CN116776428B - 一种园林道路智能化布局方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种园林道路智能化布局方法及系统，包括：从获取的待设计园林对应的园林布局案例及生成目标中提取所述待设计园林的道路布局特征及确定所述待设计园林的场地布局参数及景观布局参数，根据所述场地布局参数，通过预设的最短路径生成方法生成所述待设计园林的主园路布局，再通过预设的黏菌算法生成所述待设计园林的园路小径，对所述主园路布局及所述景观布局参数进行视域分析，以使根据视域分析的结果生成所述待设计园林的桥路径及廊路径，最后根据所述桥路径、所述廊路径及所述主园路布局和园路小径生成所述待设计园林的道路布局，提高园林的设计效率。

Description

一种园林道路智能化布局方法及系统

技术领域

本发明涉及园林设计技术领域，尤其涉及一种园林道路智能化布局方法及系统。

背景技术

景观设计，是指风景与园林的规划设计，它的要素包括自然景观要素和人工景观要素。与规划，生态，地理等多种学科交叉融合，在不同的学科中具有不同的意义。景观设计主要服务于：城市景观设计(城市广场、商业街、办公环境等)、居住区景观设计、城市公园规划与设计、滨水绿地规划设计、旅游度假区与风景区规划设计等。

在景观园林设计时，需首先目标场景对进行测绘，然后进行概念设计绘制草图，最后进行形式创作等，此过程绝大数部分设计全部要依赖于人工进行。由于设计方法和程序难以掌握，复杂多变，景观设计往往难以得到正式概括。在以往中国的园林设计著作中，多数学者倾向于用描述性的语言基于观察和感受来分析园林特征，但传统的思考方式解读园林是基于观察和体验的解读，对如何设计一个新的园林空间仍然需要设计者们自己领悟，没有能为设计师提供直观的景观布局生成方法。

发明内容

为了解决以上技术问题，本发明公开了一种园林道路智能化布局方法，自动生成可行的园林道路布局，提高园林设计工作的质量及效率。

为了实现上述目的，本发明公开了一种园林道路智能化布局方法，包括：

从获取的待设计园林对应的园林布局案例中提取所述待设计园林的道路布局特征；

根据所述待设计园林的生成目标确定所述待设计园林的场地布局参数及景观布局参数；

根据所述场地布局参数，通过预设的最短路径生成方法生成所述待设计园林的主园路布局；

根据所述主园路布局及所述景观布局参数，通过预设的黏菌算法生成所述待设计园林的园路小径，并结合所述主园路布局及所述园路小径生成所述待设计园林的第一道路布局；

对所述主园路布局及所述景观布局参数进行视域分析，分别获得所述主园路布局对应的第一视域区域及所述景观布局参数对应的第二视域区域；

提取所述第一视域区域及所述第二视域区域发生重叠的第三视域区域，以使根据所述第三视域生成所述待设计园林的桥路径及廊路径；

根据所述桥路径及所述廊路径结合所述第一道路布局，生成所述待设计园林的道路布局。

本发明公开的一种园林道路智能化布局方法，包括收集待设计园林的类型对应的园林布局案例，以此根据所述案例提取所述待设计园林类型对应的道路特征，同时根据所述待设计园林的生成目标确定所述待设计园林中包含的场地布局参数及景观布局参数，以使根据所述景观布局参数生成符合所述待设计园林布局需求的道路布局，接着根据所述待设计园林场地布局参数，通过预设的最短路径生成方法生成所述待设计园林的第一道路布局，同时根据所述主园路布局及所述待设计园林的景观布局参数利用预设的黏菌算法生成所述待设计园林的园路小径以使连接所述待设计园林的各个景观，接着对所述主园路布局及所述景观布局参数进行视域分析，以使根据视域分析的结果确定桥及廊的布局，满足园林设计的需求，最终根据所述生成的主园路布局、园路小径和所述桥路径及廊路径生成可行的园林道路布局，辅助设计师进行园林设计，提高园林设计工作的质量及效率。

作为优选例子，在所述从获取的待设计园林对应的园林布局案例中提取所述待设计园林的道路布局特征，包括：

根据获取的所述园林布局案例确定所述待设计园林的规格及面积划分单元；

根据所述园林布局案例确定所述待设计园林中的路径的不同类型及不同类型的路径对应的路径曲率及视域范围；所述路径的不同类型包括主园路路径、园林小径、桥路径及廊路径。

本发明通过从待设计园林类型对应的布局案例中首先明确本待设计园林中需要包含什么类型的路，及所述路的曲率，以使确定所述待设计园林中道路布局的基础，同时明确所述不同类型的路径对应的视域，以使根据所述视域满足不同路径的功能性，进而根据路径的功能性安排路径的布局，满足用户的视觉需求。

