《宁波城市噪声地图信息系统-研究方案tostudent.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《宁波城市噪声地图信息系统-研究方案tostudent.doc（18页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、1 / 18 文档可自由编辑打印宁波城市噪声地图信息系统研究方案研究方案I / 18 文档可自由编辑打印目目 录录1项目任务项目任务.11.1项目目标 .11.2考核指标 .11.3系统具有的主要功能 .12城市噪声地图信息系统框架结构城市噪声地图信息系统框架结构.22.1需求分析 .22.2系统框架 .22.3预警范围 .33噪声综合信息数据库噪声综合信息数据库.44软件系统实施方案软件系统实施方案.74.1软件运行环境和编辑语言 .74.1.1.开发环境.74.1.2.系统的体系结构.74.1.3.软件模块及作用关系.84.1.4.各个软件部分的关系.94.2城市噪声系统软件功能 .104
2、.2.1.系统初始界面.104.2.2.噪声源数据采集.114.2.3.数据编辑.114.2.4.噪声模拟计算.124.2.5.噪声分析制图.124.2.6.噪声地图发布.145技术特点和创新点分析技术特点和创新点分析.175.1技术特点分析 .175.2创新点分析 .176平台建设经费预算平台建设经费预算.171 / 18 文档可自由编辑打印1项目任务项目任务1.11.1项目目标项目目标依据城市噪声地图研究的总需求，研究噪声地图的 GIS 空间分析技术；结合计算机技术和数据库技术，完成 GIS 数据和专业软件的整合，建立宁波市噪声地图查询和发布信息系统。该系统可以方便地管理各种基础空间数据资
3、源，组织面向城市地图需求的数据分析模型（包括基础分析算法库和专用算法库） ，实现任何从简单到复杂的GIS 任务，如声源采集和管理、地图管理、城市噪声分析、噪声分布图、噪声敏感性分区、可视化建模、制图排版等。1.21.2考核指标考核指标1）建立基于 3S 技术的宁波市城市噪声地图信息系统结构。2）建立宁波市噪声源专题数据库结构，具有实现对噪声源及地理空间信息的可持续性管理。3）建立基于 GIS 的噪声地图制作和应用框架，研发噪声地图查询和发布技术系统。1.31.3系统具有的主要功能系统具有的主要功能结合 GIS 技术和数据库技术，建立城市噪声专题数据库结构，形成城市噪声地图信息系统平台框架，为道
4、路交通等噪声地图系统的运行管理提供技术支撑。（1）实现噪声源数据采集与管理；（2）完成城市噪声专题数据库结构框架构建；（3）计算提交城市噪声影响范围、实现多形式的噪声地图可视化；（4）城市噪声信息系统可在最短时间内制作城市噪声地图，并提交信息中心完成地图发布。2 / 18 文档可自由编辑打印2 2城市噪声地图信息系统框架城市噪声地图信息系统框架结构结构2.12.1需求分析需求分析（1）获取数据，从调研、实地测量噪声数据、电子地图及遥感影像等不同途径获取基本数据并构建成为 GIS 数据库，通过 GIS 系统控制数据质量，管理维护数据。定义和评估所采集的各项数据数据，挑选出噪声地图模拟计算中要用到
5、的数据；（2）在可接受的精度范围内简化数据，处理并删除重复的数据，增加噪声地图所需的其他数据。通过采用来自现有的环境 GIS 电子地图的数据来解决大量的基础数据获取问题，但部分数据需要在数据库软件 Microsoft Access 中进行一定的处理。（3）调整计算模型，优化计算参数，利用 Predictor-LimA计算并输出噪声地图的数据。（4）在 GIS 系统展示和分析噪声数据，通过 GIS 面向公众发布网络噪声地图。 2.22.2系统系统框架框架城市噪声地图信息系统基于空间数据和属性数据的联合分析处理，提高数据的查询、分析、编辑、检索等效率。系统采用基于COM的组件式软件开发方法，在业务
