CN115563684B - 一种基于场景模拟的园林景观设计系统 - Google Patents

一种基于场景模拟的园林景观设计系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于场景模拟的园林景观设计系统，属于现代农林业设计技术领域，该系统能够自动对规划区域内不同子区域的种植植物进行推荐，具体通过规划区域所处地理位置的气候环境以及规划区域中各种土质的分布来对规划区域内划分形成的子区域中种植的植物进行推荐，另外，本发明在进行自动推荐时考虑到供应成本的影响，在周围一定范围内进行样本采集，避免后期建设以及维护过程中，植物供应成本溢价的提升；对于同时跨越多种土壤类型区域的子区域，能够根据其共同点以及在本区域的种植情况进行合理的分配，保证同一子区域在种植一种植物时能够整体具有良好的存活率与生长效率。

Description

一种基于场景模拟的园林景观设计系统
技术领域
本发明属于现代农林业设计设计技术领域，具体的吗，涉及一种基于场景模拟的园林景观设计系统。
背景技术
随着生活水平的提升，人们对于生活质量的要求也越来越高，在城市建设中，为了保证城市的绿色生态，提升城市居民的幸福感，需要保留一定的区域用于生态园林的建设。
传统的园林景观设计是设计人员依靠对应区域的二维等高线地形图来对对应区域进行分析与设计工作，由于设计量大，参与设计的人员专业水平参差不齐，在实际的操作中很容易出现问题，一般在施工时或在施工后一段时间才能够发现其中的不合理之处，另外，在进行园林景观设计时，难以根据当地的气候、土壤以及供应成本进行合理的设计，可能会导致种植成本高或者植物供应成本高的问题，为了解决上述问题，对园林景观设计中各区域的适宜种植植物进行自动推荐，保证植物存活率、生长状况的前提下降低成本，本发明提供了以下技术方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于场景模拟的园林景观设计系统，解决现有技术中园林设计主要依靠设计人员的脑力活动进行，无法自动发现设计中不合理之处，也无法自动控制成本的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于场景模拟的园林景观设计系统，包括：
地貌信息采集单元，用于采集规划区域的地貌信息；
建模单元，用于建立规划区域的地貌数据物理模型；
场景模拟单元，用于整合规划区域的地貌数据物理模型与景观模型；
上述一种基于场景模拟的园林景观设计系统的工作方法包括如下步骤：
S1、通过建模单元获取规划区域的地貌数据物理模型；
S2、根据规划区域内土壤的类型分布，将规划区域的土质区域划分为若干个的种植区，同一种植区内的土壤为同一类型；
S3、获取在以规划区域为中心，获取在半径r1的范围内，其他园林景观内各种不同类型土壤上种植的植物类型与各种类植物的覆盖面积，r1为预设值，将覆盖面积超过预设比例的植物类型标记为重点植物类型，将该覆盖面积与对应土壤类型的采样区间总面积之比标记为区域丰富度B；
S4、将设计方案导入场景模拟单元，场景模拟单元根据设计方案在规划区域的地貌数据处理模型上配置景观模型，形成对应的设计模拟场景；
所述设计方案包括将规划区域划分为若干个子区域、划分后子区域的种植植物类型，相邻子区域之间通过护栏、道路、湖泊、建筑进行分割；
S5、获取各子区域的边界线，进而获取子区域与种植区的重合区域，
当重合区域内对应子区域的设计种植的植物类型与对应种植区的重点植物类型不重合时，报警模块发出二级报警提示信息；
当同一子区域仅覆盖一个种植区时，按照该种植区对应的重点植物类型的区域丰富度B从大到小的顺序获取对应子区域内的若干个植物类型，将其标记为待定植物类型；
当同一子区域同时跨越两个或者两个以上的种植区时，获取该子区域所跨越的两个或两个以上的种植区重合的可选植物类型，将该重合的可选植物类型标记为候选植物类型；
假设同一子区域同时跨越的种植区数量为n个，将各种植区标记为Z1、Z2、…、Zn，n≥2，
获取一种候选植物类型在各种植区上的区域丰富度B，将其对应Z1、Z2、…、Zn依次标记为B1、B2、…、Bn，若候选植物类型不属于对应种植区上的重点植物类型，则将其对应区域丰富度标记为0；
根据公式Y＝B1*D1+B2*D2+、…、+Bn*Dn计算得到对应候选植物的种植优先值Y，其中Di表示种植区域Zi在对应子区域中的占地面积比例，其中1≤i≤n；
