環(huán)境噪聲監(jiān)測管理的環(huán)境信息化方法應(yīng)用

張闖

摘 要：本文通過對(duì)城市區(qū)域環(huán)境噪聲及我國環(huán)境噪聲污染現(xiàn)狀的分析，總結(jié)和歸納了我國環(huán)境噪聲監(jiān)測技術(shù)的現(xiàn)在存在的問題及原因，然后結(jié)合實(shí)際情況對(duì)環(huán)境信息系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢做了探討，最后對(duì)環(huán)境噪聲監(jiān)測管理的環(huán)境信息化進(jìn)行完善和改進(jìn)提供了建議。

關(guān)鍵詞：環(huán)境噪聲；監(jiān)測管理；環(huán)境信息化

隨著環(huán)境保護(hù)工作的深入開展和環(huán)境科學(xué)的形成和發(fā)展，人們逐漸認(rèn)識(shí)到對(duì)環(huán)境所發(fā)生的種種變化及其影響如何度量和評(píng)價(jià)已成為亟待解決的重大問題之一。環(huán)境信息是一個(gè)涉及許多領(lǐng)域的綜合信息，其內(nèi)容極為豐富，來源也十分廣泛，且各種環(huán)境信息之間具有十分強(qiáng)烈的相關(guān)性和綜合性。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)人們處理信息的重要工具。環(huán)境信息化可理解為信息技術(shù)在環(huán)境保護(hù)的應(yīng)用過程，在某種意義上來說就是將包括自然地理、經(jīng)濟(jì)社會(huì)、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境統(tǒng)計(jì)、污染源申報(bào)登記、污染源分布及源強(qiáng)、自然資源和環(huán)境容量等各方面的環(huán)境信息數(shù)字化，使環(huán)境管理適應(yīng)于信息經(jīng)濟(jì)時(shí)代。

1.我國環(huán)境噪聲污染現(xiàn)狀

環(huán)境噪聲污染主要來源是交通噪聲、工業(yè)噪聲、施工噪聲和生活噪聲。在我國城市環(huán)境噪聲污染已經(jīng)成為干擾人們正常生活的主要環(huán)境問題之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在影響城市環(huán)境的各種噪聲來源中，社會(huì)生活噪聲占47%，工業(yè)噪聲占8%-10%，建筑施工噪聲占5%左右，交通噪聲占30%。我國重點(diǎn)城市區(qū)域環(huán)境噪聲總體水平在56～58dB（A），處于中等污染水平，約有2/3的城市人口生活在高噪聲的環(huán)境中。我國重點(diǎn)城市道路交通噪聲總體水平近十年來居高不下，已有3/4以上的城市交通干線兩側(cè)噪聲平均值超過70dB（A）；低于70Bd（A）的城市比例不到20%。全國每年因道路交通噪聲污染導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失約合人民216億元，僅北京市每年因道路交通噪聲污染導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失就達(dá)15-20億元。我國各類功能區(qū)噪聲超標(biāo)比較普遍。據(jù)全國統(tǒng)計(jì)，全國反映噪聲污染的來信、來訪占環(huán)境污染投訴的比例逐年增加，而且一直高居各類環(huán)境污染投訴的第一位。

2.我國環(huán)境噪聲監(jiān)測技術(shù)的問題

我國的環(huán)境噪聲監(jiān)測初步形成了監(jiān)測體系，已具備了環(huán)境噪聲常規(guī)監(jiān)測的能力。但與發(fā)達(dá)國家相比，還存在很大差距。環(huán)境噪聲監(jiān)測技術(shù)和儀器的不成熟，嚴(yán)重不能夠適應(yīng)日益強(qiáng)化的環(huán)境噪聲管理的需要。存在以下問題：

2.1監(jiān)測頻次低數(shù)據(jù)代表性差

我國環(huán)境噪聲監(jiān)測頻次：道路交通噪聲每年監(jiān)測一次，區(qū)域環(huán)境噪聲46個(gè)國家城考城市每年監(jiān)測一次，其他城市每五年監(jiān)測一次，功能區(qū)噪聲每季度監(jiān)測一次。而噪聲的污染水平與人們的活動(dòng)程度密切相關(guān)，春季北方風(fēng)沙大、南方游人多；夏季人們戶外活動(dòng)頻繁，昆蟲鳴叫；秋季能流、物流量大；冬季北方采暖噪聲源增加。四季的噪聲污染程度存在很大的差異，僅靠一年一次的測量尚不足以真實(shí)反映一個(gè)城市本年度的平均噪聲水平。但由于儀器設(shè)備和人員數(shù)量、素質(zhì)的限制，目前尚難以大幅度地提高監(jiān)測頻次。各城市由于監(jiān)測時(shí)段不統(tǒng)一，噪聲城市間環(huán)境噪聲監(jiān)測數(shù)據(jù)可比性差。

