乡镇景观空间优化虚拟设计系统研究

刘庆慧 杜鹏

摘  要： 由于传统乡镇景观空间优化虚拟设计系统获取的二维成品图很难使用户满意，为了提高用户满意度，提出乡镇景观空间优化虚拟设计系统研究。在系统硬件设计方面，沿用了传统虚拟设计系统的传感器和数据识别器，并融入了系统整体架构设计。在系统软件设计方面，优化设计了系统的界面，又结合系统三维成像应用程序设计，以及乡镇景观空间优化模型设计，实现了乡镇景观空间优化虚拟设计系统的设计。结果表明，提出的虚拟设计系统较传统虚拟设计系统，更适合乡镇景观空间优化的虚拟设计。

关键词： 乡镇景观; 空间优化; 虚拟设计系统; 系统设计; 三维成像设计; 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

伴随着城市化进程的加快及环境污染的加剧，乡镇居民越来越意识到景观对生态环境可持续发展的重要性。在这种趋势的推动下，乡镇景观空间优化布局的设计成为当今亟需解决的问题[1]。由于传统乡镇景观空间优化虚拟设计系统的设计效果较差，因此提出乡镇景观空间优化虚拟设计系统研究。

1  系统总体架构设计

根据乡镇生态环境的可持续发展要求，在系统整体架构设计过程中，要先突破传统设计系统无法满足居民审美观念的瓶颈[2]。系统的整体架构由数据层（由数据识别器完成）、逻辑层和应用层（由传感器完成）三个部分组成，如图1所示。

数据层中三维模型数据是经过终端控制模块以及系统相关插件处理过的，在烘焙整合乡镇景观空间后与专题数据库挂接，最后将乡镇景观空间布局导入到系统中。系统的逻辑层是通过编写脚本代码来控制实现的[3?4]。系统的应用层是最终的产品层，主要由人机交互、立体显示和三维仿真这三个模块组成。

2  系统界面设计

由于传统虚拟设计系统设计出的二维成品图不能清楚地向用户展示空间布局。为了提高用户满意度，系统界面设计分为功能菜单栏、三维乡镇景观显示窗口和二维景观显示窗口为三个部分[5?6]。

系统界面的功能菜单栏设计在界面主视窗的最左侧，这种设计形式可以使用户更加直观地了解乡镇景观空间布局。系统的主界面如图2所示。

主视窗区域呈现出来的是用户观察到乡镇景观空间布局的三维效果，鹰眼视窗呈现出来的是与主视窗对应的二维平面图，两个视窗显示对象是同步刷新的[7]。查询操作界面如图3所示。

3  系统三维成像应用程序设计

完成了系统的界面设计后，设计三维成像应用程序的编程调用VP函数来实现[8]，应用程序的编程流程如图4所示。

4  鄉镇景观空间优化模型设计

在设计系统的软件设计中，采用变尺度混沌算法赋权乡镇景观的合理性特征，优化合理性特征参数权重[9]。模型建立的具体步骤如下：

假设S（t）代表t时刻乡镇景观的静态评估值，[fi]代表参数[xi]的权重，得到乡镇景观空间优化的静态评估模型为：

假设F代表乡镇景观空间优化状态特征权重的目标函数，利用式（2）可以得出乡镇景观空间优化合理性特征参数最优权重的目标函数：

利用乡镇景观空间优化合理性特征参数最优权重的目标函数[10]，依托乡镇景观空间优化的静态评估模型处理[fi*]，最终得到乡镇景观空间优化模型，如下：

综上所述，基于系统总体架构设计优化了传统的系统界面，实现了乡镇景观空间优化模型设计，从而完成虚拟设计系统的设计。

5  仿真分析

5.1  构建系统运行环境

服务器端的运行环境为Windows 2000 Servers的操作系统，服务器的版本选择网络信息服务5.1及以上的版本。系统的后台数据库采用SQL Server 2000，客户端的运行环境为Windows 2000的操作系统，浏览器的版本选择6.0及以上的版本，实验过程中推荐使用的分辨率为1 280×800及以上。

5.2  实验方法及步骤

仿真过程中设置不同乡镇景观空间优化虚拟设计元素，定义不同元素的权重值，利用传统虚拟设计系统作为实验的对比对象。不同乡镇景观空间优化虚拟设计元素模拟权重值曲线如图5所示。

准备两台计算机并安装仿真软件，将图5的权重值模拟曲线载入到仿真软件中，将两台计算机分别安装传统虚拟设计系统和本文的虚拟设计系统。登录设计网站，网站主界面如图6所示。

然后将两个虚拟设计系统设计出来的成品展现给用户。设计成品如图7和图8所示。

5.3  实验结果分析

根据不同虚拟设计系统获取的用户满意程度，绘制用户满意度曲线，如图9所示。

在用户满意度曲线中可以看出，当服务设施便利程度的权重值为0.15时，传统虚拟设计系统获得用户满意度高于本文虚拟设计系统。随着权重值的升高，本文虚拟设计系统的用户满意度明显高于传统虚拟设计系统的用户满意度。因此提出的虚拟设计系统获取的乡镇景观空间优化的成品图更容易获得用户满意。根据统计学原理计算得到，提出的虚拟设计系统获得用户满意度的平均值为3.75分，而传统虚拟设计系统平均值为-1.25分。因此得出，提出的虚拟设计系统较传统虚拟设计系统，更适合乡镇景观空间优化的虚拟设计。

6  结  语

本文提出鄉镇景观空间优化虚拟设计系统研究。设计了虚拟设计系统的总体架构，并结合了系统界面设计、应用程序设计以及乡镇景观空间优化模型的设计，实现了本文的研究。仿真实验结果表明，提出的乡镇景观空间优化虚拟设计系统相比于传统虚拟设计系统，更容易获得用户满意。

希望本文的研究可以为乡镇景观空间优化虚拟设计系统设计提供理论支持。

参考文献

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