全 文 ：第29卷第4期
2010年8月
生态科学
EcologicalScience
29(4)：380·384
Aug．2010
周曼。孙海涛．基于GIS的城市区域噪声空间分析【J】。生态科学。2010，29(4)：380．384．
ZHOUMin，SUNHai—tao．GIS-basedRegionalNoiseSpatialAnalysisofUrbanArea[J]．EcologicalScience，2010，29(4)：380-384
基于GIS的城市区域噪声空间分析
周 曼1，孙海涛2
1．肇庆学院艺术设计研究所，广东肇庆526061
2．华南理T-大学亚热带建筑科学国家重点实验室，广州510640
【摘要】 GIS技术在城市噪声管理中已经得到了广泛的应用，城市噪声监测部门在日常工作中会积累大量的数据资料，噪声
地图的发展更是提供了大量的模拟噪声数据。从地学的视角来分析城市环境噪声问题，采用GIS空间分析软件Geoda支持的“箱
线图”和“分层设色图”方法，通过分析现有的数据来发现噪声“热点”，实施噪声评估，分析区域的环境噪声，还可轻易发现
该区的噪声分布特点。这种分析方法将数据与相关的地理环境相对应，噪声数据反应的规律和噪声的空间格局得以直观地展现，
分析结果可作为环境噪声研究、环境管理和政策制定的参考，是研究城市环境噪声状况的新途径。
关键词：GIS：空间分析：噪声模拟；Geoda
doi：10．3969／j．issn．1008．8873．2010．04．013中图分类号：TB533．4；X82文献标识码：A 文章编号：1008—8873(2010)04-380-05
GIS-basedregionalnoisepatialanalysisofurbanrea
ZHOUMinl，SUNHal．ta02
J．InstituteofArtandDestgn。Zhaoq姬University,Guangdong,二Jlaoqing526061，China
2．StawKeyLaboratoryofSubtropicalBuildingScience,SouthChinaUn沁ofTenh．．GuangzJlou510640,China
Abstract：NoisemonitoringdepartmentusuIllyaccumulatesagreatnumberofdatainformationindailywork．Thedevelopmentofnoise
mappingalsoprovidesabundantsimulatedorm asurednoisedata．However,thesedatan嚣a山∞shaven’tbeenmadeagoodusnThespatial
analysis，astheCOl@ofGIS(GeographyInformationSystem)，isagoodtoolorapproachtob蜘usethesedautSpatialanalysisi to
understandthespl砒iaIdependenceandspatialassociationofs raed tamiamitogeographiclocations，andtoestablishthetatisticalrel tion
amongthedataaccordingtothespatiallocations．Thispaper砌alyzedthenoisedatedistributionofGuangzhoucentrala托abyGISspatial
analysissoftwareGeod&Themethodsf‘box-whiskerplot’and‘colorch r plcthm印”Wereusedtoanalyzethenvironmentoisein
thisarea,anditisconvenienttoidentifynoise‘hotspots”andtoas essthequalityofurbansoundenvironment．Itshowedthatthespatial
