基于三維視角的高密度景觀規劃設計

楊維

摘 要： 針對傳統虛擬視角的景觀規劃設計中建模匹配圖像清晰度不高的問題，提出一種基于三維視角的高密度景觀規劃設計。采用雙目立體視覺方法進行視覺數據的轉換，改變了傳統意義上的掃描數據到特征提取的過程，提高了數據的有效性，同時使用SIFT 候選特征提取方法，保證使用的數據特征能夠有效地代表數據的屬性，提高了圖像的辨識度以及清晰程度。為了驗證設計的有效性，設計了對比仿真試驗，通過試驗結果能夠證明基于三維視角的高密度景觀規劃設計有效地解決了建模匹配圖像清晰度不高的問題，對該領域的發展具有很高的借鑒價值。

關鍵詞： 三維視角； 特征提?。?像素； 高密度； 景觀規劃； 數據建模

中圖分類號： TN911.73?34； TU985 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2018）03?0071?04

Abstract： Since the modeling matching image has low definition in traditional landscape planning design based onvirtual perspective， a high?density landscape planning design based on three?dimensional （3D） perspective is proposed. The binocular stereo vision method is used to convert the visual data， which can change the process from data scanning to feature extraction， and improve the validity of the data. The SIFT candidate feature extraction method is used to guarantee that the used data characteristics can represent the data attribute effectively， and improve the image identification degree and definition degree. In order to verify the validity of the design， the contrast simulation test was designed. The experimental results verify that the high?density landscape planning design based on 3D perspective can improve the definition of modeling matching image effectively， and has high reference value for the development of this field.

Keywords： three?dimensional perspective； feature extraction； pixel； high density； landscape planning； data modeling

0 引 言

景觀規劃設計已經成為新興的崛起行業，通過累積多方面的信息數據以及多學科領域的知識，對生存環境進行改造[1]。景觀規劃所包含的學科有：景觀虛擬設計、園林植物搭配與建設、環藝設計學、生態學等。在城市化建設的進程中，景觀設計對于城市的整體環境以及生活氛圍起到決定性的作用，好的景觀規劃能夠提升人民的幸福指數，甚至是改變人們的生活方式[2?3]。景觀設計是在一定的范圍之內，運用各種工藝手段以及藝術視角對植被或者建筑進行修飾，通過一定的土地修改、植被移植、建筑搭建和物鏡搭配等達到自然環境與現代生活的良好匹配。景觀設計涵蓋的內容十分繁雜，比如：人的生活空間與自然之間的關系是否能夠達到一定的動態平衡，人口的聚集程度與城市的容納比例是否存在一定的協調關系，為了滿足現代人的精神文明需求是否需要建設綠化公園等[4]。從技術的角度進行分析，景觀規劃需要有一定的規劃模型，對于景觀規劃的建模需要使用一定的技術手段。伴隨著科技的發展進步，有效地運用虛擬3D技術進行景觀規劃設計，可以有效地解決傳統意義上的模型難問題，同時可以進行無限量的修改和匹配，保證建模過程的有效性。但是使用傳統的虛擬現實技術進行景觀規劃時，經常出現建模匹配圖像清晰度不高的問題，由于傳統的建模過程需要一定的技術支撐，建模通常是數據掃描過后才能進行搭配[5?6]。綜上所述，本文設計了一種基于三維視角的高密度景觀規劃方法，通過本文設計的基于三維視角的高密度景觀規劃方法，能夠有效地解決傳統虛擬現實方法中的圖像清晰度的問題，為景觀的規劃創造了良好的數據和影像條件[7]。

1 基于三維視角的高密度景觀規劃設計

1.1 基于雙目立體視覺的坐標轉換

引進雙目立體視覺方法進行視覺數據的轉換，能夠有效地提高數據的使用質量[8]，當進行圖像匹配時，雙目立體視覺方法能夠設定好一個閾值，保證數據的完整和使用，設定閾值公式：

式中：分別代表數據的轉換根數、轉換冪、調配系數。對閾值進行值域范圍限制，公式為：

式中：是自定義閾值適用范圍；為閾值系數；為常值函數的倒數；的值都是通過設定取值得到的。為了保證數據的有效性，需要進行數據圖像屬性偏位差計算[9]。公式如下：

式中，值是一個范圍值，通過轉換梯度進行簡化，公式為：

化簡可以得到：

式中：為圖像換位梯度值，經過梯度轉換后，可以把數據的轉化轉變成為函數的計算。endprint

使用算子與幾何公差式進行區域精度的設定，保證進行匹配時的精準度，公式為：

式中：為允許匹配的最小公倍差；為最大公倍差；為匹配系數，這樣方便進行快速特征提取。

1.2 基于SIFT候選特征重建

設置過程中與匹配的進行像素等位差值計算，保證進行匹配的完整度，運用SIFT候選特征提取，保證屬性的標識以及準確度，相對傳統的特征提取方法，運用SIFT候選特征提取能夠進行清晰的調整，同時還可以進行放大、縮小的設定。提取算子過程如下：

式中：為提取算子函數；為系統匹配對應的閾值。為了使圖像更加清晰準確，需要進行展開化簡，把式（6）代入式（7）中得：

由化簡后的公式可以看出限定提取算子的因數是方位設定，根據不同的區域進行一定的條件換算，換算需要滿足的條件為：

式中：分別表示長度、寬度、限定值域、使用值域；為圖像的灰度值；表示偏移參數，這樣方便進行圖像調整。為了保證圖像的清晰度，還需要對圖像的色差、顏色比例、對比度進行設定，圖像最佳色澤差為：

式中：分別代表顏色濃度、光亮度、顏色掃描度。針對建模的顏色搭配位置進行調整，即：

根據的關系進行光亮度與顏色濃度進行配比，在的分量關系中，可以進行一定的顏色補位，這樣可以保證圖片更加鮮艷，計算公式為：

式中：表示補位差；為額定值域。補位時需要對位子進行篩選，即：

假設的幾何參數都是多方位的角度，經過區域的劃分之后，可以轉化得到對應的矩陣式，這樣便可以進行位置調整：

運用代數關系式對矩陣式進行化簡，過程量進行約分得到設置量與結果的關系式如下：

這樣便可以通過調整設置的量，直接觀察成像結果。

2 試驗驗證

為了驗證本文設計的基于三維視角的高密度景觀規劃方法的有效性，設計了對比仿真試驗。對某市區進行了景觀規劃設計（見圖1），首先使用傳統的虛擬景觀規劃方法進行成像，然后使用本文設計的基于三維視角的高密度景觀規劃方法進行成像。為了保證試驗的有效性，兩種方法同時對同一區域進行規劃成像，并記錄結果。設置閾值參量分別為10.5，8.6，77.5，設置轉換梯度90.85；為了能夠進行更加清晰的呈現，使用的計算算子必須滿足函數差在100以內。試驗結果如圖2～圖5，表1所示。

通過圖像可以明顯地看出本文設計的基于三維視角的高密度景觀規劃方法更加清晰，并且顏色更加艷麗，沒有模糊不清的地方。

根據圖4，圖5和表1可以看出本文設計的基于三維視角的高密度景觀規劃方法成像的清晰度和識別率都明顯高于傳統方法，同時可以進行更大比例尺的縮放，還無需進行修正。

3 結 語

本文設計的基于三維視角的高密度景觀規劃方法，通過引入雙目立體視覺方法進行視覺數據的運算，同時運用SIFT候選特征提取保證了圖像的有效程度。希望通過本文的設計研究能夠促進景觀規劃領域的發展。

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