6、上将系统划分为数据采集与质量控制、数据编辑管理、查询统计、空间分析、数据产品服务、可视化建模与专题制图、数据库管理等功能模块；在系统内部功能实现上将系统划分为相对独立的功能组件，相互之间基于接口进行通信。在软件体系构成上采用三层C/S结构（图2.1），即数据层、GIS处理层与服务层三层结构体系，分别负责实现数据管理访问、GIS业务处理、用户交互等功能，提高系统的灵活性和可维护性。3 / 18 文档可自由编辑打印噪声统计数据经济人文数据基础监测数据属性数据库空间数据库数数据据层层基础空间数据影像数据属性数据访问VS.NET空间数据访问ArcSDE服服务务层层数据访问组件三维建模组件空间分析组件分
7、析统计组件数据编辑组件系统管理组件数据采集与质量控制数据编辑管理数据检索与空间分析噪声地图服务可视化建模与专题制图数据库 管理用户登录噪声源数据GIS处处理理层层图图 2.12.1 系统框架图系统框架图2.32.3预警范围预警范围系统以宁波市海曙区为研究范围（图2.2）。图图 2.22.2 宁波城市噪声地图信息系统宁波城市噪声地图信息系统范围范围4 / 18 文档可自由编辑打印3噪声综合信息数据库噪声综合信息数据库GIS 数据库是数据管理的中心，通过 GIS 数据库，数据质量被检验，数据得以分类、管理和保存，为输出到噪声地图计算软件做准备。针对宁波市经济、社会和生态环境、气象、地理、噪声源等特
8、点，以及城市噪声系统的需求，建立了城市噪声信息系统的相关数据库，如基础数据库、噪声源数据库、噪声分析产品数据库、系统运行数据库等。城市噪声综合信息数据库噪声源数据库噪声统计数据库噪声地图基础因子库服务产品数据库城市噪声专题数据库发布产品数据库等分析指标库元数据库用户数据库权限数据库日志数据库等系统运行数据库基础地理信息数据库基础地质空间数据库社会经济人口数据库等基础数据库交通干线数据库解译要素库图图 3 3 综合信息数据库组成综合信息数据库组成基础数据库基础数据库基础数据库是城市噪声地图信息系统的背景数据和参考数据，主要包括基5 / 18 文档可自由编辑打印础地理信息数据（行政区划、居民地、道
9、路等地理要素） 、基础地质数据（城市土地类型、地形特征等地质要素）和社会经济人口数据库（人口分布、国民经济、旅游经济等） 。城市噪声专题数据库城市噪声专题数据库城市噪声数据库记录了各次噪声分布及分析结果。基于噪声分布历史数据，有助于分析城市噪声的变化趋势，为噪声源分析、减噪方案设计提供数据支持。城市噪声专题数据包括噪声源数据、噪声统计数据、噪声专题数据等。服务产品数据库服务产品数据库城市噪声地图信息系统服务产品数据库可以分为：基础因子库通过对基础空间数据直接提取转换为噪声地图需要的因子数据（如道路模型、建筑物模型等）分析指标库在基础数据空间数据的基础上，结合 GIS 专业模型分析算法，计算获取
10、专业分析指标（如声学计算参数等）解译要素库在遥感影像或扫描图件上，对比基础空间数据，通过自动化或人机交互方式实现对研究对象进行要素提取，形成专业要素数据（如新增加噪声源等信息提取） 。发布产品数据库形成 GIS 专题图、指标数据统计图、文档、图片等。系统运行数据库系统运行数据库系统运行数据库主要存储元数据库、用户及权限管理信息、系统运行日志信息等，以保证系统安全运行。元数据库用于整个系统数据库的查询与检索，用户及权限管理信息主要用于管理用户登录及权限分配，系统运行日志信息表用于记录用户的登录及操作信息。6 / 18 文档可自由编辑打印4软件系统实施方案软件系统实施方案4.14.1 软件运行环境
11、和编辑语言软件运行环境和编辑语言4.1.1.4.1.1. 开发环境开发环境操作系统：Microsoft Windows系列操作系统系列操作系统数据库：Microsoft Access软件支撑环境：ArcEngine 9.2暨授权暨授权LicenseMicrosoft NET2.0 框架框架DotNetBar for Windows Forms软件编辑语言：Visual C# .NET+ ArcEngine 9.2 SDK组件组件4.1.2.4.1.2. 系统的体系结构系统的体系结构系统采用浏览器/服务器、客户机/服务器混合模，它由以下三层体系结构（图 4.1）组成。（1）客户端浏览器负责与用户