2.2監(jiān)測點(diǎn)位多監(jiān)測設(shè)備落后

噪聲信號(hào)不同于大氣污染物、水體污染物等化學(xué)物質(zhì)，其空間分布是不連續(xù)的。由于受地形地貌、建筑物等的遮擋，噪聲信號(hào)發(fā)生諸如反射、折射、衍射、吸收等波動(dòng)現(xiàn)象，而使聲能量的分布發(fā)生變化，導(dǎo)致空間分布的不連續(xù)性。只有采用多點(diǎn)抽樣法測量，才能較為真實(shí)地反映一個(gè)區(qū)域的噪聲平均污染水平。然而，由于目前使用的監(jiān)測儀器都是便攜式，需要監(jiān)測人員到現(xiàn)場。如此多的點(diǎn)位，需要浪費(fèi)大量的人力物力。如此繁瑣而簡單的工作耗費(fèi)了監(jiān)測技術(shù)人員大量的精力，因而大多數(shù)噪聲監(jiān)測只停留在簡單的數(shù)據(jù)獲取階段，而無暇進(jìn)行更深層次的分析和評(píng)價(jià)，導(dǎo)致我國環(huán)境噪聲監(jiān)測水平的滯后。

3.環(huán)境信息系統(tǒng)的應(yīng)用及發(fā)展趨勢

3.1環(huán)境信息系統(tǒng)的應(yīng)用

隨著我國環(huán)境信息化快速發(fā)展，環(huán)境信息系統(tǒng)在我國環(huán)境保護(hù)管理和決策中發(fā)揮了重要的作用。環(huán)境統(tǒng)計(jì)工作已進(jìn)行了近20年，環(huán)境統(tǒng)計(jì)軟件運(yùn)行多年，己有多個(gè)版本。環(huán)境監(jiān)測有數(shù)據(jù)傳輸軟件，該軟件統(tǒng)一了環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測的數(shù)據(jù)格式，經(jīng)過了近10年的應(yīng)用，積累了大量的數(shù)據(jù)，但對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和加工處理還不夠。排污申報(bào)是開展比較好的工作之一，每次排污申報(bào)工作都得到大量數(shù)據(jù)。城市環(huán)境綜合整治定量考核和排污收費(fèi)管理是各級(jí)環(huán)保局急需利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行管理的工作。環(huán)境管理所涉及的大量環(huán)境信息，除具有時(shí)間性和動(dòng)態(tài)性特點(diǎn)外，還具有空間分布的特點(diǎn)。因此，將地理空間數(shù)據(jù)與環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)有機(jī)結(jié)合在一起極為重要。GSI最大特點(diǎn)在于把社會(huì)生活中的各種信息與反映地理位置的圖形信息有機(jī)地結(jié)合在一起，并可根據(jù)用戶需要對(duì)這些信息進(jìn)行分析。到目前為止，我國環(huán)境保護(hù)部門己陸續(xù)開展了各種形式和規(guī)模的GSI研究與應(yīng)用，顯示了其在環(huán)境保護(hù)工作中應(yīng)用的巨大優(yōu)勢和潛力。

3.2現(xiàn)代化環(huán)境監(jiān)測技術(shù)

我國環(huán)境常規(guī)和應(yīng)急監(jiān)測以人工為主。隨著“全國環(huán)境信息衛(wèi)星通訊網(wǎng)絡(luò)建設(shè)”和“環(huán)境自動(dòng)監(jiān)測網(wǎng)建設(shè)”項(xiàng)目的啟動(dòng)，環(huán)境監(jiān)測實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，極大充實(shí)了信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，為數(shù)據(jù)分析、挖掘打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。隨著科技的發(fā)展，決策所需的數(shù)據(jù)量也不斷增長。隨著積累的數(shù)據(jù)越來越多，數(shù)據(jù)處理的任務(wù)就更加繁重。面對(duì)堆積如山的數(shù)據(jù)：要在這樣多的數(shù)據(jù)中尋找隱藏在其中的有用信息無異于大海撈針。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是為了順應(yīng)這種要求而產(chǎn)生并迅速發(fā)展起來的。數(shù)據(jù)挖掘是在深層次上進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從數(shù)據(jù)庫中發(fā)現(xiàn)前所未知的、隱含的知識(shí)。經(jīng)過多年的發(fā)展，我國建立了各種數(shù)據(jù)庫，伴隨著數(shù)據(jù)倉庫的建設(shè)，21世紀(jì)應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)從這些數(shù)據(jù)庫中挖掘出有用的信息將對(duì)我國的環(huán)境決策提供重要技術(shù)支持。環(huán)境地理信息系統(tǒng)將得到全面發(fā)展，將對(duì)整個(gè)環(huán)境保護(hù)部門利用現(xiàn)代信息技術(shù)，迅速、準(zhǔn)確地獲取自然災(zāi)害和環(huán)境信息，及時(shí)、全面地掌握我國環(huán)境污染和生態(tài)破壞的發(fā)生、發(fā)展與演變過程，并作出科學(xué)分析和評(píng)價(jià)起到重要的作用。也將為地理信息系統(tǒng)與遙感技術(shù)（RS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，形成國家完整的連續(xù)、動(dòng)態(tài)、快速的環(huán)境信息獲取與處理技術(shù)體系打下必要的基礎(chǔ)。

