基于群智感知的城市噪声检测与时空规律分析-论文.pdf

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1、第26卷第4期计算机辅助设计与图形学学报Vo1．26No．42014年4月JournalofComputer—AidedDesign&ComputerGraphicsApr．2014基于群智感知的城市噪声检测与时空规律分析吴文乐，郭斌，於志文(西北工业大学计算机学院西安710072)(npu—wwl@163．corn)摘要：通过在地图上用不同颜色表示不同的噪声污染等级，噪声地图能直观地展示城市各个区域的噪声污染情况．为了高效、经济地得到噪声地图，实现了一个基于群智感知的城市噪声检测和噪声地图生成系统．该系统以参与者的智能手机为感知终端，实现噪声污染数据的测量与采集；通过在服务器上

2、综合处理所有感知终端的测量数据得到各个区域的噪声污染信息，使得用户可以在手机上查看噪声地图；在此基础上，对城市噪声的时空规律进行了分析和讨论．为解决测量数据是随意的和不完全的问题，该系统采用一种基于压缩感知的数据采样和压缩方法：各个感知终端独立地、随意地进行数据测量和压缩而不需要相互通信，服务器依然能够恢复重建出所有区块的噪声污染信息．实验结果表明，文中系统能够在保证精度的情况下，有效地减少感知终端的数据传输代价．关键词：噪声污染；噪声地图；智能手机；群智感知；压缩感知中函法分类号：TP391CrowdSensingBasedUrbanNoiseMapandTemporal-Sp

3、atialFeatureAnalysisWuWenle，GUOBin，andYuZhiwen(SchoolofComputerScience，NorthwesternPolytechnicalUniversity，xi’a710072)Abstract：Thenoisemapcanintuitivelypresenttheurbannoiselevelbyencodinglevelswithcolors．Togetnoisemapefficientlyandeconomically，acrowdsensingbasednoise—mappingsystemisdeveloped．

4、First，anoiselevelmeasurementisperformedonmobilephones．AserveraggregatesallthemeasurementstogetthecompletenoisepollutioninformationSOthatthenoisemapcanbeviewedonmobilephones．Thetemporal—spatialfeaturesofthenoisedistributionincitiesareanalyzedanddiscussed．Tosolvetheproblemthatnoisesamplesareran

5、domandincomplete，anoveldatasamplingapproachbasedoncompressivesensingisproposed．Ourapproachdoesnotneedinter—sensorcommunicationinthesensethateverynodesamplesthefieldrandomlyandindependently，andthenoisedataensemblecanbereconstructedwithfairlyhighqualitywhenallcompresseddataareusedsimultaneously

6、．Experimentalresultsindicatethatthesystemcanreducethecommunicationoverheadwithacceptableaccuracy．Keywords：noisepollution；noisemap；smartphones；crowdsensing；compressivesensing为了提升城市的宜居性和可持续发展，需要进态布置传感器节点，常常要花费大量的人力、物力和行城市环境监测以获取必要的信息来支持城市管理财力，代价很大．的决策．噪声污染问题困扰着全球各个国家和地区，随着智能手机的普及，移动互联网技术的快速是城市环

7、境监测的一个重要组成部分．然而，传统的发展，人类社会进入了群智感知时代．普通用户的移噪声污染数据收集方法，如采用无线传感器网络静动设备(手机、平板电脑等)作为基本感知单元，通过收稿日期：2013-08—04；修回日期：2013—10—31．基金项目：国家“九七三”重点基础研究发展计划项目(2012CB316400)；国家自然科学基金(61222209，61103063，61332005)；教育部“新世纪优秀人才支持计划”(NCET-12—0466)；教育部高等学校博士学科点专项科