鄉鎮景觀空間優化虛擬設計系統研究

劉慶慧 杜鵬

摘? 要： 由于傳統鄉鎮景觀空間優化虛擬設計系統獲取的二維成品圖很難使用戶滿意，為了提高用戶滿意度，提出鄉鎮景觀空間優化虛擬設計系統研究。在系統硬件設計方面，沿用了傳統虛擬設計系統的傳感器和數據識別器，并融入了系統整體架構設計。在系統軟件設計方面，優化設計了系統的界面，又結合系統三維成像應用程序設計，以及鄉鎮景觀空間優化模型設計，實現了鄉鎮景觀空間優化虛擬設計系統的設計。結果表明，提出的虛擬設計系統較傳統虛擬設計系統，更適合鄉鎮景觀空間優化的虛擬設計。

關鍵詞： 鄉鎮景觀; 空間優化; 虛擬設計系統; 系統設計; 三維成像設計; 仿真分析

Abstract： As the 2D end?product figure obtained by the virtual design system of township landscape space optimization is difficult to satisfy users， a study of the virtual design system for optimizing the township landscape space is proposed. In terms of system hardware design， the sensor and the data recognizer of the traditional virtual design system are continued and integrated into the overall system architecture design. In the aspect of system software design， the interface of the system is optimal designed， on which the system 3D imaging application program design and the design of the township landscape space optimization model are performed， so as to achieve the design of the virtual design system of township landscape space optimization. The results show that the proposed virtual design system is more suitable for the virtual design of the township landscape space optimization than that of the traditional virtual design system.

Keywords： township landscape; space optimization; virtual design system; system design; 3D imaging design; simulation analysis

0? 引? 言

伴隨著城市化進程的加快及環境污染的加劇，鄉鎮居民越來越意識到景觀對生態環境可持續發展的重要性。在這種趨勢的推動下，鄉鎮景觀空間優化布局的設計成為當今亟需解決的問題[1]。由于傳統鄉鎮景觀空間優化虛擬設計系統的設計效果較差，因此提出鄉鎮景觀空間優化虛擬設計系統研究。

1? 系統總體架構設計

根據鄉鎮生態環境的可持續發展要求，在系統整體架構設計過程中，要先突破傳統設計系統無法滿足居民審美觀念的瓶頸[2]。系統的整體架構由數據層（由數據識別器完成）、邏輯層和應用層（由傳感器完成）三個部分組成，如圖1所示。

數據層中三維模型數據是經過終端控制模塊以及系統相關插件處理過的，在烘焙整合鄉鎮景觀空間后與專題數據庫掛接，最后將鄉鎮景觀空間布局導入到系統中。系統的邏輯層是通過編寫腳本代碼來控制實現的[3?4]。系統的應用層是最終的產品層，主要由人機交互、立體顯示和三維仿真這三個模塊組成。

2? 系統界面設計

由于傳統虛擬設計系統設計出的二維成品圖不能清楚地向用戶展示空間布局。為了提高用戶滿意度，系統界面設計分為功能菜單欄、三維鄉鎮景觀顯示窗口和二維景觀顯示窗口為三個部分[5?6]。

系統界面的功能菜單欄設計在界面主視窗的最左側，這種設計形式可以使用戶更加直觀地了解鄉鎮景觀空間布局。系統的主界面如圖2所示。

主視窗區域呈現出來的是用戶觀察到鄉鎮景觀空間布局的三維效果，鷹眼視窗呈現出來的是與主視窗對應的二維平面圖，兩個視窗顯示對象是同步刷新的[7]。查詢操作界面如圖3所示。

3? 系統三維成像應用程序設計

完成了系統的界面設計后，設計三維成像應用程序的編程調用VP函數來實現[8]，應用程序的編程流程如圖4所示。

4? 鄉鎮景觀空間優化模型設計

在設計系統的軟件設計中，采用變尺度混沌算法賦權鄉鎮景觀的合理性特征，優化合理性特征參數權重[9]。模型建立的具體步驟如下：

假設S（t）代表t時刻鄉鎮景觀的靜態評估值，[fi]代表參數[xi]的權重，得到鄉鎮景觀空間優化的靜態評估模型為：

假設F代表鄉鎮景觀空間優化狀態特征權重的目標函數，利用式（2）可以得出鄉鎮景觀空間優化合理性特征參數最優權重的目標函數：

利用鄉鎮景觀空間優化合理性特征參數最優權重的目標函數[10]，依托鄉鎮景觀空間優化的靜態評估模型處理[fi*]，最終得到鄉鎮景觀空間優化模型，如下：

綜上所述，基于系統總體架構設計優化了傳統的系統界面，實現了鄉鎮景觀空間優化模型設計，從而完成虛擬設計系統的設計。

5? 仿真分析

5.1? 構建系統運行環境

服務器端的運行環境為Windows 2000 Servers的操作系統，服務器的版本選擇網絡信息服務5.1及以上的版本。系統的后臺數據庫采用SQL Server 2000，客戶端的運行環境為Windows 2000的操作系統，瀏覽器的版本選擇6.0及以上的版本，實驗過程中推薦使用的分辨率為1 280×800及以上。

5.2? 實驗方法及步驟

仿真過程中設置不同鄉鎮景觀空間優化虛擬設計元素，定義不同元素的權重值，利用傳統虛擬設計系統作為實驗的對比對象。不同鄉鎮景觀空間優化虛擬設計元素模擬權重值曲線如圖5所示。

準備兩臺計算機并安裝仿真軟件，將圖5的權重值模擬曲線載入到仿真軟件中，將兩臺計算機分別安裝傳統虛擬設計系統和本文的虛擬設計系統。登錄設計網站，網站主界面如圖6所示。

然后將兩個虛擬設計系統設計出來的成品展現給用戶。設計成品如圖7和圖8所示。

5.3? 實驗結果分析

根據不同虛擬設計系統獲取的用戶滿意程度，繪制用戶滿意度曲線，如圖9所示。

在用戶滿意度曲線中可以看出，當服務設施便利程度的權重值為0.15時，傳統虛擬設計系統獲得用戶滿意度高于本文虛擬設計系統。隨著權重值的升高，本文虛擬設計系統的用戶滿意度明顯高于傳統虛擬設計系統的用戶滿意度。因此提出的虛擬設計系統獲取的鄉鎮景觀空間優化的成品圖更容易獲得用戶滿意。根據統計學原理計算得到，提出的虛擬設計系統獲得用戶滿意度的平均值為3.75分，而傳統虛擬設計系統平均值為-1.25分。因此得出，提出的虛擬設計系統較傳統虛擬設計系統，更適合鄉鎮景觀空間優化的虛擬設計。

6? 結? 語

本文提出鄉鎮景觀空間優化虛擬設計系統研究。設計了虛擬設計系統的總體架構，并結合了系統界面設計、應用程序設計以及鄉鎮景觀空間優化模型的設計，實現了本文的研究。仿真實驗結果表明，提出的鄉鎮景觀空間優化虛擬設計系統相比于傳統虛擬設計系統，更容易獲得用戶滿意。

希望本文的研究可以為鄉鎮景觀空間優化虛擬設計系統設計提供理論支持。

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