analysiscouldoffersomer ferencesforurbanhyout’transportationlanningandenvironmentalnoisepolicymaking．
Keywords：GIS；spatialanalysis；noisesimulation；Geodasoftware
收稿日期：2010-04．16收稿，2010-06-13接受
基金项目：肇庆学院科研启动基金
作者简介：周曼(1973--)。女，博士，讲师，从事建筑环境声学、建筑声学．、噪声与振动控制研究
‘通讯作者：周曼，E-maihdzzgmm(@126．姗
万方数据
4期 周 曼，等：基于GIS的城市区域噪声空间分析 38l
1引言(Introduction)
GIS技术在城市噪声管理中已经得到了广泛的应
用，城市噪声监测部门在日常工作中通常会积累大量
的数据资料，噪声地图的发展更是提供了大量的模拟
和实测噪声数据，但至今为止，这些数据资源并未得
到很好的利用。而作为GIS核心的空间分析不失为更
好利用这些数据的一种工具或途径。本文将GIS空间
数据分析方法用于分析城市环境噪声分布，并利用
GIS空间分析软件Geoda对噪声分布作出数据分析，
得到噪声“热点”并了解环境噪声的分布格局。
2空间分析方法(SpatialAnalysisMethod)
从GIS(地理信息系统)数据中可以发现许多知
识，这在GIS界已经形成了共识。选取感兴趣的数据
子集并通过空间分析可初步发现隐含在数据中的某
些特征和规律llJ。
GIS的空间数据具有特殊的性质和价值，在GIS
系统中数据能够和地理位置相关是具有重大意义的。
同时，空间分析是GIS最重要的功能之一，它指一系
列分析空间数据的技术，包含四种相互联系的概念，
分别是：(1)空间数据操作，包括空间查询和检索、
空间量算、空间插值、叠置分析、缓冲区分析、网
络分析与数字高程分析。主要基于地理对象的几何
特征，对于属性描述则表现在可视化的制图方面；
(2)空间数据探索分析，主要指对空间数据的描述
性和探索性分析技术和方法，通过将数据图形化或地
图化后研究数据中潜在的模式、异常等；(3)空间数
据统计分析，用统计的方法描述数据的性质：(4)空
问建模，构建模型预测空间过程及结果，这是空间分
析的深入发展瞄j。
GIS地理数据库中存储的各种自然和人文地理要
素数据并不是孤立的。它们互相影响、相互制约，彼
此之间存在着一定的联系。本文从地学的视角来分析
城市环境噪声问题。文中提到的空间分析主要是指空
间数据探索分析和空间统计分析。空间数据探索性分
析阶段通常和可视化结合，在计算机支持下通过交互
方式研究数据的特征。空间统计分析用于空间数据的
分类和综合评价，其核心是认识与地理位置相关的数
据问的空间依赖、空间关联或空间自相关，通过空间
位置建立数据间的统计关系。
3噪声数据空间分析(Noisedataspatialanalysis)
发的可视化探索性空间数据分析软件Geoda适于不同
空间尺度的探索性空间数据分析，是设计实现探索性
空间数据分析的软件工具集合体的最新成梨31(41。
Geoda以shp文件作为存放空间信息的标准格式，
适用于探索性空间分析和相关性分析。
3．2噪声空间分析的数据
空间分析的第一步是明确分析目的和要求。本次
分析的目的是要了解道路交通噪声对周围环境的影
响，具体是判定地区范围内的噪声热点，噪声分布格
局及噪声与周边环境的关系。研究区为广州市人民公
园周边1．4平方公里的范围，如图l所示。
城市噪声地图是研究声环境的数据地图，模拟得
到的预测型噪声地图比实地噪声测量更有助于人们
评估一个地区的声环境状况p’6J，本研究用到的噪声
数据来源于Cadna／A软件模拟绘制的噪声地图，噪声
接收点位置如图2所示。
将Cadna／A模拟计算得到的研究区域内的五十个
点的交通噪声预测声压级值制成数据表，导入GIS软
件Arclnfo中。fltArcInfo生成的shp格式文件，将用于
导入Geoda软件对噪声测点的数据进行交互式的数据
探索分析。需要注意的是，这些点未必是实际的监测
点，且由于在噪声预测图中可以方便的取出任意室外
位置的噪声值，点的数量也是可增减的，在GIS软件
Arclnfo中可直接看到地理环境，单位机构的分布和