作为优选例子，在所述根据所述待设计园林的生成目标确定所述待设计园林的场地布局参数及景观布局参数，包括：

根据所述待设计园林的应用目标，确定所述待设计园林的场地布局参数及景观布局参数；所述场地布局参数包括场地边界及场地边界入口；所述景观布局参数包括兴趣点、建筑及湖泊。

本发明从园林的实际应用需求出发，提取所述园林的场地布局参数及景观布局参数，以使设计满足现实需求的可行的道路布局。

作为优选例子，在所述根据所述场地布局参数，通过预设的最短路径生成方法生成所述待设计园林的主园路布局，包括：

根据所述待设计园林对应的面积划分单元及场地边界对所述待设计园林进行网格划分，确定所述待设计园林的主园路路径的生成范围；

根据所述生成范围及位于所述待设计园林中的兴趣点，利用预设的哈密顿回路算法生成所述待设计园林的第一初始主园路路径线段；

对所述第一初始主园路路径线段中的直线及折线进行分类，并根据所述待设计园林对应的主园路的路径曲率对所述折线进行曲率调整进而生成曲线，并将所述曲线与所述直线进行整合，生成所述待设计园林的初始主园路路径线段；

根据所述待设计园林的主园路的宽度生成目标及所述初始主园路路径线段，获得主园路路径，进而生成所述待设计园林的主园路布局。

本发明根据待设计园林对应的面积划分单元及场地边界首先确定所述主园路的生成范围，避免所述主园路超出所述待设计园林范围，接着根据所述范围及位于所述待设计园林的兴趣点生成最短路径，符合园林的观赏需求，接着根据所述待测园林对应的主园路的曲率特征对所述最短路径中的折线进行调整，以使折线变成曲线，提高主园路设计的可行性。

作为优选例子，在所述通过预设的黏菌算法生成所述待设计园林的园路小径，并结合所述主园路布局及所述园路小径生成所述待设计园林的第二道路布局，具体包括：

获取所述主园路路径中的若干个道路转折点，根据所述待设计园林的场地入口、建筑及所述若干个道路转折点中的每个道路转折点，通过预设的黏菌算法生成所述待设计园林的园路小径；

根据所述园路小径，结合所述主园路路径生成所述待设计园林的第一道路布局。

本发明利用预设的黏菌算法将场地入口设为起始点，场地内的建筑物和主园路路径的节点设为食物，启动黏菌算法，使黏菌覆盖场地中的所有食物，黏菌的生成轨迹作为园路小径，以使保证所述园路小径串联整个园林，提高所述道路布局的可行性。

作为优选例子，在所述对所述主园路布局及所述景观布局参数进行视域分析，分别获得所述主园路布局对应的第一视域区域及所述景观布局参数对应的第二视域区域，包括：

对所述主园路路径的每个道路转折点进行视域分析，获得所述每个道路转折点分别对应的视域区域及所述视域区域发生重叠的若干个重叠视域区域；所述第一视域区域即所述重叠视域区域；

对所述景观布局参数中的湖泊、建筑及兴趣点进行视域分析，获得每个兴趣点、建筑、湖泊分别对应的视域区域及所述视域区域发生重叠的若干个重叠视域区域；所述重叠视域区域即所述第二视域区域。

本发明对所述主园路及所述景观布局参数中的湖泊、建筑及兴趣点进行视域分析，以使根据所述视域满足桥和廊的实际功能使用，提高道路布局的可行性。

作为优选例子，在所述提取所述第一视域区域及所述第二视域区域发生重叠的第三视域区域，以使根据所述第三视域生成所述待设计园林的桥路径及廊路径，包括：

根据所述第一视域区域及所述第二视域区域，获得所述第一视域区域及所述第二视域区域发生重叠的第三视域区域，并提取所述第三视域区域的区域边界；

根据所述区域边界生成所述廊路径。

本发明通过对所述主回路及所述湖泊要素进行视域分析，以使在满足园林观赏的需求下进行廊路径的生成，满足用户的视觉需求。

作为优选例子，在所述生成所述待设计园林的桥路径，包括：

获取所述湖泊与所述主园路路径的相交路径，并在所述相交路径生成桥路径替代所述相交路径，以此获得所述待设计园林的桥路径。

本发明根据所述桥的功能性确定所述桥的布局，满足待设计园林的实际设计需求。

作为优选例子，在所述生成所述待设计园林的道路布局，还包括：

对所述主园路路径、廊路径及桥路径进行视域分析，获得所述主园路路径对应的视域面积及路径长度、所述廊路径对应的视域面积及路径长度及所述桥路径对应的视域面积及路径长度及；

