单航班噪声动态等值线的绘制算法

场噪声等值线图是机场噪声评估的重要环节 [1]。 等值线法 (Contour) 来源于测绘学上的等高线， 是用一组光滑曲线来表示连续分布的制图现象数量 特征渐变的方法 [2]， 其绘制过程一般包括以下几个 步骤： 离散数据网格化、 网格点数值化、 等值点的计 算、 等值线追踪、 平滑处理和标记等值线 [3]。于嘉等 人提出了一种等值点计算与等值线追踪同步的矩形 网格追踪法 [4]， 该算法虽然避免了计算等值点和等 值线追踪时大部分网格被访问两遍， 但仍需要先追 踪开放等值线， 后追踪封闭等值线， 并且在绘制多层 等值线时算法效率不高。 Ratika Pradhan 等人针对 数字地形图中等值线的提取提出了一种改进的摩尔
( 1. School of Computer Science and Technology, Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing 210016, China; 2. School of Computer Science and Technology, Tianjin University, Tianjin 300300, China )
随着我国新老机场修建步伐的加快， 机场噪声 扰民问题日益严重。合理的规划利用机场土地和正 确的航班调度是解决这一问题的有效手段， 而机场 噪声等值线图是机场噪声分析的重要依据。通过查 询噪声敏感点、 敏感时间的噪声值大小， 可以分析相 应的噪声变化规律和受噪声影响程度， 因此绘制机
收稿日期： 2012-09-18； 修改日期： 2012-10-09 项目基金： 面向机场感知的噪声监测及其环境影响评估 （基金编号： 61139002） 作者简介： 计文斌 （1988- ） ， 男， 安徽旌德县人， 硕士， 研究方 向为数据挖掘及噪声可视化。 E-mail:jiwenbin010@yahoo.com.cn
Abstract : Airport noise visualization plays an important role in environmental evaluation of airport region. Through the airport noise contour map, the noise level anytime and anyplace can be analyzed, and the flight plan and flight path can be adjusted to reduce noise intensity in the affected region. In this paper, based on the analysis of aircraft noise dynamic distribution for single flight event, the curve’ s piecewise fitting of the noise value was carried out. On this basis the real-time noise value was forecasted. In order to avoid the multiple plotting and the complicated contour computation in the conventional contour computing method, a method of contour grid queue algorithm based on equivalent point swing was proposed. The requirement of time complexity in the dynamic drawing was satisfied. Key words : acoustics ; airport gridding ; noise isoline ; curve piecewise fitting ; dynamic drawing
Study on Calculation and Plotting of Dynamic Noise Contour of Single Flight Based on Equivalent Point Swing
JI Wen-bin 1, WANG Jian-dong 1, YANG Guo-qing 2
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单航班噪声动态等值线的绘制算法
2013 年 8 月
相邻追踪算法 [5]， 能够完整追踪整个等值线图， 但对 同一个网格单元的重复追踪需回溯到前一个网格单 元， 一旦很多网格单元被回溯时， 算法效率急剧降 低。由于飞机噪声具有明显的时空特性 [6]， 而传统 的环境噪声等值线图大多体现在日平均噪声级 上 [7]， 因此会有以下缺陷： 静态绘制只能给出平均噪 声影响， 不能反映噪声的动态变化； 基于采集噪声数 据的精绘制不能反映等值线图的渐变过程。本文中 动态噪声等值线绘制要求为:噪声数据为浮点型， 占 4 个字节； 每秒钟绘制 20 帧； 绘制区域按机场占地的 1 000 ˑ 1 000 等 不同划分为 100 ˑ 100 、400 ˑ 400 、 不同规模的网格； 等值线高值从 50d B 到 100 dB， 间 隔为 5 dB， 总共 11 层等值线。以 1 000 ˑ 1 000 的网
摘 要： 机场噪声的可视化是机场范围内环境评价的重要方面， 通过机场噪声的等值线分布图可以分析各个时段和地 区的噪声大小， 并据此调整航班计划和飞行航迹减少受影响地区的噪声强度。基于单飞行事件研究飞机噪声的动态分布 情况， 利用曲线分段拟合噪声值的变化规律并在此基础上预测实时的噪声值。为了避免常规的等值线绘制中遍历次数 多、 等值线计算复杂等缺陷， 提出一种基于等值点摇摆的等值线网格队列算法， 满足了动态绘制对时间复杂度的要求。 关键词： 声学； 机场网格； 噪声等值线； 曲线分段拟合； 动态绘制 中图分类号： TB132； TP399 文献标识码： A DOI 编码： 10.3969/j.issn.1006-1335.2013.04.032
第 33 卷 第 4 期
噪 声 与
振 动
控 制
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文章编பைடு நூலகம்： 1006-1355(2013)04-0153-05
单航班噪声动态等值线的绘制算法
计文斌 1，王建东 1，杨国庆 2
( 1. 南京航空航天大学 计算机科学与技术学院，南京 210016； 2. 天津大学 计算机科学与技术学院，天津 300300 )