噪声预测点分布和数值，如图3。由Arclnfo或Canda／A
生成的包含噪声数据分布和声压值的shp格式文件，
均可导入探索性空间分析软件Geoda对噪声测点的数
据进行交互式的数据探索分析，数据导入Geoda得到
噪声接收点和噪声等值线图，如图4所示。
3．1软件介绍 图1研究区范围
由美国亚利桑那州立大学地理科学研究中心开 Fig．1ThemapofstudyIrel
万方数据
圈4 Geoda中的嗓声接收点和噪声等值线
Fig4 N0{"re∞lvepointsandnoiseconloHr((，*d¨
3．3精线田和分层设色圈分析
城巾嚷声的探索性窄问数据分析如罔5、图6。其
中酣5是通过“箱线图”(box．whiskerplot)对噪声
热点的分析。分折过程利HI“刷新”技术将地理空闸
和属性空删的税蚓组合，楚一个空瓦式的动卷窗口的
刷新分析过程，分析巾可以在罔而i，侧看刘长条状箱
线圈，该图形提供了对这些研究点的统计。
晶X 藤‘蛔11譬
舶s箱线分析拄出噪声韩点
FIg．SIdntl[’no-"“hoL‘pots"Yhbox-*hiskerplotIGeoda)
当点T}}箱线圈中的点时．被点中的点将变亮．左
侧图形中的对应点会被”刷光”井高亮显小，同时下
方表单，1啪觳据项也会突出显示。
箱线圈昂上方的点是卢lE级培高的点．通过可视
化交互分析可知，在该区噪声级最大的值位于术风路
沿线，最高值达剑856dB(A)：而广卫路ID号043点的
噪声值826dS(A)也属十D5}声较高的点，足需要引起
重视的墚声“热点”，结台调研可知东风蹄是空通繁
忙的城市主r道，而广l』路魁公室车总站所在的街
道。图形中部的亮线提示的址该区噪声的均恤，往本
惋中该区均值为687dB(A)．而该区噪声最低的点在
万方数据
4期 周 曼，等：基于GIS的城市区域噪声空间分析 383
广中路小学点位为43．8dB(A)。
图6是利用“分层设色图”对噪声分布格局的分
析。地图研究的范围被划分为多个与接收点数相同的
泰森(Thiessen)多边形，每一个泰森多边形的噪声数
值由位于该多边形内的唯一噪声接收点的噪声值代
表，如图6(a)所示。
在图6(b)中颜色最浅最亮的分区是噪声声级最
低的分区，随着颜色的加深，分区的噪声声级加大。
对照图l的研究区范围和图3包含了地理环境信息、单
位机构分布信息和噪声接收点置的GIS地图，可以知
道噪声最高的分区4位于主干道东风路沿线和次干路
吉祥路沿线；人民公园处在三个不同的分区，其中靠
近吉祥路的分区4是最吵闹的，靠近中山路的入口在
分区3，较吵闹；靠近人民政府一带属于分区2，是公
园最安静的区域(这里的“安静”是个相对概念)；
由于在图3的GIS地图中提供了这个区域单位和学校
的名称和位置，也可以对它们所受的噪声影响作出初
步评估。
在图6(c)的分层设色地图中，l至4分区分别对
应噪声值在43。8dB(A),-,54．3dB(A)，54．3dB(A卜64．7
dB(A)，64．7dB(A)---75．2dB(A)，75．2da(A卜85．6dB(A)
的环境噪声值分布区，对照声环境质量标准
GB3096—2008，可以初步判断分区l对应范围的声环
境可达到1类声环境标准，1、2两区对应范围的声环
境可达到3类功能区声环境质量标准。
图6(d)中的A、D多边形区分别表示该区最安
静和最吵闹的分区；A、B多边形区表示的是噪声值
按从低到高排列时排在前10％的分区，对应该区内噪
(_埔瞵多边形划分的研究区lDividedthestudy·n-withThiessenpolygons；(b妒卞同分区的噪声分级Identifydifferentnoisel velsindifferentpolygon
·r_；；(而同分区对应的噪声值NoisevaluezonesofdifferentpolygonIrelt!(d)最安静和最吵闹的分区lA、B嗓声值在前10％的较安静的区域，c、
D噪声值在后10％较吵阁的区)Quiet-删andnohyarea,(AandBoral’。noiselevelisthetoplopercentagein he-瑚’CMdDo／el’。noiselevel