12、交互，实现数据的采集和传送。固定点在线监测数据通过 IP 宽带网实时传送,移动点监测数据通过 GSM 网络可以将现场GPS 数据、实时监测数据动态地传送。（2）中间件服务器层主要由 Web 服务器和 GIS 服务器组成。Web 服务器通过 TCP / IP 协议管理与浏览器、GIS 服务器之间的数据传输。它接收浏览器传来的请求，进行用户权限等安全性检查,同时激活应用程序将请求转换成 GIS服务器所能接受的形式。如用户要存取数据集，则将请求数据转换，然后送到GIS 服务器。GIS 服务器若收到数据请求，会通过 ADO.Net 技术实现与后台数据库进行连接，并对数据库的操作。GIS 服务器处理完后
13、，会将结果集返回给Web 服务器。Web 服务器将结果集进行处理，并转换成浏览器能够接收的HTML 文档形式后返回给客户端浏览器。（3）数据库层实现数据的管理和存储。它由空间信息数据库、资源信息数据库、噪声源信息数据库、历史信息数据库、知识库和规则库等组成。7 / 18 文档可自由编辑打印IP宽 宽 宽GSM宽 宽宽 宽 宽保 保 保 保 保 保 保 保 保GIS保 保 保Web保 保 保保 保 保 保 保保 保 保 保 保 保图图 4.14.1 系统的体系结构系统的体系结构4.1.3.4.1.3. 软件模块及作用关系软件模块及作用关系城市噪声地图系统的软件程序结构见图 4.2，包括地图管理模
14、块、数据管理模块、噪声地图模拟模块、地图可视与发布模块四个部分构成。 噪噪声声专专题题信信息息数数据据库库城市噪声地图信息系统城市噪声计算模拟可视化建模任务调度权限管理噪声数据查询与空间分析预警分析与地图发布基础地图与噪声源管理基基础础地地理理信信息息数数据据库库产产品品数数据据库库实实时时数数据据库库基基础础设设施施层层交交换换机机防防火火墙墙数数据据存存储储层层基基础础框框架架支支撑撑层层表表现现层层应应用用系系统统层层标标准准规规范范管管理理体体系系基础功能通用GIS功能模拟计算与噪声成图专专用用数数据据库库应应用用数数据据库库运运行行管管理理服服务务器器数据库和GIS系统P PC C机
15、机图图形形工工作作站站大大屏屏幕幕打打印印机机入入侵侵监监测测设设备备4.24.2 系统软件平台结构系统软件平台结构基础地图与噪声源管理模块基础地图与噪声源管理模块（1）实现了电子地图的打开、地图基本操作、地图量测和标注等功能。8 / 18 文档可自由编辑打印其中地图基本操作包括地图的放大、缩小、漫游、归心和复原，地图量测包括两点测距、折线测距和区域测面积。（2）实现了对相关地图数据的信息管理；（3）实现了基于数据库的对本系统所需的重要的噪声源数据的管理。噪声源查询与空间分析噪声源查询与空间分析模块模块提供了噪声源参数和空间分析参数的输入界面：（1）实现对各类噪声源查询，生成专题统计分析结果。
16、（2）实现基于已定制的设定噪声源，根据所需采取不同计算指标进行地理空间分析。模拟计算与噪声成图模块模拟计算与噪声成图模块（1）统计区域内各道路的车辆类型、流量进行，确定噪声源及其参数，在Predictor-LimA 噪声模拟软件中生成建筑和道路模型，计算研究范围的噪声分布。（2）系统依据读入噪声预测结果，直观显示出敏感点的噪声值。（3）建立评价区域内噪声影响范围与程度的噪声地图。预警分析与地图发布模块预警分析与地图发布模块从电子地图上能够显示行政区划、敏感点、道路、河流等城市要素；实现从平面及立面显示噪声分贝值分布；以不同研究对象的预警分贝数为依据，建立报警显示，显示最大浓度和超标范围；同时，
17、实现分析结果（城市噪声地图）及时发布。4.1.4.4.1.4. 各个软件部分的关系各个软件部分的关系软件各部分的关系见图4.3。9 / 18 文档可自由编辑打印基基础础地地图图与与噪噪声声源源管管理理地图数据管理计算结果数据获取地图基本操作噪声源数据管理预预警警分分析析与与地地图图发发布布噪声数据分析噪声地图制图噪声地图发布基础数据噪噪声声源源查查询询与与空空间间分分析析噪声源属性噪声源查询噪声源分析模模拟拟计计算算专专家家系系统统Predictor-LimA数据分析图图 4.34.3 软件各部分的关系软件各部分的关系4.24.2城市噪声系统软件功能城市噪声系统软件功能4.2.1.4.2.1.