根据所述视域面积及所述路径长度，通过预设的遗传算法分别对所述主园路路径中的曲线的路径曲率、所述廊路径的路径曲率及所述桥路径的路径曲率不断优化，进而根据优化后的路径曲率分别对所述主园路路径、所述廊路径及所述桥路径进行优化，获得优化后的主园路路径、所述廊路径及所述桥路径。

本发明利用遗传算法对主园路路径、廊路径及桥路径的曲率进行不断的优化，控制路径的曲率数值，接入视域面积、路径长度等参数作为目标值，让遗传算法通过不断的迭代，在满足视域面积最大、路径长度最大的条件下求得最终的曲率数值，使得所述主园路路径及所述桥路径和所述廊路径满足实际的园林可行性需求。

另一方面，本发明公开了一种园林道路智能化布局系统，包括特征提取模块、参数获取模块、第一道路布局模块、第二道路布局模块、视域分析模块、路径生成模块及道路更新模块；

所述特征提取模块用于从获取的待设计园林对应的园林布局案例中提取所述待设计园林的道路布局特征；

所述参数获取模块用于根据所述待设计园林的生成目标确定所述待设计园林的场地布局参数及景观布局参数；

所述第一道路布局模块用于根据所述场地布局参数，通过预设的最短路径生成方法生成所述待设计园林的主园路布局；

所述第二道路布局模块用于根据所述主园路布局及所述景观布局参数，通过预设的黏菌算法生成所述待设计园林的园路小径，并结合所述主园路布局及所述园路小径生成所述待设计园林的第一道路布局；

所述视域分析模块用于对所述主园路布局及所述景观布局参数进行视域分析，分别获得所述主园路布局对应的第一视域区域及所述景观布局参数对应的第二视域区域；

所述路径生成模块用于提取所述第一视域区域及所述第二视域区域发生重叠的第三视域区域，以使根据所述第三视域生成所述待设计园林的桥路径及廊路径；

所述道路更新模块用于根据所述桥路径及所述廊路径结合所述第一道路布局，生成所述待设计园林的道路布局。

本发明公开的一种园林道路智能化布局系统，包括收集待设计园林的类型对应的园林布局案例，以此根据所述案例提取所述待设计园林类型对应的道路特征，同时根据所述待设计园林的生成目标确定所述待设计园林中包含的场地布局参数及景观布局参数，以使根据所述景观布局参数生成符合所述待设计园林布局需求的道路布局，接着根据所述待设计园林场地布局参数，通过预设的最短路径生成方法生成所述待设计园林的第一道路布局，同时根据所述主园路布局及所述待设计园林的景观布局参数利用预设的黏菌算法生成所述待设计园林的园路小径以使连接所述待设计园林的各个景观，形成第一道路布局，接着对所述主园路布局及所述景观布局参数进行视域分析，以使根据视域分析的结果确定桥及廊的布局，满足园林设计的需求，最终根据所述生成的主园路布局、园路小径和所述桥路径及廊路径生成可行的园林道路布局，辅助设计师进行园林设计，提高园林设计工作的质量及效率。

附图说明

图1：为本发明实施例提供的一种园林道路智能化布局方法的流程示意图；

图2：为本发明实施例提供的一种园林道路智能化布局系统的结构示意图；

图3：为本发明实施例提供的一种原始路径平面图；

图4：为本发明实施例提供的基于一种园林道路智能化布局方法生成的路径平面图；

图5：为本发明实施例提供的原始路径的曲率与角度值统计图；

图6：为本发明实施例提供的基于一种园林道路智能化布局方法生成的路径的曲率与角度值统计图；

图7：为本发明实施例提供的原始路径的视域面积统计图；

图8：为本发明实施例提供的基于一种园林道路智能化布局方法生成的路径的视域面积统计图。

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他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

