贛南通天巖景區(qū)三維虛擬地質(zhì)旅游模型的構(gòu)建與應(yīng)用

徐文靜 丁德高 陳養(yǎng)龍 徐文杰

江西理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院，江西贛州 341000

引言

旅游產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，可產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。在景區(qū)資源多元化的背景下，地質(zhì)景觀已經(jīng)成為重要的旅游資源，出現(xiàn)了一個(gè)極具特色的旅游分支——“地質(zhì)旅游”。陳安澤和盧云亭將之定義為“結(jié)合人類旅行游覽、休療康樂與研究地球表層物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)及能量遷移、變化的活動(dòng)”[1-2]。近年來(lái)各地涌現(xiàn)出一大批“地質(zhì)公園”就是地質(zhì)旅游方興未艾的明證[3-4]。隨著我國(guó)國(guó)民物質(zhì)文化和精神文化水平的日益增長(zhǎng)，游客已經(jīng)不滿足于單純的風(fēng)景旅游，關(guān)注點(diǎn)轉(zhuǎn)向了景觀背后更深層次的科學(xué)和人文內(nèi)涵，而現(xiàn)有的大部分“地質(zhì)公園”無(wú)法滿足這種潛在的“求知驅(qū)動(dòng)型”的需求。景區(qū)僅有少量標(biāo)識(shí)牌以簡(jiǎn)單的文字說明相關(guān)的地質(zhì)現(xiàn)象，既無(wú)法吸引游客的關(guān)注，也起不到預(yù)想的科普效果。隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的飛躍發(fā)展，游客旅游目標(biāo)和線路的選擇也日益多元化，游客對(duì)傳統(tǒng)的平面宣傳手冊(cè)、平面媒體廣告和二維導(dǎo)游圖等方式已經(jīng)逐漸失去興趣，基于網(wǎng)絡(luò)框架的虛擬三維技術(shù)[5]、航拍三維實(shí)景[6]、交互式景點(diǎn)瀏覽等新方式獲得了游客的好評(píng)并得以迅速推廣。

贛南各景區(qū)遍布以丹霞地貌為代表的沉積巖景觀，擁有優(yōu)質(zhì)的旅游資源，但缺乏相應(yīng)的“知識(shí)驅(qū)動(dòng)型”旅游經(jīng)濟(jì)的挖掘和建設(shè)。因此，為了填補(bǔ)該方面的空白，更好地發(fā)展贛南的優(yōu)勢(shì)旅游資源，本文以通天巖為示范景點(diǎn)，通過建立具有互聯(lián)網(wǎng)框架的三維綜合地質(zhì)旅游模型，發(fā)掘“知識(shí)型”旅游資源，創(chuàng)新旅游宣傳模式，豐富旅游線路選擇方式，達(dá)到地質(zhì)應(yīng)用和創(chuàng)新商業(yè)模式的融合。

一 三維虛擬地質(zhì)旅游模型的構(gòu)建

構(gòu)建具有地形真實(shí)地理位置和具體效果的三維模型需要獲取較高分辨率的地形數(shù)據(jù)，并通過GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)構(gòu)建DEM（數(shù)字高程）模型，在DEM模型的基礎(chǔ)上疊置近期的衛(wèi)星影像，生成如封三圖2所示的三維虛擬景區(qū)模型。

圖2 通天巖景區(qū)的三維地形模型（見正文第44頁(yè)）

為了實(shí)現(xiàn)地質(zhì)旅游和云旅游的功能，本文在三維虛擬地形和影像模型基礎(chǔ)上加入地質(zhì)和互聯(lián)網(wǎng)要素。鑒于虛擬電子模型可以方便地嵌入各類多媒體，本文搜集了景區(qū)地質(zhì)景觀相關(guān)的多媒體資料，并嘗試以地質(zhì)模擬軟件模擬景區(qū)形成的地質(zhì)演化過程，最后輸出為多媒體格式（Flash、GIF或模擬過程視頻錄像），嵌入到三維虛擬地形模型中，最終形成綜合的地質(zhì)旅游模型。封三圖3展示了景區(qū)河邊一處觀景臺(tái)中所見的河谷照片，并通過制作的多媒體GIF動(dòng)畫重現(xiàn)了當(dāng)前河谷形態(tài)形成的過程。游客在欣賞美景的同時(shí)，也獲得了知識(shí)，對(duì)景點(diǎn)“知其然，也知其所以然”。三維地質(zhì)旅游模型構(gòu)建完成后，可以通過軟件開發(fā)接口輸出為VRML格式的虛擬現(xiàn)實(shí)框架模型，發(fā)布在網(wǎng)頁(yè)端、公眾號(hào)或旅游APP上。

