基于机器学习的风景园林智能化分析应用研究

机器学习使实现数据的智能化处理及充分利用数据中蕴含的知识与价值成为可能。探索基于机器学习在风景园林领域智能化分析应用的途径,开展3个实验。其中2个与数据分析研究相关,提出基于调研图像色彩聚类分析的城市色彩印象和基于图像识别技术的景观视觉质量评估与网络应用平台部署实验。最后1个实验与数字化设计创作相关,提出用于设计方案遴选的地形生成方法,包括2个子项目：应用深度学习生成对抗网络（GAN）的地形生成和建立遮罩、预测未知区域的高程。3个实验应用到机器学习中分类、聚类和回归3个主要方向中的算法以及深度学习的生成对抗网络,对传统的研究问题提出了基于机器学习新的研究方法。因此,在应用机器学习风景园林领域,可以有效地从多源数据中学习相互增强的知识,发现问题,并提出解决问题的新方法。     

村落生态单元及其景观模式的营造智慧——以青藏高原秀日村为例

乡村建设的本质是为生活在其中的人类建设健康有序的生存生态系统,健康的村落生态系统离不开智慧营造模式。单元是一种空间环境系统,由于系统内部要素的共同作用以及系统与外部环境的交流,村落单元呈现的景观模式具有差异性,包含着不同的生态智慧。基于此,从生态学的角度提出村落生态单元的概念,村落生态单元由居住景观、生产景观及文化景观 3 个子单元组成。村落生态单元景观模式的营造智慧关键是单元结构与功能的关系。以青藏高原秀日村为例,归纳了秀日村村落生态单元良性的结构与功能关系,包含着“农牧共生”与“方位种植”的生产景观营造智慧;“田居一体”与“循环再生”的居住景观营造智慧;“信仰至上”与“万物平等”的文化景观营造智慧。     

景观性格评价在国土空间规划和管控中的应用

自然特征、景观格局、自然与人文资源和现有开发导向等因素,共同决定了景观空间内部不同的本底特征,即景观性格。通过对多类型资源的叠加,生成对区域空间景观性格的综合评价结果,一方面可以作为国土空间用途管制所涉及问题的评价依据,另一方面可以具体指导国土空间风貌控制问题,从而弥补现有国土空间规划编制过程对景观资源禀赋及本底特色的忽视。对现有景观性格评价方法进行了梳理,基于此构建景观性格评价在国土空间规划中应用的过程步骤,并以黑龙江省伊春市为例进行景观性格评价实践,形成景观性格分区、景观性格分级及景观性格描述等成果,指导伊春市国土空间规划风貌控制、功能区划分及发展定位。景观性格评价有利于发掘利用空间自身优势,与现有国土空间规划评估体系形成互补,共同指导规划的编制过程。     

基于地形梯度特征的福州市景观格局演变

地形是土地景观格局变化的重要因素.为揭示不同地形梯度下景观格局的时空特征和变化规律,以1995、2005和2015年3期福州市遥感影像和数字高程模型(DEM)数据为基础,运用地形位指数、土地利用分布指数、地学信息图谱分析和景观指数等方法,探讨景观格局的地形梯度效应以及形成原因.结果表明: 研究期间,研究区林地主要位于中低、中高和高等级地形位,农地、水体、建设用地和未利用土地主要集中位于低等级地形位.1995—2015年,福州市林地、农地和未利用土地面积减少,建设用地和水体面积增加.景观类型变化以稳定型为主,主要分布于中低、中高及高等级地形梯度区域;景观格局在地形梯度上变化差异明显,低地形位区域景观类型主要转向建设用地,而在中低及中高地形位区域,主要发生农地与林地的交替转变.研究区景观格局破碎化、景观异质性和景观多样性等属性逐年上升,随着地形梯度升高而降低.     

