碧水保卫战下基于AR技术的泰安市旧县汶河沿岸景观设计.pdf

249236|2023|11风景园林引言结合国内外湿地公园的发展，对山东省泰安市大汶河湿地公园进行调研。通过对汶河流域沿岸的调查发现，除未开发地区保持湿地的自然风貌，其余地区均有人为破坏的痕迹，包括设计不合理对湿地生态环境的影响。此外，对泰安市部分湿地公园的调查发现，公园整体面积普遍较大，道路规划不合理，引导设施不完善，体验感降低；园内除部分语音提示、系统照明、部分人工智能讲解以及智能喷灌外，其余服务性功能依靠人力劳动服务。AR技术“增强现实”是将计算机设计的虚拟物体与现实场景进行结合1，与 VR 技术“虚拟现实”相比，具有更强的真实感、建模工作量更少的优点。现阶段，智慧技术在城市建设中的各个方面得到了广泛的应用，智慧园林中所运用的技术也得到了一定程度的提升。智慧园林不仅为游客提供了其需要的服务，一定程度上减少了人力与物力的投入，在信息化之下也满足了景观设计者更加清晰、快速地了解设计场地的相关信息的诉求。利用大数据下的物联网可以对园林景观设计有预知性2，使设计师的设计与园林景观环境更加巧妙地融合，从而减少了观赏者对景观效果呈现的跳脱影响。施工人员在可以对园林景观进行精准施工、物资管理、日常养护等智能化管理操作。因此，推广普及智慧园林中技术的应用，对辅助园林设计，降低实施难度，给人们营造一个良好的生活环境具有重要的意义。基于此，结合智慧园林中 AR 技术对其进行设想规划，以实现 AR 技术在园林规划前期协助工程施工，后期满足服务者与被服务者的不同需求的效果，包括园内各种功能性的监控监测服务等。1 场地分析泰安市位于山东省中部，北依省会济南，南临曲阜，东连临沂，西濒黄河，因泰山而得名。山东省内有多条汶河，其中，起源于莱芜市，流经新泰、泰安、肥城、宁阳、汶上、东平等县市的汶河就是大汶河，中游河段位于泰安市大汶口与东平戴村坝之间3。大汶河的流域内地势东高西低，北高南低，北依泰山，东靠鲁山、蒙山，西、南为丘陵和平原。大汶河干支流地势以河谷盆地与平原地区为主，土壤肥沃，大部分为沙壤土，部分平缓岭地及山麓坡地为粘壤土。多年以前，泰安市旧县村的汶河面临着严峻的生态问题，如何能利用好汶河及其周围湿地的生态环境，建造一个生态效益最大化的开发问题迫在眉睫。本文的设计范围即泰安市旧县西南的湿地，现已被开发为泰安汶河国家湿地公园，但大部分的沿岸地区处于未开发状态，野钓胜地的美名就出现在荒芜的生态环境中（图 1）。但伴随着生态资源和环境的破坏，亟须对最原始的自然景观进行人为的参与治理4。利用 AR 技术对旧县汶河沿岸进行景观设计，一方面传承、宣扬了汶河的历史文化，另一方面也为野钓爱好者们提供了优美、闲适的活动区域。2 设计原则2.1 生态性原则景观规划要以生态性为原则5，在对原场地的自然生态风貌保护的前提下进行规划，坚持保护并维持自然的准则。在空间上，保护并改善汶河水质资源，避免周围农田和野钓人群对水体以及土壤环境的破坏，进而威胁到河内生物种群的生态平衡，打造水质清澈、水源充足、物种丰富的绿水空间；进行生态驳岸设计，对汶河的驳岸进行呈现自然风貌的软化处理，避免因暴雨形成的洪水对驳岸的冲刷、侵蚀，同时利用驳岸的高低差在基层铺设卵石、砾石、沸石等填料，利用植物的环保和生态功能，在驳岸表面配植芦苇、菖蒲、美人蕉等植物，结合微生物的共同作用去除地下水的污染物质。尊重河岸的自然风貌，避免过多的硬质驳岸，合理规划野钓区域，提供摘要：近年来，湿地生态修复工作逐渐得到国内外专家学者的重视，对湿地景观进行设计是湿地可持续开发利用的重要手段。为了探讨 AR 技术在园林设计中的应用效果，文章在阐述 AR 技术的特点以及其在园林设计中应用现状的基础上，以泰安市旧县汶河沿岸景观设计为例，探讨了基于 AR 技术的园林设计，发现 AR 技术在园林设计中的具有独特的优势，这为今后湿地景观的设计提供了借鉴。