本发明实施例公开了一种园林道路智能化布局方法，该方法的具体实施过程请参照图1，主要包括步骤101至步骤107，所述步骤主要包括：

步骤101：从获取的待设计园林对应的园林布局案例中提取所述待设计园林的道路布局特征。

在本实施例中，该步骤具体包括：根据获取的所述园林布局案例确定所述待设计园林的规格及面积划分单元；根据所述园林布局案例确定所述待设计园林中的路径的不同类型及不同类型的路径对应的路径长度、曲率及视域范围；所述路径的不同类型包括主园路路径、园林小径、桥路径及廊路径。

示例性的，本实施例生成江南古典园林，则获取江南古典园林的布局案例，并根据所述布局案例统计处江南古典园林的面积通常大于3000㎡，并以10.24㎡的方格(3.2×3.2m)为一个面积单位进行网格划分。其次，江南古典园林的道路可分为路、廊、桥三种类型，根据《园冶》的记载，不同类型的道路的曲率都有不同的规则，将所有的江南古典园林的道路进行统计，并将曲率转换为弧度，作为参数化设计的约束条件和生成规则之一。最后，根据所述江南古典园林的道路具有的多种用途，包括日常生活功能、游览功能、休憩功能、聚会功能等，而确定所述不同类型的道路的视域，江南古典园林中桥的视域是宽广的，路为其次，廊的视域是最小的。

本步骤通过从待设计园林类型对应的布局案例中首先明确本待设计园林中需要包含什么类型的路，及所述路的曲率，以使确定所述待设计园林中道路布局的基础，同时明确所述不同类型的路径对应的视域，以使根据所述视域满足不同路径的功能性，进而根据路径的功能性安排路径的布局，满足用户的视觉需求。

步骤102：根据所述待设计园林的生成目标确定所述待设计园林的场地布局参数及景观布局参数。

在本实施例中，该步骤具体包括：根据所述待设计园林的应用目标，确定所述待设计园林的场地布局参数及景观布局参数；所述场地布局参数包括场地边界及场地边界入口；所述景观布局参数包括兴趣点、建筑及湖泊。

示例性的，本实施例中根据古典园林特点及现代景观设计应用中的需求，将应用的目标定位三种类型，庭院(3000～10000㎡)、社区公园(10000～20000㎡)、城市公园(20000～25000㎡)，从这三类型的应用中提取出园林的景观参数，如场地边界、兴趣点、现有建筑、湖泊等，并利用预设的参数化设计软件将所述景观布局参数进行参数化转移，优选的在本发明实施例中，采用使用Rhino的Grasshopper作为软件平台对上述提取出的景观参数进行参数化转译。

本步骤从园林的实际应用需求出发，提取所述园林的场地布局参数及景观布局参数，以使设计满足现实需求的可行的道路布局。

步骤103：根据所述场地布局参数，通过预设的最短路径生成方法生成所述待设计园林的主园路布局。

在本实施例中，该步骤主要包括：根据所述待设计园林对应的面积划分单元及场地边界对所述待设计园林进行网格划分，确定所述待设计园林的主园路路径的生成范围；根据所述生成范围及位于所述待设计园林中的兴趣点，利用预设的哈密顿回路算法生成所述待设计园林的第一初始主园路路径线段；对所述第一初始主园路路径线段中的直线及折线进行分类，并根据所述待设计园林对应的主园路的路径曲率对所述折线进行曲率调整进而生成曲线，并将所述曲线与所述直线进行整合，生成所述待设计园林的初始主园路路径线段；根据所述待设计园林的主园路的宽度生成目标及所述初始主园路路径线段，获得主园路路径，进而生成所述待设计园林的主园路布局。

示例性的，在本实施例中，在所述Grasshopper中设定场地基本状况，划定场地的边界，将现状需要保留的建筑、水体等置入所述Grasshopper，接着根据所述获取的面积单位建立基础的网格(每格尺寸为3.2×3.2m)和生成的范围，根据所述生成的范围.通过哈密顿回路的方法生成最短路径，将最短路径中的折线和长直线进行分类，使折线生成圆滑的曲线并调整曲线的曲率，最后整合直线与曲线作为主园路的雏形，获得主园路路径对应的路径线段，在本实施例中，优选的还可以根据江南园林内设置特别的小品景观而调整园路的特点，在所述可以在所述Grasshopper中设置干扰点对所述路径线段进行微调，同时根据所述主园路的宽度需要，使线段生成路段，获得所述主园路路径，即获得所述待设计园林的第一道路布局。

