指数规律减少。

基于GIS的城市环境监测系统研究一、引言随着城市化进程的加速，城市环境问题日益凸显，如空气污染、水污染、噪音污染等，对居民的生活质量和健康产生了严重影响。

为了有效地监测和管理城市环境，提高环境质量，基于地理信息系统（GIS）的城市环境监测系统应运而生。

GIS 作为一种强大的空间数据管理和分析工具，能够将环境数据与地理空间信息相结合，为城市环境监测提供了全新的思路和方法。

二、GIS 在城市环境监测中的应用优势（一）空间数据管理与可视化GIS 可以有效地整合和管理城市环境监测中的各种空间数据，包括监测站点的位置、监测区域的范围、污染源的分布等。

通过将这些数据以地图的形式展示出来，能够直观地呈现环境状况的空间分布特征，帮助决策者快速了解环境问题的重点区域和发展趋势。

（二）多源数据融合城市环境监测涉及到多个部门和多种监测手段，产生了大量的异构数据，如气象数据、水文数据、污染源排放数据等。

GIS 具备强大的数据融合能力，能够将这些来自不同数据源的数据进行整合和关联，为综合分析环境问题提供了基础。

（三）空间分析功能GIS 提供了丰富的空间分析工具，如缓冲区分析、叠加分析、网络分析等。

利用这些工具，可以对环境监测数据进行深入挖掘，例如分析污染源的影响范围、评估环境质量与土地利用类型的关系等，为制定针对性的环境治理措施提供科学依据。

（四）决策支持基于 GIS 的城市环境监测系统可以为决策者提供直观、准确的环境信息，帮助他们制定合理的城市规划、环境政策和应急响应方案，提高决策的科学性和有效性。

三、基于 GIS 的城市环境监测系统的组成（一）数据采集模块数据采集是城市环境监测系统的基础，包括传感器监测、人工监测和数据导入等方式。

采集的数据类型涵盖空气质量、水质、噪音、土壤质量等多个方面，并通过网络传输将数据存储到数据库中。

（二）数据存储与管理模块采用关系型数据库或地理数据库来存储环境监测数据，包括监测站点信息、监测数据、空间数据等。

基于GIS的城市道路交通噪声模拟与评估系统设计者：王大蕾，陈志斌，罗鹏，马侠霖，袁乐笳指导教师：蔡铭(中山大学工学院广东广州510275)作品内容简介本小组基于美国联邦公路局的FHWA模型并结合地理信息系统，自主研发了城市道路交通噪声模拟与评估系统。

系统可以模拟城市中交通源以及点声源和任意形状的面声源对城市声场环境的影响；结合噪声辐射和传播模型并考虑建筑物群及林带对交通噪声的遮挡衰减，能够计算出城市区域的交通噪声并能将预测结果直接渲染在GIS地图上，形成交通噪声地图，直观清晰地展示城市区域交通噪声的污染程度和分布情况；针对广州内环路和珠江新城绘制了噪声地图，为城市交通噪声污染控制提供科学决策依据。

关键字：交通噪声，模拟与评估系统，地理信息系统，噪声地图1 研究背景噪声污染是城市环境问题的四大公害之一，目前它已经成为制约城市人居环境质量提高的重要因素[1]。

因此，掌握准确的环境噪声信息, 科学评价声环境质量现状、科学预测实施降噪措施后声环境的变化情况成为噪声管理和治理的重要基础[2]。

国外对声环境影响进行模拟和预测的软件主要有Cadna/A环境噪声模拟软件和SoundPlan软件，许多大中城市通过采用这两个软件绘制交通噪声地图以掌握交通噪声的污染程度和分布情况，例如英国的伯明翰是世界上最早展开噪声地图研究的城市，已于2000年完成全城噪声地图的绘制并于2004年再次更新地图[3]；德国已有500多个城镇绘制了噪声地图，并应用于工厂的选址及噪声的控制[4]；挪威运用噪声地图和人口统计资料来进行噪声控制[5]。

但是，这些国外噪声软件的计算模型并不适用于国内的情况。

在国内，张庆河、庞伟[6-7]等人亦展开了基于GIS的交通噪声评价和预测系统的研究，但这些系统仍存在预测目标单一、功能尚不完善等缺点。

针对以上情况，本小组在美国联邦公路局FHWA模型的基础上结合地理信息系统，研发出一个具有自主知识产权的城市交通噪声模拟与评估系统，系统可以模拟交通源以及点声源、任意形状的面声源对城市声场环境的影响；结合噪声辐射和传播模型并考虑建筑物群及林带对交通噪声的遮挡衰减，能够计算出城市区域的交通噪声并将预测结果在GIS地图上渲染，直观清晰地展示城市区域交通噪声的污染程度和分布情况；利用该软件，绘制出了广州市内环路和珠江新城交通噪声地图。

科技视界Science&Technology VisionScience&Technology Vision科技视界0引言以2012年“国家智慧城市试点工作”启动为标志,我国迅速进入智慧城市规划和建设的高潮期,智能环卫系统作为“智慧城市”的重要组成部分,近年来也有所发展。

目前智能环卫系统的应用主要有:对环卫车辆、人员的智能化管理,对城市垃圾和区域卫生状况的监测等[1][2]。

然而,智能环卫的发展在监测扬尘方面还有所不足,扬尘作为城市空气污染物的主要成分之一,严重影响了城市居民的生活质量[3]。

目前国内已有对工地扬尘进行监测的研究[4],而对于道路扬尘以及道路扬尘的重要来源———路面尘土,却还未能做到高效的实时的监测。

基于GIS的城市智能环卫监测系统主要是利用搭载在车辆上的传感器对城市道路扬尘进行监测,并依据一定的数学模型对路面尘土量作出拟合。

采用GIS技术将监测状态直观地呈现出来,并利用最优路径的算法对清洁车辆进行调度,对需要清扫的道路进行清洁作业,相较于目前“遍历”式的清扫方式,减少了道路清洁的成本。

此外,通过对历史监测数据的统计分析,还可以对城市道路规划、绿化建设和住宅选址等提供决策依据。

1系统组成和框架1.1系统总体结构设计图1基于GIS的城市环卫监测系统结构图城市环卫系统结构如图所示,系统可分为硬件系统和软件系统两大部分:硬件系统,主要承担数据采集、传输的任务,GPS模块采集定位数据、速度数据、监测时间数据,激光粉尘传感器模块采集PM2.5、PM10浓度数据,经处理器处理后,将一帧数据交由SIM900A模块通过GPRS网络将数据发送至服务器。

软件系统,主要具有数据的解析、存储、查询以及监测数据可视化、清洁路径规划和统计分析等功能。

服务器接收传感器传回的数据并进行解析,每一条记录对应空间上的一个点,将这些点与道路弧段进行匹配并赋予弧段相应的属性,根据弧段数据及相应的属性信息,不※基金项目:江苏省大学生实践创新训练计划项目(201610300045)。