按照种植优先值Y从大到小的顺序获取对应子区域内的若干个植物类型，将其标记为待定植物类型。
作为本发明的进一步方案，控制器根据种植区土质与气候信息获取适合在各种植区进行种植的植物类型，将该植物类型标记为可选植物类型；
当重合区域内对应子区域的设计种植的植物类型与对应种植区的可选植物类型不重合时，报警模块发出一级报警提示信息；
所述一级报警提示信息的重要性大于二级报警提示信息的重要性。
作为本发明的进一步方案，所述区域丰富度B的计算方法为：
在采样区随机设定若干个采样区间，一个采样区间内的土壤为同一类型，获取各采样区间内的种植植物种类以及各种类植物的覆盖面积；
获取在同一土壤类型中的种植植物种类以及各种类植物的覆盖面积，将该覆盖面积与对应土壤类型的采样区间总面积之比标记为区域丰富度B。
作为本发明的进一步方案，在步骤S5后，还包括如下步骤：获取各子区域的面积，以及各子区域对应的待定植物类型，根据所种植的待定植物类型成长后的树冠直径获取对应子区域的最大种植密度M1；
根据最大种植密度M1与待定植物类型的单株价格获取各种待定植物类型对应的最大种植成本；
按照最大种植成本从小到大的顺序依次对对应子区域中的种植植物进行推荐。
作为本发明的进一步方案，所述最大种植密度M1的计算方法为：
对于一个子区域，获取其中所要种植的植物类型，获取对应植物类型成长后的树冠直径，以对应尺寸的圆形网格表示对应植物类型的种植占地面积，通过圆形网格设置在子区域内表示对应植物类型在子区域内的种植位置；
若子区域内为单品种植物，则根据该植物对应尺寸的圆形网格在密集种植区内的最大铺设量获取该植物在密集种植区内的最大种植密度M1；
若子区域内为多品种植物混种，则根据设计的各植物数量比例以及各对应尺寸的圆形网格在密集种植区内的最大铺设量获取各植物在密集种植区内的最大种植密度M1；
在子区域中铺设圆形网格时，相邻两个圆形网格之间可以接触而不重叠。
本发明的有益效果：
(1)本发明能够自动对规划区域内不同子区域的种植植物进行推荐，具体通过规划区域所处地理位置的气候环境以及规划区域中各种土质的分布来对规划区域内划分形成的子区域中种植的植物进行推荐，并对设计方案中不符合种植环境需求的植物进行报警提示，避免错误设计的产生；
(2)本发明在进行自动推荐时考虑到供应成本的影响，在周围一定范围内进行样本采集，避免后期建设以及维护过程中，植物供应成本溢价的提升；
(3)本发明对于同时跨越多种土壤类型区域的子区域，能够根据其共同点以及在本区域的种植情况进行合理的分配，保证同一子区域在种植一种植物时能够整体具有良好的存活率与生长效率，同时考虑到供应成本溢价的问题，同样有利于供应成本溢价的整体降低；
(4)本发明考虑到不同植物的体型不同，在成长后树冠的直径不同，对各子区域的种植密度进行预测，从而对植物的种植成本进行预估，在保证植物种植效果的前提下，能够显著降低种植成本，使设计人能够对种植成本进行准确的监控。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明一种基于场景模拟的园林景观设计系统的框架结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
一种基于场景模拟的园林景观设计系统，如图1所示，包括：
地貌信息采集单元，用于采集规划区域的地貌信息；
建模单元，用于建立规划区域的地貌数据物理模型；
模型存储单元，用于存储景观模型，所述景观模型包括建筑模型、植物模型、道路模型与人工湖模型；
场景模拟单元，用于整合规划区域的地貌数据物理模型与景观模型；
土质检测单元，用于对土壤进行分析，获取对应区域内土壤所属的类型；
控制器，用于进行数据处理与决策的制定；
信息录入单元，用于录入控制器进行数据处理的外界采集信息，外界采集信息包括气候信息、区域丰富度信息；
报警单元，用于发出报警提示信息，提示工作人员及时的发现设计方案中可能存在的问题；
上述的一种基于场景模拟的园林景观设计系统的工作方法包括如下步骤：
S1、通过地貌信息采集单元获取规划区域的地形数据，将其与GIS地理信息融合后，通过建模单元获取规划区域的地貌数据物理模型；
S2、对规划区域土壤进行采样后，根据规划区域内土壤的类型分布，将规划区域的土质区域划分为若干个的种植区，同一种植区内的土壤为同一类型；