基于源汇景观单元的流域土壤侵蚀风险格局识别

人类活动影响下的土地利用及其景观格局会在一定程度上影响流域土壤侵蚀的发生发展。选取位于三峡库区的綦江流域作为研究区,利用2015年航空影像数据、数字高程模型和土壤数据库,进行水文响应单元的划分,以此作为研究区的源汇景观单元。综合景观类型、土壤和坡度对土壤侵蚀影响的贡献,构建源汇景观单元权重,在此基础上,对景观空间负荷对比指数进行修正并进行土壤侵蚀风险格局识别,最后利用修正的通用土壤侵蚀方程进行土壤侵蚀的模拟,以此验证风险格局的合理性,并综合分析了源汇景观空间特征:源汇景观单元组成结构、权重和土壤侵蚀风险。结果表明:(1)源汇景观单元权重大的地区主要分布在中低山区向低丘缓坡区过渡的地带,坡度较大、土壤可蚀性较高,以及水田、旱地和居民点的源汇景观单元也较为集中分布。(2)各子流域的景观空间负荷对比指数与平均土壤侵蚀模数具有显著正相关关系,因此基于源汇景观单元并赋予其权重的景观空间负荷对比指数能较好地反映流域内部土壤侵蚀规律,可作为流域土壤侵蚀风险评价的有效方法之一。(3)依据各子流域的景观空间负荷对比指数特征可将库区綦江流域划分为五大土壤侵蚀景观风险区:北部沿江地区各子流域耕地分布较为集中且相对水流路径较短,以及林草地较少,土壤侵蚀风险大;中部丘陵地区源景观单元分布较为分散,景观空间分布不均衡,存在一定的土壤侵蚀风险;南部中低山区以林地汇景观分布为主,源景观分布相对较小,土壤侵蚀风险较低。     

基于物元分析的小流域土地利用结构调整及景观格局变化

将土地利用的适宜度、适宜度评价指标及其特征值作为物元,由实测资料和专家系统综合得到模型的经典域、节域、权重及关联度,建立起土地利用适宜性评价的物元分析模型,将模型应用于四川省阆中市岳家沟小流域土地利用结构调整中.结果表明,经调整后,该区的农林牧比例趋于合理,土地的经济效益指数、生态效益指数分别由原来的1529.80、1460.94提升到1719.99、1758.21.此外,调整后,景观格局发生变化：景观多样性指数（H）和景观均匀度指数（E）分别由调整前的1.3028和0.6108增加到调整后的2.0920和0.8463,分别增加了60.58%和38.56%,最大多样性指数上升了18.33%.而景观优势度和蔓延度指数则由调整前的0.6431和0.7467减少到调整后的0.2106和0.7125.说明景观斑块的空间分布趋于均匀,斑块的聚集状况分散化.实例证明,在小流域土地利用结构调整中,物元分析方法能克服土地适宜性评价过程中人为因素的影响,提高评价的精度,而且能落实到山头、地块,具有较强的可操作性.     

基于CiteSpace计量分析的景观绩效研究重点领域和前沿趋势的文献述评

景观绩效研究为支撑、评价和指导景观实践提供重要科学依据。随着相关研究文献数量的大幅增长,传统文献梳理方式难以客观把握当前研究内容的宽度与深度。CiteSpace作为当前文献信息可视化分析的主要工具,为挖掘研究知识的网络结构和前沿动向提供技术支持。以Web of Science数据库所收录2000—2017年的景观绩效文献为研究对象,通过计量分析和人工检阅结合的述评方式,客观定量地呈现当前景观绩效研究的文献概况和发展脉络,进而系统揭示景观绩效研究的七大重点领域和两大前沿方向,为拓展中国当前研究内容和明确未来发展方向提供参考,以期推动中国景观绩效研究的进一步发展。     

城市高架桥的景观优化途径初探

21世纪以来,中国进入快速城市化进程。市政基础设施之一的城市高架桥作为现代城市演进的必然产物,成为城市景观的重要组成部分,但其在解决城市交通问题的同时,也带来一系列诸如环境污染、景观破坏等城市问题。本文将城市高架桥在景观语境下进行剖析,从高架桥自身形态美化、废弃高架桥的景观利用与再生、拆除高架桥后的生态修复3个方面,结合国内外成功的实践案例,提出了城市高架桥的景观优化途径,并倡导在中国推行城市市政基础设施景观化的基本理念。     