4.環(huán)境噪聲監(jiān)測管理的環(huán)境信息化建議

環(huán)境信息系統(tǒng)目前正在全國多個(gè)城市進(jìn)行試點(diǎn)工作，分別對(duì)交通及各種噪聲源等進(jìn)行噪聲在線自動(dòng)監(jiān)測。其目的在于對(duì)不同地區(qū)、不同條件（如溫度、濕度、氣壓等變化）的變化對(duì)儀器傳感器的影響進(jìn)行測試，對(duì)不同噪聲類型的在線監(jiān)測進(jìn)行研究，為編寫在線自動(dòng)監(jiān)測的技術(shù)規(guī)范和管理辦法，及監(jiān)測方法和標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)。工作正在進(jìn)行當(dāng)中。目前正在進(jìn)行超標(biāo)錄音、地理信息系統(tǒng)二次開發(fā)和網(wǎng)絡(luò)安全性測試等功能的完善。由于噪聲是物理污染，有時(shí)間和空間上的不同，只有在條件允許的情況下，盡可能多的布設(shè)監(jiān)測點(diǎn)位，才可以反映真實(shí)的情況。點(diǎn)位的增多就意味著需要更多的前端儀表，降低單個(gè)儀器的成本來降低資金投入。盡快編寫相應(yīng)的管理辦法和技術(shù)規(guī)范，這樣才能夠使在線自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)更好的在全國范圍內(nèi)投入使用。與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合是目前的發(fā)展趨勢，可以使信息在空間上得以直觀展現(xiàn)，更加直接。下一步的工作重點(diǎn)應(yīng)放在GIS的二次開發(fā)工作上，這樣我們就可以建立模型庫，對(duì)未來噪聲情況進(jìn)行預(yù)測，并可以對(duì)噪聲進(jìn)行模擬。噪聲的預(yù)測在噪聲改善工程的可行性研究和城市規(guī)劃中起了不小的作用。城市環(huán)境噪聲預(yù)測方法，主要可歸納為兩大類。一類是根據(jù)不確定性數(shù)學(xué)的原理，以實(shí)測數(shù)據(jù)在時(shí)間序列上的規(guī)律為基礎(chǔ)，引用統(tǒng)計(jì)分析方法提出的預(yù)測方法。通過對(duì)噪聲隨時(shí)間變化規(guī)律性的研究以及對(duì)測點(diǎn)所得的噪聲值序列進(jìn)行分析，我們可以對(duì)噪聲在時(shí)間上進(jìn)行短期的預(yù)測。另一類是根據(jù)噪聲產(chǎn)生與傳播的物理原理所提出的理論計(jì)算預(yù)測方法，即噪聲在空間上的預(yù)測。這類方法受噪聲源和傳播介質(zhì)的限制大，需要足夠多的監(jiān)測點(diǎn)位和對(duì)所測區(qū)域的空間范圍內(nèi)全部噪聲源、建筑物和邊界進(jìn)行全面了解，而且參數(shù)眾多，有較為復(fù)雜的表達(dá)式，因此前期工作比較繁重。但這類以預(yù)測為主、實(shí)測驗(yàn)證的方法建立的預(yù)測模型能和先進(jìn)的地理信息系統(tǒng)技術(shù)結(jié)合，具有預(yù)測、分析、評(píng)價(jià)、空間查詢等功能，是許多國家目前所采用的主要方法。我國以往研究多以介紹和分析國外預(yù)測評(píng)價(jià)模型為主，對(duì)建立符合我國實(shí)際環(huán)境狀況、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)測模型的研究報(bào)道比較少。噪聲預(yù)測工作是我們今后研究的重點(diǎn)。有了噪聲在線自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)，管理人員的工作量明顯減輕，并且數(shù)據(jù)由抽樣式變?yōu)槿珮邮?，?shù)據(jù)量大大增多。目前所獲得的數(shù)據(jù)只能夠做簡單的處理，有了大量的數(shù)據(jù)和充裕的時(shí)間，我們可以進(jìn)一步的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘。

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