圖3 地質(zhì)景點(diǎn)成因解釋的多媒體展示（見正文第44頁(yè)）

二 虛擬旅游功能框架與商業(yè)服務(wù)模式探討

以三維虛擬地質(zhì)旅游模型為核心，本文開發(fā)設(shè)計(jì)了以下旅游功能模塊。

（一）實(shí)時(shí)導(dǎo)航

目前絕大部分景區(qū)的內(nèi)部導(dǎo)航采用平面圖，平面圖的內(nèi)容大多是景區(qū)內(nèi)各景點(diǎn)的相對(duì)方位和旅客所在位置，往往缺少比例尺，游客很難通過這些導(dǎo)覽圖獲知距離和地形的信息，到達(dá)平面導(dǎo)航圖中相距很近的目的地可能要翻山越嶺，這種旅游信息傳達(dá)能力的缺失可能會(huì)給旅客帶來(lái)極大的困擾。而通用的地圖導(dǎo)航（如高德地圖、百度地圖等）實(shí)際上也缺乏地形和具體景點(diǎn)的信息。本文將上節(jié)中建立的數(shù)字高程模型通過軟件接口接入到GPS導(dǎo)航功能的地圖APP中（見封三圖4），用戶可以直觀地觀察到各景點(diǎn)之間的地勢(shì)差和距離，為選擇最佳的游覽線路提供便捷的參考。還可以使用定量的角度和距離測(cè)算工具，迅速熟悉景區(qū)各景點(diǎn)的布局和空間聯(lián)系，極大地增強(qiáng)了游客的游覽體驗(yàn)。

圖4 定制手機(jī)APP導(dǎo)航中的通天巖景區(qū)景點(diǎn)三維瀏覽（見正文第45頁(yè)）

（二）地質(zhì)景觀和人文旅游

本研究最大新意是通過“地質(zhì)旅游”的概念和“地質(zhì)虛擬模型”的先進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)向游客提供“求知驅(qū)動(dòng)型”的旅游體驗(yàn)。通過將景區(qū)內(nèi)著名景點(diǎn)的地質(zhì)成因的多媒體講解嵌入到三維地質(zhì)模型中去（見封三圖3），并配以語(yǔ)音，游客只需要輕輕一點(diǎn)標(biāo)識(shí)，就可以從視覺和聽覺上獲得相關(guān)地質(zhì)現(xiàn)象的形成原因和過程，滿足游客“求知驅(qū)動(dòng)型”的觀景需求。對(duì)于熟識(shí)的風(fēng)景，用戶也能從地質(zhì)模型中獲得深具科學(xué)內(nèi)涵的新意和樂趣，提高游客的知識(shí)水平和旅游認(rèn)知水平，激發(fā)用戶的求知欲。本研究可以很大程度地完善“地質(zhì)公園”的功能性，不是通過枯燥的文字解說，而是通過生動(dòng)、具有感染力、一目了然的動(dòng)態(tài)模型和多媒體演繹“激活”景區(qū)和景點(diǎn)的地質(zhì)資源吸引力。

