可视化技术在数字化风景园林景观规划系统开发中的运用

可视化技术在数字化风景园林景观规划系统开发中的运用

孙其娟

身份证：371323198909053422

摘要：当今，随着我国经济的快速发展，风景园林景观规划设计在现代城市建设发展中显得日益重要，对生态环境与城市和谐发展及文明建设意义重大。因此，为了保证风景园林景观规划设计的合理性，采用可视化技术模拟园林景观规划效果具有重要的现实意义。针对传统园林景观规划仿真系统存在的问题，设计了一种基于可视化技术的园林景观规划数字化仿真系统，根据数字化风景园林景观规划系统框架结构，整体采用采集设备、主控设备、输出和显示设备等硬件，设计运行主程序的可视化数字系统软件，利用三维景观图像增强三维景观图像特征，提高景观设计图像的清晰度，实现风景园林景观的数字可视化，为新时代风景园林景观规划提供数字化系统支持，并以此助力生态文明建设和经济的绿色高质量发展。

关键词：可视化技术；数字化；风景园林景观；规划系统开发；运用

引言

数字化技术不仅仅是计算机技术、VR技术、互联网技术、云技术等信息技术的统称，同时也是一个时代的技术奇点象征。数字化的出现使人类社会从工业时代转变到数字时代，对于景观设计这个古老的行业来说，人们从相地立基、现场推敲转向图纸规划、模型分析，最终形成景观数字化体系，这是行业的时代更替，是行业向高效与先进发展的必经之路。

1数字可视化技术应用于景观规划系统的优点

1.1 拓宽园林景观规划方式

数字可视化技术景观规划设计使景观设计的方式更加多样化，不仅可以生成截面图、平方米图、彩色图，而且能实现风景园林景观设计的虚拟现实场景制作。

1.2 提高园林景观规划设计效率

在传统风景园林景观规划与设计中，需要由专业人员开展大量的测绘工作，才能提供丰富的测绘数据。而数字可视化技术的应用，大幅度降低了测绘工作量，既能帮助设计师高效绘制图纸，又能利用高精度数据优化图纸方案。

2于可视化技术的数字化风景园林景观规划系统

2.1建立数据库

根据已有的数据库及信息化资料，对现状进行调查，并对周边环境、历史文物、名胜古迹等进行现状信息采集，对已有的地形图及数据库和信息化的资料进行校核和充实，建立一个图样库。一般可以采用照相机对现状信息采集拍照，经过扫描仪扫描后再传给计算机，效果不满意可以重拍，最终以数据信息的形式存储下来。

2.2硬件设计

系统硬件部分由图像采集器和虚拟成像设备组成。图像采集器包括摄像头捕捉器、单片机、图像传感器、图像控制器、神经网络加速器；可视化成像设备由计算机、投影设备、光敏剂、激光放大器、ESP8266 透明传输模块组成。由于该装置作为信息存储的主控模块，采用功耗大、效率低的 AVR 存储模块单片机 ATmega16。在风景园林景观规划中，大多采用单片机作为图像采集的中心设备。单片机利用 SoC 芯片处理器，将计算机的所有或部分模块集成在嵌入式系统，信息分发和存储过程中经常需要与更大的 SoC 相结合。图像采集硬件还可采用 SONY IMX323 图像传感器、相机图像捕捉器、Arm912c 控制器、神经网络加速器，可实现动态复杂环境中图像采集的高度稳定。

2.3元宇宙”中的风景园林规划设计

近年出现的元宇宙（Metaverse）概念也被景观设计圈所借鉴，催生出了不少沉浸式、高交互的景观作品，而元宇宙不仅仅是一个景观设计的题材与装置理念，更应融入数字化的设计模式。设想中的元宇宙可以以区块链技术和虚拟货币为经济基础，NFT为虚拟物体资产化，同时虚拟货币与物品也能作用于现实世界。因此，元宇宙除了VR、AR设备带来的表面视觉感受外，更将是现实世界的平行与延伸。在风景园林的数字化过程中，也是将真实场景虚拟化的过程，这里引入制造业PLM（Product Life Man‐agement）的概念 ，形成数字孪生的景观。数字孪生的虚拟场地的生态、物理、结构与财务价值等参数与现实世界的真实场地完全相同，这种孪生是从项目初期、项目完成甚至后期管理的完全对称，是整个产品生命周期的孪生。此外，虚拟空间也会在较小的成本下带来更大的尝试空间，以现状数据为基础进行时间层面的预期演算，如植物生长、雨洪预测、四季景观、维护周期等，以便对未来的隐患产生预警，对远期效果提前干预，随时保证景观的最佳效果。

