一種航空噪聲等值線圖的繪制方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種航空噪聲等值線圖的繪制方法，包括如下步驟：第一步，建立飛行程序噪聲等值線圖特征庫(kù)。第二步，挖掘監(jiān)測(cè)點(diǎn)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系：采用層次聚類(lèi)方法挖掘機(jī)場(chǎng)歷史噪聲數(shù)據(jù)，從而發(fā)現(xiàn)噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；第三步，繪制噪聲等值線圖：首先，根據(jù)單次飛行事件下監(jiān)測(cè)點(diǎn)的實(shí)測(cè)噪聲數(shù)據(jù)及監(jiān)測(cè)點(diǎn)間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，繪制殘缺等值線圖；其次，提取殘缺等值線圖的特征；接著，將提取到的殘缺等值線圖的特征在噪聲等值線圖特征庫(kù)中進(jìn)行匹配；最后，利用少量稀疏監(jiān)測(cè)點(diǎn)監(jiān)測(cè)得到的瞬時(shí)噪聲數(shù)據(jù)修正匹配到的噪聲等值線圖，完成等值線圖的繪制。本方法具有較強(qiáng)的實(shí)時(shí)性和實(shí)用性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種航空噪聲等值線圖的繪制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種噪聲可視化方法，尤其涉及一種基于稀疏實(shí)測(cè)瞬時(shí)噪聲數(shù)據(jù)的噪聲等值線圖繪制方法，屬于噪聲可視化領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著民航業(yè)的飛速發(fā)展以及人們環(huán)境意識(shí)的逐步提高，機(jī)場(chǎng)噪聲問(wèn)題日益突出，如何有效地控制機(jī)場(chǎng)噪聲對(duì)機(jī)場(chǎng)周邊居民的影響是一個(gè)非常重要課題。為此，我國(guó)環(huán)境保護(hù)部門(mén)規(guī)定:在新建、改建以及擴(kuò)建機(jī)場(chǎng)時(shí)，需要對(duì)機(jī)場(chǎng)周?chē)M(jìn)行噪聲環(huán)境影響評(píng)估，而機(jī)場(chǎng)噪聲等值線圖是一種重要的機(jī)場(chǎng)噪聲環(huán)境影響評(píng)估工具，能夠?yàn)闄C(jī)場(chǎng)周?chē)玫匾?guī)劃提供依據(jù)。因此，快速而精確地繪制機(jī)場(chǎng)噪聲等值線圖對(duì)機(jī)場(chǎng)噪聲控制工作和機(jī)場(chǎng)規(guī)劃設(shè)計(jì)具有重要意義。
[0003]機(jī)場(chǎng)噪聲等值線圖是一種機(jī)場(chǎng)噪聲可視化的重要工具，目前外國(guó)的機(jī)場(chǎng)噪聲等值線繪制方法主要依賴(lài)于I匪、Noisemap, Suffer這類(lèi)軟件，這類(lèi)軟件以航跡為輸入數(shù)據(jù)，通過(guò)一系列集成算法輸出理論噪聲等值線地圖，這些軟件并沒(méi)有基于機(jī)場(chǎng)實(shí)際噪聲值繪制等值線的功能，因此其繪制出的機(jī)場(chǎng)噪聲等值線與實(shí)際機(jī)場(chǎng)噪聲等值線存在一定程度上的偏差；中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮閆L200510066109.6公開(kāi)了一種繪制含正斷層地質(zhì)體構(gòu)造等值線圖的矩形網(wǎng)格化方法；中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?01110260312公開(kāi)了一種等值線插值方法；中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?01310113754.3公開(kāi)了基于網(wǎng)格隊(duì)列和分段擬合的機(jī)場(chǎng)噪聲可視化方法，其中介紹的方法以網(wǎng)格化數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)繪制等值線，但現(xiàn)有的機(jī)場(chǎng)噪聲等值線圖繪制方法大都需要海量噪聲實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，由于在現(xiàn)有機(jī)場(chǎng)中的噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)量比較有限，比如我國(guó)的首都機(jī)場(chǎng)目前僅有21個(gè)噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)，所以上述少量的檢測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)并不足以支持采用這些方法繪制等值線；因此，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一種能夠充分利用了機(jī)場(chǎng)歷史數(shù)據(jù)，減輕等值線圖繪制過(guò)程中對(duì)數(shù)據(jù)依賴(lài)性的航空噪聲等值線圖的繪制方法顯得尤為重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是:提供一種具有防腐蝕、防塵、防水、防磁功能，同時(shí)具有耗電量低的航空噪聲等值線圖的繪制方法。
[0005]本發(fā)明為解決公知技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題所采取的技術(shù)方案是:
[0006]一種航空噪聲等值線圖的繪制方法，包括如下步驟:
[0007]步驟1:獲取機(jī)場(chǎng)地理位置、機(jī)場(chǎng)跑道位置、實(shí)際監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布情況；采用國(guó)際民航組織提供的航空器噪聲計(jì)算模型，計(jì)算不同類(lèi)型飛行程序?qū)?yīng)的噪聲數(shù)據(jù)；
[0008]步驟2:根據(jù)每類(lèi)飛行程序的噪聲數(shù)據(jù)繪制噪聲等值線圖，并提取噪聲等值線圖的特征，同時(shí)將每類(lèi)飛行程序的噪聲等值線圖及其特征存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)；
[0009]步驟3:運(yùn)用層次聚類(lèi)的方法，對(duì)噪聲地圖以每簇內(nèi)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)距離最大不超過(guò)閾值d進(jìn)行聚類(lèi)；
[0010]步驟4:確定代表點(diǎn)位置，并根據(jù)代表點(diǎn)與其簇內(nèi)其他各監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的大小關(guān)系標(biāo) “+，，、“-，，；
[0011]步驟5:輸入單個(gè)飛機(jī)噪聲事件，根據(jù)代表點(diǎn)附近“ + 走向及代表點(diǎn)之間的大小和位置關(guān)系，利用等值線追蹤算法繪制出殘缺的等值線圖；
[0012]步驟6:提取步驟5產(chǎn)生的殘缺等值線圖的特征，并將其在步驟I建立的噪聲等值線地圖特征庫(kù)進(jìn)行匹配，得到與其匹配的噪聲等值線地圖；
[0013]步驟7:根據(jù)輸入的機(jī)場(chǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)瞬時(shí)值數(shù)據(jù)，修正歷史步驟6中得到的噪聲等值線地圖，完成等值線地圖繪制。
[0014]作為優(yōu)選技術(shù)方案，本發(fā)明還采用了如下技術(shù)特征:
[0015]步驟2具體為:
[0016]步驟2.1:對(duì)于其中一幅噪聲等值線地圖，用高斯核與地圖進(jìn)行卷積運(yùn)算，得到該地圖基于高斯核在不同尺度空間上的的圖像序列；
[0017]其中，尺度空間定義為:L(X，y,σ ) =G(x, y, o)*I(x，y)；
[0018]高斯變換核定義為
【權(quán)利要求】
1.一種航空噪聲等值線圖的繪制方法，其特征在于:包括如下步驟: 步驟1:獲取機(jī)場(chǎng)地理位置、機(jī)場(chǎng)跑道位置、實(shí)際監(jiān)測(cè)點(diǎn)分布情況；采用國(guó)際民航組織提供的航空器噪聲計(jì)算模型，計(jì)算不同類(lèi)型飛行程序?qū)?yīng)的噪聲數(shù)據(jù)； 步驟2:根據(jù)每類(lèi)飛行程序的噪聲數(shù)據(jù)繪制噪聲等值線圖，并提取噪聲等值線圖的特征，同時(shí)將每類(lèi)飛行程序的噪聲等值線圖及其特征存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫(kù)； 步驟3:運(yùn)用層次聚類(lèi)的方法，對(duì)噪聲地圖以每簇內(nèi)各監(jiān)測(cè)點(diǎn)距離最大不超過(guò)閾值d進(jìn)行聚類(lèi)； 步驟4:確定代表點(diǎn)位置，并根據(jù)代表點(diǎn)與其簇內(nèi)其他各監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間的大小關(guān)系標(biāo) 步驟5:輸入單個(gè)飛機(jī)噪聲事件，根據(jù)代表點(diǎn)附近“ + 走向及代表點(diǎn)之間的大小和位置關(guān)系，利用等值線追蹤算法繪制出殘缺的等值線圖； 步驟6:提取步驟5產(chǎn)生的殘缺等值線圖的特征，并將其在步驟I建立的噪聲等值線地圖特征庫(kù)進(jìn)行匹配，得到與其匹配的噪聲等值線地圖； 步驟7:根據(jù)輸入的機(jī)場(chǎng)監(jiān)測(cè)點(diǎn)瞬時(shí)值數(shù)據(jù)，修正歷史步驟6中得到的噪聲等值線地圖，完成等值線地圖繪制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的航空噪聲等值線圖的繪制方法，其特征在于:步驟2具體為: 步驟2.1:對(duì)于其中一幅噪聲等值線地圖，用高斯核與地圖進(jìn)行卷積運(yùn)算，得到該地圖基于高斯核在不同尺度空間上的的圖像序列； 其中，尺度空間定義為:L(x，y, σ ) =G(x, y, o)*I(x，y)； 高斯變換核定義為
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的航空噪聲等值線圖的繪制方法，其特征在于:步驟3具體為: 步驟3.1:將噪聲地圖數(shù)據(jù)用二維噪聲矩陣A表示，并設(shè)置閾值lim、最小價(jià)值量Jmin，及迭代次數(shù)η; 步驟3.2:將每個(gè)噪聲監(jiān)測(cè)點(diǎn)分貝值視為聚類(lèi)對(duì)象進(jìn)行層次聚類(lèi)，利用公式
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的航空噪聲等值線圖的繪制方法，其特征在于:步驟6具體為: 步驟6.1:根據(jù)步驟2計(jì)算方法，提取出步驟5產(chǎn)生的殘缺等值線圖特征； 步驟6.2:利用歐氏距離作為描述子之間的相似性度量標(biāo)準(zhǔn)，將步驟`6.1產(chǎn)生的特征描述子在單航跡噪聲等值線地圖特征庫(kù)中進(jìn)行匹配，匹配出其對(duì)應(yīng)的單航跡


噪聲等值線地圖；要得到匹配對(duì)特征點(diǎn)描述子(KRi, Si)需滿(mǎn)
【文檔編號(hào)】G06F17/50GK103617336SQ201310705745
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月16日
【發(fā)明者】徐濤, 崔昭宇, 謝繼文, 左海超, 盧敏 申請(qǐng)人:中國(guó)民航大學(xué)