以封三圖3的河谷成因?yàn)槔诤庸劝l(fā)育的初期，以下蝕作用和向源侵蝕為主，河谷不斷加深和延長(zhǎng)，既有流水的機(jī)械沖擊力，又有水的溶解作用，以及水中所攜帶砂石的磨蝕作用。河谷發(fā)育的中期，以下蝕作用減弱側(cè)蝕作用加強(qiáng)，等河道沖平后（V字型剖面），河流侵蝕凹進(jìn)去的河岸，在凸岸堆積，使河流更加彎曲，旁蝕作用拓寬河谷，在中下游區(qū)形成蜿蜒曲流和寬坦的谷底平原。河谷發(fā)育的成熟期，以側(cè)蝕作用為主，當(dāng)溝谷流水獲得地下水穩(wěn)定補(bǔ)給，至此溝谷成為河谷。向源侵蝕使河流向源頭延長(zhǎng)。在河流下切侵蝕過程中，使原先的河谷底部（河漫灘或河床）超出一般洪水位以上，呈階梯狀分布在河谷谷坡的地形，稱之為階地，許多城市早期就是圍繞河流階地建設(shè)的。這種河谷和階地的模式，不僅能夠解釋通天巖景區(qū)的地質(zhì)現(xiàn)象，也能向游客科普更為寬泛的地質(zhì)人文知識(shí)。

（三）虛擬現(xiàn)實(shí)的“地質(zhì)云旅游”

近兩年來(lái)，受疫情的沖擊，云旅游模式受到游客的青睞。依托三維虛擬地質(zhì)旅游模型，并結(jié)合三維全景攝像技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)地質(zhì)景點(diǎn)的三維全景虛擬漫游。游客可以通過漫游相關(guān)的網(wǎng)頁(yè)和APP等媒介來(lái)實(shí)現(xiàn)360°的景區(qū)觀光，同時(shí)也可以方便地點(diǎn)擊觀看嵌入的地質(zhì)景觀講解，實(shí)現(xiàn)足不出戶觀賞風(fēng)景和深度人文旅游。

三 三維虛擬地質(zhì)旅游模型推廣策略

為配合聯(lián)合國(guó)教科文組織提出的建立地質(zhì)公園計(jì)劃，我國(guó)的世界地質(zhì)公園總數(shù)目前已經(jīng)上升至39處，我國(guó)的國(guó)家地質(zhì)公園自2011年發(fā)布的第一批開始到2014年發(fā)布的第七批已有240處，申請(qǐng)地質(zhì)公園的熱潮還在繼續(xù)，其他類景區(qū)也增設(shè)了涉及地質(zhì)景觀和動(dòng)植物學(xué)知識(shí)的景點(diǎn)觀光牌，但這些講解都是以文字加平面圖片的方式為主。另一方面，隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，人們更普遍地通過互聯(lián)網(wǎng)在線旅游，據(jù)我國(guó)在線旅游市場(chǎng)用戶規(guī)模估算，2017年在線旅游網(wǎng)民規(guī)模達(dá)到3.48億人，預(yù)計(jì)2019年將增長(zhǎng)到5.2億人。在以上兩方面的大背景下，嵌入三維地質(zhì)旅游模型和互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的旅游商業(yè)模式具有很大的推廣潛力。

從商業(yè)潛力來(lái)說，作為一種新興的空間表達(dá)媒介，三維虛擬模型可以廣泛應(yīng)用于旅游經(jīng)濟(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)，迅速吸引用戶游客的注意力，由此產(chǎn)生附加的旅游動(dòng)機(jī)和消費(fèi)傾向。在通過初期的測(cè)試、反饋、修改更新，達(dá)到令人比較滿意的用戶體驗(yàn)的基礎(chǔ)上，本文的研究成果可以推介給旅游移動(dòng)端APP、地圖導(dǎo)航平臺(tái)、旅行社、景區(qū)等線上和線下商業(yè)體。旅游網(wǎng)絡(luò)中介和旅行社可以通過三維虛擬場(chǎng)景吸引游客組團(tuán)游覽；景區(qū)可以設(shè)立有償服務(wù)，結(jié)合手機(jī)設(shè)備定位，生成游客專屬的模型，在三維虛擬景區(qū)里集成游客的游覽足跡、沿途拍攝照片和影音媒介，這種模型作為別具特色的記憶載體具有潛在的商業(yè)前景。