本步骤根据待设计园林对应的面积划分单元及场地边界首先确定所述主园路的生成范围，避免所述主园路超出所述待设计园林范围，接着根据所述范围及位于所述待设计园林的兴趣点生成最短路径，符合园林的观赏需求，接着根据所述待测园林对应的主园路的曲率特征对所述最短路径中的折线进行调整，以使折线变成曲线，提高主园路设计的可行性。

步骤104：根据所述主园路布局及所述景观布局参数，通过预设的黏菌算法生成所述待设计园林的园路小径，并结合所述主园路布局及所述园路小径生成所述待设计园林的第一道路布局。

在本实施例中，该步骤主要包括：获取所述主园路路径中的若干个道路转折点，根据所述待设计园林的场地入口、建筑及所述若干个道路转折点中的每个道路转折点，通过预设的黏菌算法生成所述待设计园林的园路小径；根据所述园路小径，结合所述主园路路径生成所述待设计园林的第一道路布局。

示例性的，在本实施例中，将所述江南古典园林的场地入口设为起始点，场地内的建筑物和主园路的节点设为食物，启动黏菌算法，使黏菌覆盖场地中的所有食物，黏菌的生成轨迹作为园路小径的方案，同时可选择的所述用户可以不断重新启动黏菌算法，使其生成不同的方案，并选择合适的方案作为最终的园路小径布局方案，同时根据在所述生成的主园路路径中结合所述园路小径布局方案，获得所述江南古典园林的第一道路布局方案。

本步骤利用预设的黏菌算法将场地入口设为起始点，场地内的建筑物和主园路路径的节点设为食物，启动黏菌算法，使黏菌覆盖场地中的所有食物，黏菌的生成轨迹作为园路小径，以使保证所述园路小径串联整个园林，提高所述道路布局的可行性，接着将所述获得的园路小径与所述主园路布局结合，获得所述待设计园林的第一道路布局。

步骤105：对所述主园路布局及所述景观布局参数进行视域分析，分别获得所述主园路布局对应的第一视域区域及所述景观布局参数对应的第二视域区。

在本实施例中，该步骤主要包括：对所述主园路路径的每个道路转折点进行视域分析，获得所述每个道路转折点分别对应的视域区域及所述视域区域发生重叠的若干个重叠视域区域；所述第一视域区域及所述重叠视域区域；对所述景观布局参数中的湖泊、建筑及兴趣点进行视域分析，获得每个兴趣点、建筑、湖泊分别对应的视域区域及所述视域区域发生重叠的若干个重叠视域区域；所述重叠视域区域即所述第二视域区域。

示例性的，在本实施例中，对所述生成主园路路径的每个道路转折点进行视域分析之后，会形成所有视域重叠的区域，优选的可根据这些重叠的区域生成视觉感受较好的景观区域，其次根据所述每一个道路转折点形成的视域区域进行视域分析，得到最小视域范围和最大视域范围。将两个视域范围进行叠加，最后得到半开放景观区域、开放景观区域、隐私景观区域。接着根据上述已生成的主园路路径和景观区域，并在所述Grasshopper导入兴趣点、建筑、湖泊要素，生成所述景观布局参数进行视域分析，获得所述每个景观布局参数点位分别对应的视域区域及所述视域区域发生重叠的若干个重叠视域区域；所述重叠视域区域即所述第二视域区域。

本步骤对所述主园路及所述景观布局参数进行视域分析，以使根据所述视域满足桥和廊的实际功能使用，提高道路布局的可行性。

步骤106：提取所述第一视域区域及所述第二视域区域发生重叠的第三视域区域，以使根据所述第三视域生成所述待设计园林的桥路径及廊路径。

在本实施例中，该步骤主要包括：根据所述第一视域区域及所述第二视域区域，获得所述第一视域区域及所述第二视域区域发生重叠的第三视域区域，并提取所述第三视域区域的区域边界；根据所述区域边界生成所述廊路径；获取所述待设计园林中的湖泊与所述主园路路径的相交路径，并在所述相交路径生成桥路径替代所述相交路径，以此获得所述待设计园林的桥路径。

示例性的，在本实施例中，围绕所述景观布局参数中的湖泊、建筑及兴趣点和所述主园路路径进行视域分析，获得所述景观布局参数及所述主园路路径分别对应的视域区域发生重叠的最大边界生成廊路径，优选的，根据所述江南古典园林的廊与路的距离，设置偏移主园路的路径生成廊路径，此外设置湖泊与路相交的路段生成桥路径。