18、 系统初始界面系统初始界面图图 4.44.4 软件初始界面软件初始界面进入该界面后，主界面左上角的地图显示区域会展现出相应的地图观察区域，地图观察区域左边有一条长条形的工具栏，该工具栏集中了一些地图常规操作，如：地图放大、缩小、漫游、归心、无极缩放、旋转、视图前后切换、点、线、面标注、标注拾取、要素选择等。10 / 18 文档可自由编辑打印4.2.2.4.2.2. 噪声源数据采集噪声源数据采集噪声源数据采集完成各种数据资料的收集与入库管理，支持各种类型的采集；主要包括外部数据导入，实时数据接入，数据格式转换和数据质量控制等功能，最终形成噪声地图。外部数据导入：外部数据导入：数据库数据导入、文件
19、数据导入、数据格式转换。实时数据接入：实时数据接入：实时自动接入、支持数据格式转换。外部数据库关联：外部数据库关联：系统通过设置数据库关联参数并连接到外部数据库，业务系统可通过所关联的数据库获取所需的数据。同时支持空间数据与外部数据库的关联，可利用所关联的数据进行因子提取、制作各种专题图等。数据格式转换：数据格式转换：数据格式转换内嵌到数据采集的其他模块和噪声数据分析模型中，保证数据能够正确入库，正确参与模型计算。数据质量控制：数据质量控制：对来自不同数据源的不同数据格式的数据进行合法性检查，包括是否完整、是否符合格式要求，保证数据满足其他子系统的数据要求。外部数据导入实时数据接入外部数据库关
20、联数据格式转换临时库城市噪声信息数据库宁波城市噪声地图信息系统图图 4.54.5 数据格式转换功能设计数据格式转换功能设计4.2.3.4.2.3. 数据编辑数据编辑数据编辑功能提供噪声源数据及其他空间数据的空间信息编辑和属性信息的编辑。空间信息是描述地形地物空间位置和空间拓扑关系的数据，如组成一11 / 18 文档可自由编辑打印条公路的坐标点数据，与这条公路相连的其他地物等。那么空间信息编辑就分为点要素编辑、线要素编辑和面要素编辑，能够增加要素、移动要素、删除要素。能够编辑空间数据的属性信息，可以增加字段、删除字段、字段填值等操作。4.2.4.4.2.4. 噪声模拟计算噪声模拟计算确定噪声源确
21、定噪声源提供用户界面，输入噪声源数据参数，调用专家系统实现噪声源数据格式转换，满足噪声计算要求。噪声值计算噪声值计算对区域内各道路的车辆类型、流量进行统计。确定噪声源及其参数，结合GIS数据，在Predictor-LimA噪声模拟软件中生成建筑和道路模型，计算研究范围的噪声分布。4.2.5.4.2.5. 噪声分析制图噪声分析制图噪声统计噪声统计系统在读入噪声预测结果后，对噪声预测值进行统计，并以直观的二维柱状、饼状或立体柱状图表等形式显示出敏感点的噪声值。噪声查询噪声查询用户可以多种方式进行预测结果查询，如按地点名称、按噪声等级、按噪声标准、按地理坐标方法，从而评价区域内噪声污染状况。查询结果
22、根据需要可以是数字、图层或表格等。标注图标注图根据需要将预测结果值标注在地图上，目的是让用户能明了的看到每个预测点的噪声值。分布图分布图依据有关声环境质量标准的规定，按颜色等级来反应不同范围的噪声区域。使用主要接口包括 IRasterRenderer，它实现了RasterRGBRenderer、RasterUniqueValueRenderer、RasterClassfyColorRampRenderer、RasterStretchColorRampRenderer、RasterDiscreteColorRenderer 等。12 / 18 文档可自由编辑打印图图 4.64.6 城市噪声分布图
23、城市噪声分布图噪声敏感分区图噪声敏感分区图将地图分成若干类敏感功能区，在不同的功能区执行相应的噪声标准。将预测点的噪声值显示在功能区划图中，就能清楚地看到每个预测点的噪声是否超标，同时可提出对策措施。等值线图等值线图为了能够直观显示各个地区的噪声值，可以利用插值方法生成等值线。如图 4.7，A，B，C 点是同一位置的点，但其噪声等级并不完全一致，可根据噪声值制作竖直面内的等高线。13 / 18 文档可自由编辑打印图图 4.74.7 等高线图等高线图4.2.6.4.2.6. 噪声地图发布噪声地图发布基于城市噪声地图，结合网络技术，提供噪声地图查询和发布的平台。使公众通过 网络可以访问所在区域的噪