获取规划区域所处地理位置的气候信息，根据种植区土质与气候信息获取适合在各种植区进行种植的植物类型，将该植物类型标记为可选植物类型；
S3、通过随机采样，获取在以规划区域为中心，获取在半径r1的范围内，其他园林景观内各种不同类型土壤上种植的植物类型与各种类植物的覆盖面积，r1为预设值，将覆盖面积超过预设比例的植物类型标记为重点植物类型，将该覆盖面积与对应土壤类型的采样区间总面积之比标记为区域丰富度B；
具体的，以规划区域为中心，获取在半径r1的范围内的其他园林景观为采样区；
在采样区随机设定若干个采样区间，一个采样区间内的土壤为同一类型，获取各采样区间内的种植植物种类以及各种类植物的覆盖面积；
获取在同一土壤类型中的种植植物种类以及各种类植物的覆盖面积，将该覆盖面积与对应土壤类型的采样区间总面积之比标记为区域丰富度B；
S4、将设计人员的设计方案导入场景模拟单元，场景模拟单元根据设计方案在规划区域的地貌数据处理模型上配置景观模型，形成对应的设计模拟场景；
所述设计方案包括将规划区域划分为若干个子区域、划分后子区域的种植植物类型、植物种植位置以及建筑、道路、人工湖等人造物的位置、形状与尺寸信息，相邻子区域之间通过护栏、道路、湖泊、建筑进行分割；
S5、获取各子区域的边界线，进而获取子区域与种植区的重合区域，
当重合区域内对应子区域的设计种植的植物类型与对应种植区的可选植物类型不重合时，报警模块发出一级报警提示信息；
当重合区域内对应子区域的设计种植的植物类型与对应种植区的重点植物类型不重合时，报警模块发出二级报警提示信息；其中一级报警提示信息的重要性大于二级报警提示信息的重要性；
当同一子区域仅覆盖一个种植区时，按照该种植区对应的重点植物类型的区域丰富度B从大到小的顺序获取对应子区域内的若干个植物类型，将其标记为待定植物类型；
当同一子区域同时跨越两个或者两个以上的种植区时，获取该子区域所跨越的两个或两个以上的种植区重合的可选植物类型，将该重合的可选植物类型标记为候选植物类型；
假设同一子区域同时跨越的种植区数量为n个，将各种植区标记为Z1、Z2、…、Zn，n≥2，
获取一种候选植物类型在各种植区上的区域丰富度B，将其对应Z1、Z2、…、Zn依次标记为B1、B2、…、Bn，若候选植物类型不属于对应种植区上的重点植物类型，则将其对应区域丰富度标记为0；
根据公式Y＝B1*D1+B2*D2+、…、+Bn*Dn计算得到对应候选植物的种植优先值Y，其中Di表示种植区域Zi在对应子区域中的占地面积比例，其中1≤i≤n；
按照种植优先值Y从大到小的顺序获取对应子区域内的若干个植物类型，将其标记为待定植物类型；
S6、获取各子区域的面积，以及各子区域对应的待定植物类型，根据所种植的待定植物类型成长后的树冠直径获取对应子区域的最大种植密度M1；
根据最大种植密度M1与待定植物类型的单株价格获取各种待定植物类型对应的最大种植成本；
按照最大种植成本从小到大的顺序依次对对应子区域中的种植植物进行推荐；
所述最大种植密度M1的计算方法为：
对于一个子区域，获取其中所要种植的植物类型，获取对应植物类型成长后的树冠直径，以对应尺寸的圆形网格表示对应植物类型的种植占地面积，通过圆形网格设置在子区域内表示对应植物类型在子区域内的种植位置；
若子区域内为单品种植物，则根据该植物对应尺寸的圆形网格在密集种植区内的最大铺设量获取该植物在密集种植区内的最大种植密度M1；
若子区域内为多品种植物混种，则根据设计的各植物数量比例以及各对应尺寸的圆形网格在密集种植区内的最大铺设量获取各植物在密集种植区内的最大种植密度M1；
该步骤中，在子区域中铺设圆形网格时，相邻两个圆形网格之间可以接触而不会发生重叠。
本发明通过规划区域所处地理位置的气候环境以及规划区域中各种土质的分布来对规划区域内划分形成的子区域中种植的植物进行推荐，其中还考虑到供应成本的影响，在周围一定范围内进行样本采集，避免后期建设以及维护过程中，植物供应成本溢价的提升(考虑到同一区域若存在一种植物的大量种植，则同区域对于对应植物会有较为稳定的供应方式，从而有利于供应成本溢价的降低)，另外，对于同时跨越多种土壤类型区域的子区域，能够根据其共同点以及在本区域的种植情况进行合理的分配，保证同一子区域在种植一种植物时能够整体具有良好的存活率与生长效率，同时考虑到供应成本溢价的问题，同样有利于供应成本溢价的整体降低，本发明还考虑到不同植物的体型不同，在成长后树冠的直径不同，对各子区域的种植密度进行预测，从而对植物的种植成本进行预估，在保证植物种植效果的前提下，能够显著降低种植成本，使设计人能够对种植成本进行准确的监控。