本步骤对所述主园路及园路小径所述景观布局参数进行视域分析，提高主园路和园路小径的视域观赏性。

步骤107：根据所述桥路径及所述廊路径结合所述第一道路布局，生成所述待设计园林的道路布局。

在本实施例中，该步骤还包括：对所述主园路路径、廊路径及桥路径进行视域分析，获得所述主园路路径对应的视域面积及路径长度，所述廊路径对应的视域面积及路径长度及所述桥路径对应的视域面积及路径长度；根据所述视域面积及所述路径长度，通过预设的遗传算法分别对所述主园路路径中的曲线的路径曲率、所述廊路径的路径曲率及所述桥路径的路径曲率不断优化，进而根据优化后的路径曲率分别对所述主园路路径、所述桥路径及所述廊路径进行优化，获得优化后的主园路路径、所述廊路径及所述桥路径。

示例性的，在本实施例中，对生成的主园路、廊路径及桥路径进行视域分析，分别记录所述主园路及所述廊和桥对应的最大视域点、最小视域点、视域面积，利用遗传算法对主园路进行优化，控制主园路、廊及桥的曲率数值，分别接入所述主园路、廊及桥分别对应的视域面积及路径长度等参数作为目标值，让遗传算法通过不断的迭代，在满足视域面积最大、路径长度最大的条件下求得所述主园路及所述廊和桥最终的曲率数值，即在主园路路径的优化中，使用遗传算法寻找基于江南古典园林的路的弧度的最大视域和最小路径的组合作为优化的结果，在廊的优化中，使用遗传算法寻找基于江南古典园林的路的弧度的最大视域和最大路径的组合作为优化的结果，优选的在获得所述廊路径及所述桥路径后可以依据园路的工程造价和景观分区的需求对廊进行增减，江南古典园林中的连廊通常不是一条完整的路径，也可以在闭环路径上根据实际需求删减一半左右，同时可以对桥的路径进行视域分析，查看在桥上的视域是否可以覆盖重要的景观区域，以满足人在桥上观景的需要。

示例性的，以退思园为例，从图3及图4可以直观的看到，再用本实施例提供的道路方法新生成的路径平面图与原始路径的布局是十分相似的。同时，针对园路、廊、桥这三类道路最佳视域点位的计算结果也十分接近，尤其是园路与廊的最佳视域点位几乎一样。新生成的桥在原来基础上增加了一座，在视域计算后的结果认为新的桥具有更高的视域度，进一步的，从数据图表来看，参数化及优化算法的效果不仅延续了原始路径的曲率与转折角度的波动趋势与特点，同时提高了路径行走过程中的视域面积。图5是原始道路的曲率与角度值统计图，图6是生成道路的曲率与角度值统计图。通过比较可见，原园路的角度值区间为90.71～162.57°，新生成的园路角度区间值为94.97～171.34°。原连廊路径角度区间值为90.00～168.29°，新生成的廊角度区间值为109.97～168.02°。原桥角度区间值为136.95～142.49°，新生成的桥有两座，角度区间值分别为124.96～141.97°、144.18～149.97°。同样的，新生成的路径曲率与原路径数值也十分相近。从视域方面来评估，新生成的路径在视域可视面积上高于原始路径。从图7至图8中可见，原始三类道路视域最大面积分别为：路1598.95㎡、廊1528.73㎡、桥1953.55㎡，而新生成的三类道路视域最大面积分别为：路1655.07㎡、廊1580.87㎡、桥1875.20㎡。

除上述方法外，本发明实施例还提供了一种园林道路智能化布局系统，该系统的具体组成请参照图2，主要包括特征提取模块201、参数获取模块202、第一道路布局模块203、第二道路布局模块204、视域分析模块205、路径生成模块206及道路更新模块207。

所述特征提取模块201用于从获取的待设计园林对应的园林布局案例中提取所述待设计园林的道路布局特征；

所述参数获取模块202用于根据所述待设计园林的生成目标确定所述待设计园林的场地布局参数及景观布局参数；

所述第一道路布局模块203用于根据所述场地布局参数，通过预设的最短路径生成方法生成所述待设计园林的主园路布局；

所述第二道路布局模块204用于根据所述主园路布局及所述景观布局参数，通过预设的黏菌算法生成所述待设计园林的园路小径，并结合所述主园路布局及所述园路小径生成所述待设计园林的第一道路布局；

