构建城市噪声地图的方法技术

本发明专利技术提供了一种构建城市噪声地图的方法，所述构建城市噪声地图的方法通过采集部分区域、部分日期及部分时间段的噪声数据并映射到构建的三维噪声数据张量模型上；基于采集的部分区域、部分日期及部分时间段的噪声数据和低秩张量填充算法恢复未采集的区域、日期及时间段的噪声数据并映射到三维噪声数据张量模型上；基于三维噪声数据张量模型上的所有区域、所有日期及所有时间段的噪声数据构建城市噪声地图。由于本发明专利技术基于稀疏的噪声数据恢复了整个城市的噪声数据，进而构建出不同时刻城市噪声地图，相比传统的方法，节约了社会资源，免除了大量检测站点的建立与维护，缩短了构建噪声地图的时间，提高了工作效率。

Method for constructing urban noise map

The present invention provides a method for constructing city noise map, the method of constructing city noise map through the noise data acquisition part of the region, part of the date and time and mapped to the 3D data model based on tensor noise; noise data acquisition part of the region, part of the date and time and low rank tensor filling algorithm restore the collection area, date and time of the noise data and mapped to the 3D data model based on tensor noise; based on all regions, the three-dimensional noise model on the noise data tensor data of all the date and all the time to build the city noise map. Because of the noise data sparse recovery based on the noise data of the whole city, and then build a different time city noise map, compared to the traditional method, save social resources, from the establishment and maintenance of a large number of test sites, shorten the construction time of the noise map, improve work efficiency.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及噪声恢复
，特别涉及一种构建城市噪声地图的方法。
技术介绍
随着社会的发展，环境污染不仅限与水污染，大气污染等传统的污染。由于城市的加速发展，噪声污染越发的严重。研究表明，噪声对人类的伤害包括生理和心理的。生理上，噪声一定程度上会诱发多种疾病，例如头痛，脑胀，耳鸣，而长期处在高噪声环境下工作的人，高血压，动脉硬化和冠心病的发病率要比正常人的高2～3倍。心理上，噪声会对人类日常生活和睡眠造成干扰，导致人们注意力分散，反应迟钝工作效率下降等。因此，构建城市噪声地图，掌握城市的噪声分布，对于政府机关治理噪声污染，人民及时掌握周边噪声情况都是有着非常重要的意义的。但相比于其他污染，噪声污染有自己的特点。首先，噪声分布会随着时间动态改变，比如同一个地点，不同的时间，噪声污染的情况差异很大。其次，噪声的分布同时也是随着地理的位置的不同而改变的。最后，噪声源主要来自于人类活动，而人类活动的规律复杂性导致了噪声分布随着时间和空间的变化也变得极其的复杂。因此，构建城市噪声地图是一件相对复杂和困难的事。目前，一些大的城市会在某些街道设置噪声监测站点，实时显示当前位置的噪声分贝值。然后虽然建立监测站能够最真实的反应当前该区域的噪声状况，但是建设成本和维护成本都是高昂的，大量的噪声监测站分布在城市的角落中不仅影响城市的美观，而且也会占用宝贵的土地资源。为了能够进一步推进对噪声污染的研究和整治，我们迫切需要一种新的方法来检测城市环境噪声。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种构建城市噪声地图的方法，以实时获知不同区域的噪声值，以便于推进对噪声污染的研究和整治工作。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种构建城市噪声地图的方法，所述构建城市噪声地图的方法包括：构建三维噪声数据张量模型，所述三维噪声数据张量模型的三个维度分别表示不同区域、不同日期及不同时间段；采集部分区域、部分日期及部分时间段的噪声数据并映射到所述三维噪声数据张量模型上；基于采集的部分区域的噪声数据和低秩张量填充算法恢复未采集的区域、日期及时间段的噪声数据并映射到所述三维噪声数据张量模型上；基于所述三维噪声数据张量模型上所有区域、所有日期及所有时间段的噪声数据构建城市噪声地图。可选的，在所述的构建城市噪声地图的方法中，所述采集部分区域、部分日期及部分时间段的噪声数据在映射到所述三维噪声数据张量模型上之前包括：对噪声数据进行调整及矫正的步骤。可选的，在所述的构建城市噪声地图的方法中，对噪声数据进行调整及矫正包括：采集声音信号；采用基2离散快速傅里叶变化对所述声音信号进行频率抽取，并将声音信号中分量最大的频率作为所述声音信号的频率；根据所述声音信号的频率计算A记权声压级；基于所述A记权声压级和所述声音信号的原始声压级计算A记权调整后的声压级；根据A记权调整后的声压级及采集声音信号的设备的矫正参数计算矫正后的噪声数据。可选的，在所述的构建城市噪声地图的方法中，所述计算A记权调整后的声压级采用如下式子：SPL＝LA+LP；其中，LA为A记权声压级，LP为声音信号的原始声压级，SPL为A记权调整后的声压级。可选的，在所述的构建城市噪声地图的方法中，计算矫正后的噪声数据采用如下式子：yc＝aSPL+b；其中，a，b为采集声音信号的设备的矫正参数，SPL为A记权调整后的声压级，yc为矫正后的噪声数据。可选的，在所述的构建城市噪声地图的方法中，所述采集声音信号的设备的矫正参数与设备的型号有关。可选的，在所述的构建城市噪声地图的方法中，采集声音信号的设备为手机或平板电脑。可选的，在所述的构建城市噪声地图的方法中，采集噪声数据的设备设置有声音传感器，并具有GPS定位和网络传输功能。可选的，在所述的构建城市噪声地图的方法中，还包括利用城市POI和道路网络信息辅助恢复未采集的区域、日期及时间段的噪声数据。在本专利技术所提供的构建城市噪声地图的方法中，所述构建城市噪声地图的方法通过采集部分区域、部分日期及部分时间段的噪声数据并映射到构建的三维噪声数据张量模型上；基于采集的部分区域、部分日期及部分时间段的噪声数据和低秩张量填充算法恢复未采集的区域、日期及时间段的噪声数据并映射到三维噪声数据张量模型上；基于三维噪声数据张量模型上的所有区域、所有日期及所有时间段的噪声数据构建城市噪声地图。由于本专利技术基于稀疏的噪声数据恢复了整个城市的噪声数据，进而构建出不同时刻城市噪声地图，相比传统的方法，节约了社会资源，免除了大量检测站点的建立与维护，缩短了构建噪声地图的时间，提高了工作效率。附图说明图1是本专利技术一实施例中构建城市噪声地图的方法的流程图；图2是本专利技术一实施例中三维噪声数据张量模型的结构示意图；图3是本专利技术一实施例中构建的城市噪声地图中格子之间的几何距离计算示意图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的构建城市噪声地图的方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。请参考图1，其为本专利技术的构建城市噪声地图的方法的流程图，如图1所示，所述构建城市噪声地图的方法包括：首先，执行步骤S1，构建三维噪声数据张量模型，所述三维噪声数据张量模型的三个维度分别表示不同区域、不同日期及不同时间段；所谓的不同时间段指一天内的不同时间段，例如以一个小时为一个时间段，则需将一天分为24个时间段。接着，执行步骤S2，采集部分区域、部分日期及部分时间段的噪声数据并映射到所述三维噪声数据张量模型上；接着，执行步骤S3，基于采集的部分区域、部分日期及部分时间段的噪声数据和低秩张量填充算法恢复未采集的区域、日期及时间段的噪声数据并映射到所述三维噪声数据张量模型上；接着，执行步骤S4，基于所述三维噪声数据张量模型上所有区域、所有日期及所有时间段的噪声数据构建城市噪声地图。较佳的，为了提高采集噪声数据的可靠性，所述采集部分区域、部分日期及部分时间段的噪声数据在映射到所述三维噪声数据张量模型上之前包括对噪声数据进行调整及矫正的步骤。这里所谓的调整及矫正主要体现在对原始声压级进行A记权调整及采集噪声数据的设备相对于标准噪声仪器存在的误差进行矫正。原因在于，噪声污染程度主要由本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种构建城市噪声地图的方法，其特征在于，包括：构建三维噪声数据张量模型，所述三维噪声数据张量模型的三个维度分别表示不同区域、不同日期及不同时间段；采集部分区域、部分日期及部分时间段的噪声数据并映射到所述三维噪声数据张量模型上；基于采集的部分区域的噪声数据和低秩张量填充算法恢复未采集的区域、日期及时间段的噪声数据并映射到所述三维噪声数据张量模型上；基于所述三维噪声数据张量模型上所有区域、所有日期及所有时间段的噪声数据构建城市噪声地图。