isthelast10per∞n协geinthe,tea)
图6噪声分布的分层设色图
Fig．6Thecolorchoroplethmapofnoisemstribufion(Geoda)
万方数据
声值最低的区域；C、D多边形区表示的是噪声值排
在末10％的分区，对应该区内噪声值最高的区域噪声
分布格局得到了清楚的表达。由分析还可以知道研究
区内噪声值的最大值虽是位于东风路沿线的C区，但
广卫路街道沿线一带的D区才是整个区域中受噪声
影响最为严重的地带。这反映出在基于GIS的空间分
析中噪声分布的格局不是由单一的某个值确定的，而
是受到噪声数据值总体分布的影响，也保证了不会因
个别值出现误差而导致分析结果出现大的偏差，使得
分析结果具有较高可信度。
4结论(Conclusions)
基于GIS的噪声数据分析使环境噪声数据直观
地与地理环境对应起来，由大量的噪声数据反应的
规律和噪声的空间格局得以揭示和展现，帮助人们
更好地了解环境、并更有效地管理环境，解决环境
问题。探索性空间分析需要相应数据的支持，在具
有区内各建筑内居住的人口数据时可以分析受噪声
影响的人口分布，还能考虑不同权重影响下的情况；
在具有不同年、月的噪声实测数据时可对比分析长
1．
2．
3．
4．
5．
6．
7．
8．
期噪声分布的变化，还可以结合噪声数据与其他数
据(如心理学的调查数据等)来分析数据项的相关
性。这种分析方法也可用于对更大比例尺度的噪声
地图数据作出分析，辨别空间效应中大尺度的趋势
并指导宏观战略的制定。
参考文献(References)
Illl 马荣华，黄杏元，朱传耿．用ESDA技术从GIS数据库
中发现知识[J】．遥感学报，2002，6(2)：102-107．
f2J王远飞，何洪林．2007空间数据分析方法【M]．北京：科
学出版社．
【3l AnselinL．Computingenvironmentforspa iald taanalysis
阴．douralofgeographicalSystems，2000，2(3)201-220．
【41 AnselinLI．SyabriandYKho．GenDa：AnIntroductionto
SpatialDataAnalysis[J]．GeographicalAnalysis，2005，
38(1)，5-22．
【5l王寄凡．用声环境地图法改革我国声环境质量评估体系
初探明．噪声与振动控制，2006，6：93·95．
161周曼．噪声地图研究与应用【J】．声学技术，2009，28(3)：
413-416．
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参考文献表：引用他人的观点、数据、图表、实验方法、公式等一切具知识产权的成果时必须注明出处(参考文献或注解)。
尚未公开发表的数据资料不能作为参考文献引用，只能以页下注解的形式列出出处。
万方数据
基于GIS的城市区域噪声空间分析
作者： 周旻， 孙海涛， ZHOU Min， SUN Hai-tao
作者单位： 周旻,ZHOU Min(肇庆学院艺术设计研究所,广东,肇庆,526061)， 孙海涛,SUN Hai-tao(华南
理工大学,亚热带建筑科学国家重点实验室,广州,510640)
刊名： 生态科学
英文刊名： ECOLOGICAL SCIENCE
年，卷(期)： 2010,29(4)

参考文献(6条)
1.周旻 噪声地图研究与应用 2009(03)
2.王寄凡 用声环境地图法改革我国声环境质量评估体系初探 2006
3.Anselin L I;Syabri;Y Kho GeoDa:An Introduction to Spatial Data Analysis 2005(01)
4.Anselin L Computing environment for spatial data analysis 2000(03)
5.王远飞;何洪林 2007空间数据分析方法
6.马荣华;黄杏元;朱传耿 用ESDA技术从GIS数据库中发现知识[期刊论文]-遥感学报 2002(02)


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