所述视域分析模块205用于对所述主园路布局及所述景观布局参数进行视域分析，分别获得所述主园路布局对应的第一视域区域及所述景观布局参数对应的第二视域区域；

所述路径生成模块206用于提取所述第一视域区域及所述第二视域区域发生重叠的第三视域区域，以使根据所述第三视域生成所述待设计园林的桥路径及廊路径；

所述道路更新模块207用于根据所述桥路径及所述廊路径结合所述第一道路布局，生成所述待设计园林的道路布局。

本发明实施例提供的一种园林道路智能化布局方法及系统，收集待设计园林的类型对应的园林布局案例，以此根据所述案例提取所述待设计园林类型对应的道路特征，同时根据所述待设计园林的生成目标确定所述待设计园林中包含的场地布局参数及景观布局参数，以使根据所述景观布局参数生成符合所述待设计园林布局需求的道路布局，接着根据所述待设计园林场地布局参数，通过预设的最短路径生成方法生成所述待设计园林的第一道路布局，同时根据所述第一道路布局及所述待设计园林的景观布局参数利用预设的黏菌算法生成所述待设计园林的园路小径以使连接所述待设计园林的各个景观，接着对所述第一道路布局及所述景观布局参数进行视域分析，以使根据视域分析的结果确定廊及桥的布局，满足园林设计的需求，最终根据所述生成的主园路布局、园路小径和所述廊及桥生成可行的园林道路布局，辅助设计师进行园林设计，提高园林设计工作的质量及效率，同时本发明实施例采用以Grasshopper为核心的参数平台可以有效地进行园林道路设计，通过参数化算法进一步调整景观在视觉上的丰富度，智能化布局道路方法提高了设计师的效率且具有较大的适应性，能适应于现代各种面积规模的园林中应用，并呈现较好的结果。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种园林道路智能化布局方法，其特征在于，包括：

从获取的待设计园林对应的园林布局案例中提取所述待设计园林的道路布局特征；

根据所述待设计园林的生成目标确定所述待设计园林的场地布局参数及景观布局参数；

根据所述场地布局参数，通过预设的最短路径生成方法生成所述待设计园林的主园路布局；

根据所述主园路布局及所述景观布局参数，通过预设的黏菌算法生成所述待设计园林的园路小径，并结合所述主园路布局及所述园路小径生成所述待设计园林的第一道路布局；

对所述主园路布局及所述景观布局参数进行视域分析，分别获得所述主园路布局对应的第一视域区域及所述景观布局参数对应的第二视域区域；

提取所述第一视域区域及所述第二视域区域发生重叠的第三视域区域，以使根据所述第三视域生成所述待设计园林的桥路径及廊路径；

根据所述桥路径及所述廊路径结合所述第一道路布局，生成所述待设计园林的道路布局。

2.如权利要求1所述的一种园林道路智能化布局方法，其特征在于，所述从获取的待设计园林对应的园林布局案例中提取所述待设计园林的道路布局特征，包括：

根据获取的所述园林布局案例确定所述待设计园林的规格及面积划分单元；

根据所述园林布局案例确定所述待设计园林中的路径的不同类型及不同类型的路径对应的路径长度、曲率及视域范围；所述路径的不同类型包括主园路路径、园林小径、桥路径及廊路径。

3.如权利要求1所述的一种园林道路智能化布局方法，其特征在于，所述根据所述待设计园林的生成目标确定所述待设计园林的场地布局参数及景观布局参数，包括：

根据所述待设计园林的应用目标，确定所述待设计园林的场地布局参数及景观布局参数；所述场地布局参数包括场地边界及场地边界入口；所述景观布局参数包括兴趣点、建筑及湖泊。

4.如权利要求1所述的一种园林道路智能化布局方法，其特征在于，所述根据所述场地布局参数，通过预设的最短路径生成方法生成所述待设计园林的主园路布局，包括：

根据所述待设计园林对应的面积划分单元及场地边界对所述待设计园林进行网格划分，确定所述待设计园林的主园路路径的生成范围；

根据所述生成范围及位于所述待设计园林中的兴趣点，利用预设的哈密顿回路算法生成所述待设计园林的第一初始主园路路径线段；

对所述第一初始主园路路径线段中的直线及折线进行分类，并根据所述待设计园林对应的主园路的路径曲率对所述折线进行曲率调整进而生成曲线，并将所述曲线与所述直线进行整合，生成所述待设计园林的初始主园路路径线段；