【技术特征摘要】
1.一种构建城市噪声地图的方法，其特征在于，包括：
构建三维噪声数据张量模型，所述三维噪声数据张量模型的三个维度分别
表示不同区域、不同日期及不同时间段；
采集部分区域、部分日期及部分时间段的噪声数据并映射到所述三维噪声
数据张量模型上；
基于采集的部分区域的噪声数据和低秩张量填充算法恢复未采集的区域、
日期及时间段的噪声数据并映射到所述三维噪声数据张量模型上；
基于所述三维噪声数据张量模型上所有区域、所有日期及所有时间段的噪
声数据构建城市噪声地图。
2.如权利要求1所述的构建城市噪声地图的方法，其特征在于，所述采集
部分区域、部分日期及部分时间段的噪声数据在映射到所述三维噪声数据张量
模型上之前包括：对噪声数据进行调整及矫正的步骤。
3.如权利要求2所述的构建城市噪声地图的方法，其特征在于，对噪声数
据进行调整及矫正包括：
采集声音信号；
采用基2离散快速傅里叶变化对所述声音信号进行频率抽取，并将声音信
号中分量最大的频率作为所述声音信号的频率；
根据所述声音信号的频率计算A记权声压级；
基于所述A记权声压级和所述声音信号的原始声压级计算A记权调整后的
声压级；
根据A记权调整后...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃兆坤，朱燕民，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31