24、声地图，了解声环境质量状况。噪声地图网络发布基本流程如下（图 4.8）：14 / 18 文档可自由编辑打印数据图层地图上传地图瓦片库网络瓦片噪声数据编辑切片FTP上传访问拼接综合显示图图4.84.8 网络发布基本流程网络发布基本流程切片，是将一定范围内的地图，按照一定比例尺切成若干规则的图片，并以一定的命名规则和组织方式存储到图片库中，形成金字塔模型的静态地图缓存。其目的是以“空间换取时间” ，预先缓存地图，读取静态的篾片在客户端拼接浏览，从而可以快速地提供地图的服务，带来更好的用户体验。按照特定的切图算法生成规矩的瓦片式图片库，通过 FTP 方式将数据上传到服务器，由 Web 程序应用程序访
25、问、拼接和显示，最终在浏览器中还原地图，实现地图的网络发布。（1）地图范围的获取。切图之前先要指定将要进行瓦片切图的地图的初始地理坐标范围，再对该地理坐标范围进行修正,使其地理坐标范围的长高比为便于切图的比例(如3：1,2：1,1：1 等)，进而选取修正后的地理坐标范围的一个起始点，开始对该固定范围进行切。切片范围的选取可根据具体需要灵活地确定，比如可以默认获取整个地图15 / 18 文档可自由编辑打印范围，可以通过鼠标选择、手动输入、矢量叠加等方式获取制图的范围。求行列号（j，k）切片区域的坐标范围（curXMin,curXMax,curYMin,curYMax）的方法是：;2 / orgY
26、Min) -(orgYMax * 1) (j orgYMin curYMax ;2 / orgXMin) -(orgXMax * 1) (k orgXMin curXMax ;2 / orgYMin) -(orgYMax * j orgYMin curYMin ;2 / orgXMin) -(orgXMax *k orgXMin curXMin 1 -level1 -level1 -level1 -levelorgXMin,orgXMax,orgYMin,orgYMax 为整个切片区域的坐标范围，level 表示该切片的切片等级。瓦片的命名规则。按不同级别规则的命名：切片级数=命名位数；下一级
27、图层继承上一级图层名，并追加 0、1、2、3来区别下一级图层的四张图片。如第二级的图片名 13，它的下一级图层名分别为 130、131、132、133，以此类推。图图4.94.9 切片级数切片级数切片保存的实现。主要利用 ArcGISEngine 中的 IExport 、IActiveView、IEnvelope 等接口进行地图瓦片的生成,根据切图等级和切割的行列数不断调整地图的可视范围,然后将当前地图范围的显示内容导出为预定义格式的图片,并按照瓦片库的目录组织结构进行存储。（2）FTP 上传将切好的本地图片库上传到数据服务器上，才方便 web 应用程序的访问。数据的上传涉及到域名，空间等问题
28、。上传过程中，上传的方式一般有两种上传方式 http 和实现上传选择 ftp 的方式比较好，利用对象，就可方便实现上传；16 / 18 文档可自由编辑打印对于选择上传的位置，由于当切片等级很大时，产生的瓦片数据也达 100M 以上，因此，要考虑切片的等级，要选择适当的存储位置。服务器噪声系统终端机终端机终端机打印机FTP图图 4.104.10 FTPFTP 上传流程上传流程5 5技术特点和创新点分析技术特点和创新点分析5.15.1 技术特点技术特点分析分析噪声地图展示了城市区域环境噪声污染普查和交通噪声污染模拟与预测的成果，为城市总体规划、交通发展与规划、噪声污染控制措施提供了科学的决策依据。城市规划、交通主管、环境保护等政府部门和市民大众均可获益。5.25.2 创新点分析创新点分析利用环境 GIS 现有数据资源，通过 GIS 数据和专业软件的整合，在技术上解决了计算大面积噪声地图时获取和编辑数据较为困难的问题，极大提高了制作效率和精度，为噪声地图制作提供了低成本的解决方案。结合GIS 的开发，提供噪声地图查询和发布的平台。使公众通过 IE、Firefox等浏览器便可以访问所在区域的噪声地图，了解声环境质量状况。