以三維導(dǎo)航這部分的需求為例，目前包括地質(zhì)公園在內(nèi)的地質(zhì)景點(diǎn)幾乎使用平面圖，平面圖的內(nèi)容大多是景區(qū)內(nèi)各景點(diǎn)的相對(duì)位置，僅僅給游客提供了最基礎(chǔ)的路線服務(wù)，游客往往還想獲取景區(qū)內(nèi)的各條路線之間的交錯(cuò)關(guān)系和高差，以方便路線規(guī)劃，而平面圖由于二維的局限無(wú)法提供。游客外出旅游看重旅游產(chǎn)品的便捷與形象生動(dòng)，最好是能夠一看就懂，現(xiàn)在也有景區(qū)正在構(gòu)建大型三維景區(qū)圖，但還未大規(guī)模普及，此時(shí)就需要有一定精度的景區(qū)三維模型來(lái)滿足游客需求。此外，自駕游的游客越來(lái)越多，導(dǎo)游的角色往往需要云服務(wù)來(lái)扮演，地質(zhì)三維模型能嵌入語(yǔ)音，就能為游客實(shí)時(shí)導(dǎo)航，且能基于定位向游客介紹所在景點(diǎn)的人文與地質(zhì)知識(shí)，極大地滿足了游客的旅游需求。本文的模型應(yīng)用于各地質(zhì)旅游景點(diǎn)，將便于在三維層面展示游客需要的景區(qū)信息，并達(dá)到較高的精度。目標(biāo)客戶主要是會(huì)使用互聯(lián)網(wǎng)的人群。基于微信等產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用，可以將景區(qū)的三維模型通過微信網(wǎng)頁(yè)傳遞給游客，游客可以通過掃二維碼或關(guān)注微信公眾號(hào)的形式獲取到所在景區(qū)的三維地質(zhì)模型。本文的模型也可應(yīng)用于非盈利的旅游服務(wù)軟件，與各景區(qū)，服務(wù)行業(yè)達(dá)成合作，形成上游是各景區(qū)，包括在景區(qū)內(nèi)外的各旅館，酒店，旅行社等，中游是由網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支撐的各種軟件端，下游是以在線旅游人群為主的用戶，這一套完整產(chǎn)業(yè)鏈具有很大的商業(yè)潛力。簡(jiǎn)言之，本文的模型可以提供二維普通景區(qū)路線圖無(wú)法供給的地質(zhì)綜合旅游服務(wù)，能夠讓游客在娛樂的同時(shí)了解到地質(zhì)知識(shí)，并使用三維虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行更為便捷的規(guī)劃和出游。

在具體的推廣策略方面，嘗試從以下幾方面著手：有效利用校內(nèi)媒體資源。可將移動(dòng)端模型推薦到校內(nèi)媒體上發(fā)布，并通過學(xué)校學(xué)生微信朋友圈、QQ動(dòng)態(tài)、微博等“自媒體”傳播，實(shí)現(xiàn)小范圍的推廣，測(cè)試模型效果和受用戶歡迎程度；有效利用公益平臺(tái)進(jìn)行推廣。如贛南日?qǐng)?bào)“前端”客戶端、贛州交通992廣播等公益平臺(tái)，這些平臺(tái)受眾廣泛，而且易于接受和傳播新興事物，可通過媒體新聞線索的方式推薦本文成果；爭(zhēng)取與景區(qū)進(jìn)行試點(diǎn)合作，在景點(diǎn)醒目位置投放二維碼，設(shè)置可以播放虛擬模型的便攜平板設(shè)備，吸引游客進(jìn)行掃碼和交互瀏覽，體驗(yàn)融三維導(dǎo)游和科普導(dǎo)游為一體的虛擬模型技術(shù)。

四 結(jié)語(yǔ)

以三維建模和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為核心的三維虛擬地質(zhì)旅游模型高度契合當(dāng)前“求知驅(qū)動(dòng)型”旅游需求和互聯(lián)網(wǎng)+旅游模式。本文以贛南通天巖景區(qū)為對(duì)象進(jìn)行了相應(yīng)的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)嘗試，探索了技術(shù)實(shí)現(xiàn)的可行性，開拓了商業(yè)服務(wù)的框架內(nèi)容，探討了推廣應(yīng)用的渠道，可為推進(jìn)贛南紅巖景區(qū)的旅游多元化和智能化提供助益。