3基于数字化景观规划系统的可视化技术实现

3.1 可视化技术的硬件实现

三维图像处理技术是园林景观规划系统的重要组成部分，技术使用方面，应当融合数字可视化技术，构建以数据采集、模型建立、数据统计分析为核心的三大单元模块，从而实现园林景观规划系统的数字可视化技术创新。首先，在园林景观规划系统的数据采集单元中，建立资源库，用于保存园林景观的规划与设计样本、园林景观平面符号库、园林景观图片集，为设计师提供园林景观规划资料。其次，针对地形、地貌、植被、建筑设计等信息，通过可视化技术模拟景观场景，提升设计的真实感，并以硬件单元模块的优化重组实现可视化模型预处理过程，实现降噪和消除冗余信息的效果，增强园林景观图像特征，提高图像的清晰度。最后，融合 ArcMap 等数字可视化技术，搭建数据统计分析单元，在景观规划系统可视化过程中建立园林景观场景模型，得出用地面积与高程数据等特征值，从而搭建地区特征共享数据库。

3.2可视化技术的图像绘制实现

园林景观规划系统的图像预处理需根据真实园林景观图像渲染模型颜色。对于整个园林景观规划设计的可视化实现，园林景观场景元素的重组是重中之重。首先，要想实现园林景观场景信息的层次化，需介入以OSG 引擎为驱动的 3D 树节点结构，通过包围体层次结构（BVH）的节点灵活性，实现园林景观规划系统中场景可视化的二次渲染。其次，地形可视化模型包含高程信息，可将园林景观场景组织作为其他特征节点的根节点。在园林植被景观的可视化中，通过集成数字化园林景观规划系统环境中的 Tree Engine 引擎，将树模型加载至 3D 场景中，对树木各个层次的叶子和树枝添加层次细节模型（level detail model，LOD），以减少树模型程序的可视化渲染消耗。此外，通过不同的可视化技术处理方法，将参数化树模型渲染过程更加细致化，对每层枝杈和器官添加LOD，预置园林景观的可视化渲染，减少数字化风景园林景观规划系统可视化的程序负担，增强多重维度园林景观可视化的真实感。在园林景观设计中，结合植被与建筑规划、设计特征，从空间分布角度，采用多类型的矢量化数据参数，根据实际园林景观规划要求和生态发展具体情况，实现区域植被与建筑景观规划的数字化布局。同时，将气候条件、地形地貌、建筑风格等重要景观元素集成到 OSG 引擎驱动的各个节点结构中，从而构建完整的园林景观。

结语

风景园林规划设计的数字化是技术的创新，也是商业模式的创新。数字化模式带来的更高效的技术与更先进的服务模式，将彻底颠覆传统设计中的图纸交付、设计咨询的商业模式。设计师们在提升设计水平的同时，也不应甘于当前技术的落后、忽视新技术与制度对行业的冲击。数字化是风景园林行业的一场革新，也是建设行业的一场革新。星星之火，可以燎原，将汗水留在数字时代，将行业带入美好未来。

参考文献

[1]姜明斐.虚拟现实技术在我国风景园林景观设计中的应用与发展[J].新农业，2022（04）：32.

[2]基于虚拟现实技术的园林景观规划效果模拟系统设计[J].现代电子技术，2019，42（20）：149-151+155.

[3]张慧.基于数字可视化技术 VR 技术的景观规划系统设计[J].现代电子

技术，2019，42（12）：132-135.