基于景观及微地形特征的丘陵区土壤属性预测

为探讨小流域尺度丘陵区的高分辨率数字土壤制图方法,通过对景观相分类的探索,配合应用不同尺度的Geomorphons(GM)微地形特征数据构成分类变量组参与高分辨率土壤pH、黏粒含量和阳离子交换量的预测制图,并与传统数字高程模型衍生变量和遥感变量进行组合与比较分析。此外,采用支持向量机、偏最小二乘回归和随机森林3种机器学习模型择优与残差回归克里金复合参与预测模型的构建与评价。结果表明: 景观及多尺度微地形分类变量组的应用分别提高小流域尺度丘陵地貌区pH、黏粒含量和阳离子交换量预测精度的18.8%、8.2%和8.7%。包含植被信息的景观相分类图相比土地利用数据有更高的模型贡献度;5 m分辨率的GM微地形分类图相比低分辨率的分类图更适宜高精度的预测制图。黏粒含量使用随机森林复合模型有最高的预测精度,而pH和阳离子交换量则不适宜在随机森林模型的基础上加入残差回归克里金模型。景观-多尺度微地形分类变量、数字高程模型衍生变量和遥感变量三者结合的模型预测表现最佳,表明多元变量在起伏地形区域相比单一数据源能够包含更多的土壤有效信息。由GM数据和地表景观数据组成的景观分类变量组作为主要变量能够解释小流域丘陵区部分土壤属性约40%的空间变异。在同类型土壤预测制图研究中,多分辨率GM及景观分类数据有潜力作为环境变量参与预测模型的构建。     

城市植物景观生态恢复质量评价体系研究

伴随着生态文明建设的逐步深入, 人类对生态系统服务功能的要求也越来越高了, 基于对城市退化植物景观系统进行生态恢复后, 进一步对系统进行了生态服务功能的评价, 以检验生态恢复后的植物景观质量, 以期为城市退化植物景观系统的生态恢复提供理论基础和实践依据。     

风景园林与绿色基础设施在城市流域水资源规划中的重要作用

通过绿色基础设施途径,处理美国波士顿北部的马萨诸塞州城市流域的水资源规划问题。从多个尺度为风景园林师提供水资源规划的经验与启发,探究公众对新型绿色基础设施解决方案的态度与偏好,以及公众偏好对于整体规划设计的重要作用。     

基于数值模拟仿真技术的水生态景观规划设计探索

近年,水生态景观的建设性破坏现象与问题层出不穷。如何协调水生态景观复杂系统中并存的水利安全、生态安全和景观需求引发了业界的广泛思考。从水环境特点及其评价因子入手,提出基于数值模拟仿真技术的水生态景观规划设计方法。该方法能够借助计算机模拟技术建立起水景观物理形态与其内在生态特征的动态关系,并通过设计—分析—评价—再设计的循环设计路径,实现多方案比选,提高水生态景观规划设计的科学性和合理性,并进一步促进其多目标融合。结合2个实践案例,对基于数值模拟仿真技术的水生态景观规划设计原理、流程和工具予以阐释,为水生态景观规划设计提供了新思路。     

基于景观感知的自然教育环境设计策略与要素研究

景观感知作为自然教育非常重要的组成部分,其研究内容受到广泛关注,但现有研究仍处于初步阶段,未对自然教育环境设计起到应有的支撑作用。从景观感知角度,综合环境教育学、环境心理学及行为心理学等相关理论,对基于景观感知的自然教育环境的营建提出了针对性原则及策略,并着重探讨影响景观感知的设计要素。首次从景观感知角度对自然教育环境设计进行探讨,对自然教育环境的营建具有指导意义。 关键词：风景园林;自然教育;景观感知     