根据所述待设计园林的主园路的宽度生成目标及所述初始主园路路径线段，获得主园路路径，进而生成所述待设计园林的主园路布局。

5.如权利要求4所述的一种园林道路智能化布局方法，其特征在于，所述通过预设的黏菌算法生成所述待设计园林的园路小径，并结合所述主园路布局及所述园路小径生成所述待设计园林的第一道路布局，具体包括：

获取所述主园路路径中的若干个道路转折点，根据所述待设计园林的场地入口、建筑及所述若干个道路转折点中的每个道路转折点，通过预设的黏菌算法生成所述待设计园林的园路小径；

根据所述园路小径，结合所述主园路路径生成所述待设计园林的第一道路布局。

6.如权利要求4所述的一种园林道路智能化布局方法，其特征在于，对所述主园路布局及所述景观布局参数进行视域分析，分别获得所述主园路布局对应的第一视域区域及所述景观布局参数对应的第二视域区域，包括：

对所述主园路路径的每个道路转折点进行视域分析，获得所述每个道路转折点分别对应的视域区域及所述视域区域发生重叠的若干个重叠视域区域；所述第一视域区域即所述重叠视域区域；

对所述景观布局参数中的湖泊、建筑及兴趣点进行视域分析，获得每个兴趣点、建筑、湖泊分别对应的视域区域及所述视域区域发生重叠的若干个重叠视域区域；所述重叠视域区域即所述第二视域区域。

7.如权利要求6所述的一种园林道路智能化布局方法，其特征在于，所述提取所述第一视域区域及所述第二视域区域发生重叠的第三视域区域，以使根据所述第三视域生成所述待设计园林的桥路径及廊路径，包括：

根据所述第一视域区域及所述第二视域区域，获得所述第一视域区域及所述第二视域区域发生重叠的第三视域区域，并提取所述第三视域区域的区域边界；

根据所述区域边界生成所述廊路径。

8.如权利要求4所述的一种园林道路智能化布局方法，其特征在于，所述生成所述待设计园林的桥路径，包括：

获取所述待设计园林中的湖泊与所述主园路路径的相交路径，并在所述相交路径生成桥路径替代所述相交路径，以此获得所述待设计园林的桥路径。

9.如权利要求4所述的一种园林道路智能化布局方法，其特征在于，所述生成所述待设计园林的道路布局，还包括：

对所述主园路路径、廊路径及桥路径进行视域分析，获得所述主园路路径对应的视域面积及路径长度、所述廊路径对应的视域面积及路径长度及所述桥路径对应的视域面积及路径长度；

根据所述视域面积及所述路径长度，通过预设的遗传算法分别对所述主园路路径中的曲线的路径曲率、所述廊路径的路径曲率及所述桥路径的路径曲率不断优化，进而根据优化后的路径曲率分别对所述主园路路径、所述廊路径及所述桥路径进行优化，获得优化后的主园路路径、所述廊路径及所述桥路径。

10.一种园林道路智能化布局系统，其特征在于，包括特征提取模块、参数获取模块、第一道路布局模块、第二道路布局模块、视域分析模块、路径生成模块及道路更新模块；

所述特征提取模块用于从获取的待设计园林对应的园林布局案例中提取所述待设计园林的道路布局特征；

所述参数获取模块用于根据所述待设计园林的生成目标确定所述待设计园林的场地布局参数及景观布局参数；

所述第一道路布局模块用于根据所述场地布局参数，通过预设的最短路径生成方法生成所述待设计园林的主园路布局；

所述第二道路布局模块用于根据所述主园路布局及所述景观布局参数，通过预设的黏菌算法生成所述待设计园林的园路小径，并结合所述主园路布局及所述园路小径生成所述待设计园林的第一道路布局；

所述视域分析模块用于对所述主园路布局及所述景观布局参数进行视域分析，分别获得所述主园路布局对应的第一视域区域及所述景观布局参数对应的第二视域区域；

所述路径生成模块用于提取所述第一视域区域及所述第二视域区域发生重叠的第三视域区域，以使根据所述第三视域生成所述待设计园林的桥路径及廊路径；

所述道路更新模块用于根据所述桥路径及所述廊路径结合所述第一道路布局，生成所述待设计园林的道路布局。