Abstract：In recent years,wetland ecological restoration has been paid more and more attention by experts and scholars at home and abroad.Wetland landscape design is an important means of sustainable development and utilization of wetlands.In order to explore the application effect of AR technology in landscape design,in this paper the characteristics of AR technology and its application status in landscape design,on the basis of brunei to Taian City old county river landscape design as an example,discusses the landscape design based on AR technology,found that AR technology has unique advantages in landscape design,which provides a reference for the future of wetland landscape design.关键词：碧水保卫战；湿地；智慧园林；ARKeywords：clear water protection war；wetland；wisdom garden；AR基金项目：聊城大学风景园林学科建设基金（项目编号：319462212）；校级大学生创新创业训练计划项目（项目编号：CXCY2022230，CXCY2021237）；山东省重点研发计划项目（项目编号：2019GNC21409）文龙伟祥聊城大学农学与农业工程学院宗倩聊城大学农学与农业工程学院张雪梅聊城大学农学与农业工程学院于守超聊城大学农学与农业工程学院（通讯作者）DOI：10.19875/ki.jzywh.2023.11.079Landscape Design along Wen River in Old County of Taian City based on AR Technology under Bishui Protection War碧水保卫战下基于 AR 技术的泰安市旧县汶河沿岸景观设计250安全可靠的野钓环境。对乔木、灌木、草本、地被等植物进行配置，构建沿岸绿色走廊，打造生态化游憩空间。在竖向设计上分为三个层次：水体生态化、生态驳岸与野钓区融合、自然式滨水走廊。2.2 以人为本原则鉴于汶河湿地公园的受众人群多为野钓和日常休闲游憩的本地人，设计出为公众提供安闲舒适、回归自然，可以感受汶河自然风貌的生态空间，在山水间体会到现代忙碌节奏外的生活愉悦，为人们提供能够亲近自然、感受自然的游览体验机会，展示汶河湿地自然风貌的同时，展现旧县汶河文化的历史底蕴。2.3 创新原则传统景观规划是通过人们实地勘察、测量、设计、实施等步骤来构建真实的事物，不仅过程复杂，还缺少预先的感知判断。而 AR 技术具有虚实结合的特点6，在设计上可以通过显示技术将现实场景与虚拟实物相融合，提前预判设计规划方案的可靠性；在生态保护方面，通过实时跟踪注册技术，完成对汶河鱼群繁殖、洄游以及种群数量的实时跟进；在科普中运用交互技术与合并技术，完成虚拟事物的呈现，再与环境无缝结合，以最真实的景象展现出来，游人可以通过点位选取、姿态动作指定、使用辅助工具完成 AR 体验，实现科学知识的普及。2.4 效益原则保留已建成的滨河景观路和观景建筑成分，对河道两侧自然景观进行规划。巧妙地利用野钓胜地的美名与原始的汶河河道，可以达到对旧县汶河沿岸景观设计的目的。汶河沿岸的湿地景观发挥其生态效益的同时，AR 技术可以满足监测和科普的功能效益。需要设计师将看似荒芜的滩涂改造成为集现代化与实用性、美感于一身的风景区。3 总体设计3.1 大汶河流域的整体景观设计目标河畔景观建设应体现生态化的原则。