在说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种基于场景模拟的园林景观设计系统，其特征在于，包括：
地貌信息采集单元，用于采集规划区域的地貌信息；
建模单元，用于建立规划区域的地貌数据物理模型；
场景模拟单元，用于整合规划区域的地貌数据物理模型与景观模型；
上述一种基于场景模拟的园林景观设计系统的工作方法包括如下步骤：
S1、通过建模单元获取规划区域的地貌数据物理模型；
S2、根据规划区域内土壤的类型分布，将规划区域的土质区域划分为若干个的种植区，同一种植区内的土壤为同一类型；
S3、获取在以规划区域为中心，获取在半径r1的范围内，园林景观内各种不同类型土壤上种植的植物类型与各种类植物的覆盖面积，r1为预设值，将覆盖面积超过预设比例的植物类型标记为重点植物类型，将各种类植物的覆盖面积与对应土壤类型的采样区间总面积之比标记为各植物类型在对应土壤类型中的区域丰富度B；
S4、将设计方案导入场景模拟单元，场景模拟单元根据设计方案在规划区域的地貌数据处理模型上配置景观模型，形成对应的设计模拟场景；
所述设计方案包括将规划区域划分为若干个子区域、划分后子区域的种植植物类型，相邻子区域之间通过护栏、道路、湖泊、建筑进行分割；
S5、获取各子区域的边界线，进而获取子区域与种植区的重合区域，
当重合区域内对应子区域的设计种植的植物类型与对应种植区的重点植物类型不重合时，报警模块发出二级报警提示信息；
当同一子区域仅覆盖一个种植区时，按照该种植区对应的重点植物类型的区域丰富度B从大到小的顺序获取对应子区域内的若干个植物类型，将其标记为待定植物类型；
当同一子区域同时跨越两个或者两个以上的种植区时，获取该子区域所跨越的两个或两个以上的种植区重合的可选植物类型，将该重合的可选植物类型标记为候选植物类型；
假设同一子区域同时跨越的种植区数量为n个，将各种植区标记为Z1、Z2、…、Zn，n≥2；
获取一种候选植物类型在各种植区上的区域丰富度B，将其对应Z1、Z2、…、Zn依次标记为B1、B2、…、Bn，若候选植物类型不属于对应种植区上的重点植物类型，则将其对应区域丰富度标记为0；
根据公式Y＝B1*D1+B2*D2+、…、+Bn*Dn计算得到对应候选植物的种植优先值Y，其中Di表示种植区域Zi在对应子区域中的占地面积比例，其中1≤i≤n；
按照种植优先值Y从大到小的顺序获取对应子区域内的若干个植物类型，将其标记为待定植物类型；
S6、获取各子区域的面积，以及各子区域对应的待定植物类型，根据所种植的待定植物类型成长后的树冠直径获取对应子区域的最大种植密度M1；
根据最大种植密度M1与待定植物类型的单株价格获取各种待定植物类型对应的最大种植成本；
按照最大种植成本从小到大的顺序依次对对应子区域中的种植植物进行推荐。
2.根据权利要求1所述的一种基于场景模拟的园林景观设计系统，其特征在于，控制器根据种植区土质与气候信息获取适合在各种植区进行种植的植物类型，将该植物类型标记为可选植物类型；
当重合区域内对应子区域的设计种植的植物类型与对应种植区的可选植物类型不重合时，报警模块发出一级报警提示信息；
所述一级报警提示信息的重要性大于二级报警提示信息的重要性。
3.根据权利要求1所述的一种基于场景模拟的园林景观设计系统，其特征在于，所述最大种植密度M1的计算方法为：
对于一个子区域，获取其中所要种植的植物类型，获取对应植物类型成长后的树冠直径，以对应尺寸的圆形网格表示对应植物类型的种植占地面积，通过圆形网格设置在子区域内表示对应植物类型在子区域内的种植位置；
若子区域内为单品种植物，则根据该植物对应尺寸的圆形网格在密集种植区内的最大铺设量获取该植物在密集种植区内的最大种植密度M1；
若子区域内为多品种植物混种，则根据设计的各植物数量比例以及各对应尺寸的圆形网格在密集种植区内的最大铺设量获取各植物在密集种植区内的最大种植密度M1；
在子区域中铺设圆形网格时，相邻两个圆形网格之间可以接触而不重叠。
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