临汾—运城盆地以水为线索的传统地域景观特征和发展启示

临汾—运城盆地是中国最早的农、盐业生产区之一,形成了具有代表性的传统地域景观。研究利用地方志、相关水利、农业等历史信息和现代考证成果,结合历史舆图和1968年卫星航拍图,以水为线索归纳其地域景观特征和营建智慧,为传承地域景观、缓解区域城镇化问题和指导未来相关规划编制提供启示。临汾—运城盆地的传统地域景观主要包括引泉、引河灌溉等引水工程主导的区域景观格局和与自然相适应的聚落防洪排涝景观体系,未来规划设计可以重点从4个方面开展：1）利用传统引水工程骨架构建区域景观格局,发挥新的城镇复合生态系统服务功能;2）开展水生态关键区域的精明保护、修复和关键资源的人文复兴;3）延续传统聚落防洪工程智慧,结合现代工程技术构建与自然相适应的城镇防洪系统;4）传承城镇水利系统、公共环境和人文空间相复合的传统,实现城镇环境品质提升。     

基于提高鸟类多样性的北京城市线性公园绿地植物景观探析

植被覆盖率高的线性公园,可作为鸟类的迁徙途径和栖息之所,并猜测其可作为生态廊道的一部分,适宜的营造植物景观、提升植物种类的多样性对保护鸟类多样性有促进作用。因此,采用标准取样法对北京城市线性公园绿地进行研究,提取可能影响鸟类多样性的植物群落因素、植物生境因素,对提高鸟类多样性提出建设性的意见。研究结果主要表明,在线性公园绿地宽度30~200m内,随着宽度的增加,鸟类的数量有所提高;含有不同类型植物生境的线性公园绿地,对鸟类目标种的吸引力不同,植物生境类型数较多样的线性公园绿地具有较高的鸟类目标种吸引力;不同的鸟类目标种偏好在不同的树种上进行活动。     

天然山水与田园真趣：昆明近代公园规划与建设研究

聚焦关注较少的西南地区,以昆明为案例,通过档案文献研究及实地考察,梳理昆明近代公园建设发展历程,分析其混杂传统与现代性的营建特点,并追溯理论来源。昆明近代公园在城市由边缘到枢纽的近代化过程中兴起,并在抗战时期构建起初步的公园绿地系统。昆明近代公园的建设传承了传统的寺观园林,充分利用天然山水,保留田园真趣,具体表现在公园选址、营建布局和重视园艺方面。同时,公园建设也受到外来文化的影响,如借鉴了日本对于“田园城市”理念的理解、劝业博览会的做法及德国分区规划等思想,其中先进人物和市政刊物起到了重要的引介作用。     

川江流域传统城镇风景要素梳理及组织特征探究

区域城镇风景特征与自然基底、历史进程、产业、人文等密切相关,梳理传统城镇风景要素及其空间分布、组织特征,对当代语境下的地域性城镇风景体系重构具有重要的指导与借鉴意义。川江流域城镇地处峡江地带,属典型的山地城镇,加之受悠久的演进历程和地域多元文化影响,其城镇风景极具历史及地方性特征。通过对方志、文集、诗歌等文字记载和相关图画资料进行量化统计、图文对照分析,梳理川江流域传统城镇风景要素数量、类型及位置分布;同时借助HGIS技术对城镇古代舆图、城图等进行地理信息的空间表达。归纳宏观视域下风景分布与山水构架的耦合关系,以及城镇及周边视域下城镇与风景互为补充和参照的融合关系。为构建多元的城镇风景要素、强化地方山水格局、促进城镇与风景协同发展等提供研究方法探究和理论指导     

基于无人机三维重建现状模型的风景园林设计研究与教学探索

随着无人机技术在风景园林规划设计中发挥越来越重要的作用,将无人机技术引入风景园林设计和教学已经成为可能。本文通过阐述无人机三维重建技术的概念、技术流程和技术优势、该技术在风景园林设计中的应用以及该技术与风景园林设计教学的结合方式,展示了以无人机三维重建现状模型为结合点,风景园林设计、教学与前沿科学技术的融合。