首先考虑在建设过程中避免对河流造成污染，选用安全环保的建材进行水环境设计，河岸以绿化为主进行景观设计，根据实际情况，选用合适的水生植物，以改善水体质量与河流的生态环境。结合 AR 技术对河内生态进行监控管理7。其次要考虑美观性和文化建设，充分利用较为平坦的地形以及毗邻湿地保护区的地理位置，采用自然系的铺装：诸如木材和各类石料，以及铺装材料的质地（表面处理），以达到“水陆两景相依相和”的效果。在植物的选种上，首先选择乡土树种，再考虑树冠的类型、颜色与季相变化，在竖向设计上，搭配不同品种的乔木、灌木以及草本植物。在离河流较近处，种植的树木使用浅色和草本花卉，明丽放松，设计玲珑美观的园林小品，令人眼前一亮；距离驳岸较近的水面，可种植浮水植物和挺水植物，增加水面景观，同时起到净化水体的功能；而景观延伸至城市的过程中，可以使用深色植物，沉稳端庄，在城市灯光中更能与河畔景色相协调，而分配的植物也可将人们更好地引入休闲游憩的美景之内。最后进行一系列的河岸休闲水榭的设计8，设计多为曲线的舒缓线条，搭配层叠的木质广阔步道，可以为人们提供休闲娱乐的场所。将大汶河岸建成城市绿色生态的一角，展现城镇本身的特色地方文化风貌（图 2）。3.2 大汶河流域景观设计总体布局考虑该场地位于旧县汶河沿岸，在不破坏场地原有的生态结构下，改善生态环境，解决水资源保护问题，打造以生态为基调的湿地公园，将景观设计分为沿岸滨水观景垂钓区、湿地自然风貌感受区、AR 展示泰安汶河文化科普教育区、当地特色植被种植风景观赏区（图 3）。4 分区设计4.1 沿岸滨水观景垂钓区泰安大汶河流域，很久以来就是野钓爱好者的集中地，甚至经常成为垂钓的热门区域。在不同的季节里，会有不同种类的鱼类种群出现，这也满足了广大野钓爱好者的收获需求。不过有一些钓友偏好“夜钓”，使得钓鱼这一休闲项目存在诸如溺水等安全隐患，夏季因暴图 1设计区域平面图（图片来源：作者自绘）1.中心湖2.休闲草坪3.亲水木平台4.休闲娱乐区5.AR 科普教育展览处6.林下游步道7.野钓区8.入口广场9.综合广场图 2汶河湿地公园景观规划设计总平面图（图片来源：作者自绘）图 3汶河湿地公园景观规划功能分区（图片来源：作者自绘）251236|2023|11风景园林参考文献：1唐晓岚,周铭杰,杨阳,等.长江南京河段岸线景观资源保护对策探讨J.人民长江,2021,52(11):28-33+55.2刘颖,杜守帅.地域文化在运河沿岸景观中的设计探析J.设计,2021,34(01):38-41.3孙静毅.供给侧改革背景下的滨水景观设计研究以黄浦江沿岸新华滨江公共绿地为例J.绿色科技,2019(09):58-59.4肖旋.基于“一江一河”背景下苏州河滨水沿岸的景观空间设计初探以嘉定南四块景观方案为例J.城市建设理论研究:电子版,2019(02):18-19.5钟月,易文芳.带状滨水公园景观设计探析以广州从化流溪河沿岸为例J.中国园艺文摘,2016,32(03):111-113+122.6王舸欣.景观生态学视角下的无锡梁溪河沿河景观研究D.无锡:江南大学,2021.7何煦.黄河沿岸少数民族地区生态景观保护与改善的设计研究D.西安:西安建筑科技大学,2013.8疏良仁,黄丹影,石坚,等.重塑城市滨水地区景观风貌南宁市朝阳溪沿岸环境景观设计J.规划师,1999(03):90-94.9陡晓洮.甘肃湿地旅游景观导视系统设计初探J.大众标准化,2022(14):106-108.10王小娟,燕亚飞.湿地景观研究的知识图谱可视化分析J.林业调查规划,2022,47(04):23-31.11任永刚,张康.生态设计视野下的乡村振兴研究洪湖湿地景观生态修复设计J.城市建筑空间,2022,29(05):137-139.12郑馨,龙玥竹.基于生态修复理论的吉林省湿地景观重塑设计策略J.安徽建筑,2021,28(02):38+159.13洪文州.关于人工湿地景观营造中植物应用的有关分析J.城市建筑,2020,17(33):152-154.14孙姝博,孙虎,徐崟尧,等.运城黄河湿地景观空间格局变化及其驱动因素J.