森林公園景觀節(jié)能設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)范文

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摘要：針對(duì)當(dāng)前對(duì)公園景觀設(shè)計(jì)過程資源消耗較大問題，提出基于三維圖像的森林公園景觀節(jié)能設(shè)計(jì)方法。根據(jù)森林公園所處位置周邊地形，結(jié)合金剛石方格算法獲取三維地形框架，以公園凹陷為例進(jìn)行填充，并對(duì)其進(jìn)行遞歸、細(xì)化處理；采用背面剔除技術(shù)規(guī)劃公園中樹木、道路等分布，通過得到的遞歸函數(shù)完成景觀節(jié)能規(guī)劃設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，所提設(shè)計(jì)方法對(duì)森林公園景觀數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)確，明顯降低了景觀設(shè)計(jì)過程的能耗，具有較強(qiáng)的實(shí)際意義。

關(guān)鍵詞：森林公園；景觀節(jié)能；金剛石方格算法；三維地形；剔除技術(shù)；遞歸函數(shù)

森林公園的主要組成部分是植物，自然狀態(tài)下植物的生長(zhǎng)并不都適合用來觀賞，需要對(duì)森林公園內(nèi)的景觀進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)[1⁃2]。近幾年，我國城市化發(fā)展速度加快導(dǎo)致大面積自然景觀廢棄產(chǎn)物出現(xiàn)，給城市環(huán)境生態(tài)帶來巨大影響，政府提出節(jié)能設(shè)計(jì)綠色規(guī)劃建議[3]。森林公園景觀節(jié)能設(shè)計(jì)的關(guān)鍵取決于廢棄地周圍的環(huán)境以及開發(fā)程度需求。由于森林公園規(guī)劃關(guān)聯(lián)性與前瞻性要求非常高，是全新技術(shù)需求最為迫切的發(fā)展條件之一[4]。針對(duì)森林公園節(jié)能規(guī)劃，設(shè)計(jì)人員仍然使用傳統(tǒng)規(guī)劃手法，該手法存在數(shù)據(jù)收集不準(zhǔn)確、速度慢、模擬畫面不真實(shí)等問題，僅滿足二維繪圖需求。針對(duì)森林公園景觀周圍地形的模擬采用金剛石方格算法，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法具有數(shù)據(jù)收集準(zhǔn)確、速度快、耗費(fèi)時(shí)間短、模擬畫面真實(shí)等優(yōu)勢(shì)。

1基于三維圖像的森林公園地形框架構(gòu)建

森林公園景觀節(jié)能規(guī)劃分為總體規(guī)劃、區(qū)域規(guī)劃以及專項(xiàng)規(guī)劃，任何層面上地形規(guī)劃設(shè)計(jì)離不開三維圖像，該設(shè)計(jì)方法需要在三維圖像模式下，實(shí)現(xiàn)森林公園地形三維節(jié)能重塑。對(duì)森林公園地形填充，傳統(tǒng)方法需要耗費(fèi)大量人力、物力，施工時(shí)間過長(zhǎng)，造成大量能源、資源浪費(fèi)。針對(duì)森林公園景觀周圍地形的模擬采用金剛石方格算法。該算法是在三維圖像上使用變換的一種方法，利用該方法能夠獲取高度精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)組[5]。建立一座山峰，在該地形上山峰需要人為增加網(wǎng)格點(diǎn)數(shù)來提高數(shù)據(jù)收集精準(zhǔn)度，數(shù)據(jù)組中所有的網(wǎng)格點(diǎn)都是隨機(jī)產(chǎn)生。假設(shè)該數(shù)據(jù)是正方體的，維數(shù)是2n+1。

2森林公園景觀節(jié)能設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

在森林公園地形框架構(gòu)建的基礎(chǔ)上，針對(duì)森林公園三維樹木節(jié)能使用背面剔除技術(shù)，該技術(shù)是指在樹木繪制前，剔除與視線相背離的多邊形，僅繪制視線所能達(dá)到的多邊形，進(jìn)而減少繪制樹木多邊形的數(shù)量[7⁃8]。一般情況下，通過計(jì)算視線方向和多邊形方向的夾角來剔除多邊形，如果夾角大于90°，那么就要剔除多邊形。

3實(shí)驗(yàn)

3.1實(shí)驗(yàn)環(huán)境與參數(shù)設(shè)定選擇

某市位于美麗北部山峰的貫穿于2區(qū)1市1縣的大型森林公園，整個(gè)森林公園自北向南長(zhǎng)為584km。主要數(shù)據(jù)源有：環(huán)城港市的1∶10000紙質(zhì)地形圖，遙感影像，城市分布圖、站點(diǎn)分布圖，公園占地現(xiàn)狀圖等輔助數(shù)據(jù)。使用300dpi掃描精度作為森林公園研究的地形圖進(jìn)行掃描，并輸入電腦當(dāng)中，再將圖像進(jìn)行拼接，由此生成地形柵格圖，對(duì)分辨率進(jìn)行相應(yīng)處理，以幾何校正為主，匹配相應(yīng)的空間地理位置，并進(jìn)行疊加，進(jìn)而形成節(jié)能設(shè)計(jì)方案。

3.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

將地形模塊提取出來，規(guī)劃公園地形的坡度與坡向，進(jìn)行重新分類后對(duì)屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，由此得到坡度圖。

4結(jié)語

基于三維圖像森林公園景觀節(jié)能設(shè)計(jì)中，以立體空間的坐標(biāo)軸來定義森林公園具體位置，使用大量空間信息能夠使空間對(duì)象之間的聯(lián)系變得更加緊密。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，所提方法使用三維圖像對(duì)景區(qū)進(jìn)行規(guī)劃，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)景區(qū)規(guī)劃只能使用平面圖進(jìn)行模擬的缺陷，能夠高效降低景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)過程的能耗，對(duì)森林公園的節(jié)能建設(shè)意義重大。

作者：黃瀅；張青萍 單位：南京林業(yè)大學(xué)