水生态学杂志,2021,42(01):17-25.雨引发的汛期也增加了夜钓环境的危险。野钓爱好者年龄分布以中老年居多，因此，在大汶河沿岸的野钓活动非常需要安全考量。另一方面，渔业的过度捕捞也大大影响各种鱼类的种群生存，促使渔业向垂钓娱乐进行转型，在一定程度上有利于淡水渔业的可持续发展。针对上述存在的情况，本文对野钓区进行了规划与设计。考虑到鱼类对声音敏感的特性，选择将垂钓区与公园进行垂直上的划分9，但二者在空间上仍然是一个整体，二者是相辅相成的。垂钓区域的设计，为延伸出河面的宽阔低台，设置垂钓点有较大面积以便存放渔具，将台阶建造得稍宽阔、略密集、高差小（钓鱼者常负重），在台阶上用花箱种植植物做人员引流，为野钓提供相对安静的环境。从图 3 中不难看出，那些绿色植物就像在木质色彩里的异色拼图，同时也解决了下雨时台阶积水的问题10。白天的客流量多，有时可能不利于垂钓活动，因此将此区域定位于夜晚为主要的使用时段，细化景观环境照明设计，利用点光源和带光源作为普通的夜晚照明光源，以保证人的安全，在各个垂钓点附近设置专业的夜钓灯以达到照明鱼漂而不会惊扰鱼的目的（图 4）。4.2 湿地自然风貌感受区湿地自然风貌感受区位于场地中央，场地原生态风貌作为湿地，已经具有良好的景观效果。在设计过程中，新建一些休闲游憩的场地，利用海绵城市的原理调整场地结构11，增设 AR技术的使用设施，满足监测和科普的功能效益，既是保留了场地的特色景观，也是设计结合自然，利用场地原有的生态效益，实现场地内给排水和雨水的汇集及净化（图 5）。湿地自然风貌感受区向人们展示了场地内土壤地形和湿地植物群落，以及野生栖息的鸟、鱼类，带领人们走向中央具有自然生命活力的体验感受区。4.3 当地特色植被种植风景观赏区当地特色植被种植风景观赏区位于场地东南侧和西南侧。泰安市的市花是紫薇，市树是国槐12，场地内板栗、核桃、樱桃、山楂等植物生长良好，树姿优美。利用泰安市乡土树种及外来引进驯服良好的植物品种，片植、散点以及乔灌木草本植物混合种植，模拟自然生境。在满足场地内绿地率及绿化覆盖率要求的同时，打造专属于体现泰安市特色的植物风貌，展现泰安市自然生物风貌（图 6）。4.4 智慧园林下 AR 技术的融合4.4.1 AR 技术辅助景观设计在园林景观设计中，可以运用现实中真实存在的建筑物、植物品种或设计的虚拟的事物与现实结合为整体，清晰直观地呈现出整体景观面貌。再通过 AR 技术改变建筑物的尺寸、材质、植物四季变化以及在不同的天气状况下的呈现，把真实世界与虚拟实物叠加到同一画面中。通过这种方式，一方面可以实现设计师与甲方更好地沟通和反馈，从而达到甲方要求的景观效果；另一方面通过 AR 技术不同设置的改变，可以帮助设计师更加直观地观察设计效果，对设计成果有着更加准确的预判，为前期设计起到很好的辅助作用。4.4.2 AR 技术的服务功能首先是对垂钓区功能的生态监控支持13，在垂钓区设置若干个显示器，在显示标识物中可以显示当日天气、湿度、大汶河的渔业资源（不同季节鱼类种类、数量）变动情况等的实时观测与更新，以动态图像或视频的虚拟信息呈现。其次是科普性质下的 AR 技术应用服务，将标识物设置于园内各处，作为 AR 指向标，针对旅游者进行导航与指南，以及针对学生和爱好者们进行当地淡水鱼类科普、历史文化展示和提供环境保护知识，以达到某种程度上的教育目的。在旅游旺季也可以在发放游览传单或纪念品中添加 AR 标识物，通过手机等电子软件了解湿地相关信息，具有纪念意义和实用价值。结语沿岸景观应用 AR 等技术已经成为了不可阻挡的趋势，这不仅是 AR 技术的应用拓展，更是沿岸景观自身发展的需求。在调研旧县湿地场地现状的情况后，了解场地所在地的自然气候条件以及植被分布情况，根据生态优先的原则，在保留场地内原有生态效果的前提下，考虑野钓人群以及游玩人群的需要，利用 AR 提供游览指引兼科普服务，打造智慧园林，在汶河沿岸完成生态公园的景观设计。图 4野钓空间效果图（图片来源：作者自绘）图 5滨水景观效果图（图片来源：作者自绘）图 6植物空间配置图（图片来源：作者自绘）