基于虚拟正定古城景观语义的个性化观光线路计算方法研究

1、    基于虚拟正定古城景观语义的个性化观光线路计算方法研究    邢子瑶+刘晓静随着地理信息科学的不断发展，gis利用其空间分析、数据处理等优势，在国内外旅游领域得到了广泛的应用，而如何让旅游者更好的感知文化景观内涵，是进行观光线路设计的重要目标之一。本文基于arcgis等软件，利用三维gis手段，对石家庄市正定古城进行三维建模，并通过实地调查及资料收集，深入挖掘其景观语义内涵。同时，通过计算可视范围，最佳观赏点等方式，定量分析计算景观感知度，并针对不同旅游者的需求，个性化选择和定制观光路线，实现正定古城最佳观光路线的选择，从而为旅游项目的设计规划提供

2、帮助。使旅游者更好地感知文化景观内涵是旅游地规划与观光线路设计的目标之一，但多数旅游地规划设计并未准确的考虑旅游者景观感知，缺少景观感知的准确描述方法，使旅游者对旅游地文化景观的感知仅停留于浅层认知。在观光线路的设计规划中，如何加入文化景观感知的内容，使旅游者在观光的同时，深入了解旅游地丰富的历史文化底蕴，成为目前有待解决的问题之一。计算机软硬件支持的地理信息系统（gis）技术，以其强大的数据处理、空间分析能力及可视化能力，为个性化设计观光路线提供了强有力的支持。而gis平台二、三维分析的结合使用，可更好地展现旅游地的实际情况，并通过空间分析处理和计算，充分满足旅游者观光体验的心理感受和视觉感

3、受。本文根据李仁杰等提出的景观感知度和感知敏感度概念，利用gis手段，定量分析计算景观感知特征，进行空间分析和可视化，构建感知度模型，使旅游者可以感知特定景观的语义内涵。以河北省石家庄市正定县为例，在构建正定三维虚拟古城的基础上，通过搜集发掘正定古城历史文化内涵，展示旅游景观背后的文化语义。同时引入景观敏感度因子，进行视域分析，结合路径分析，强调旅游者自主选择，个性化定制，为观光线路设计提供计算方法。一、研究区概况正定古城位于河北省会石家庄市北15公里处，是按照汉民族传统规划思想和建筑风格建设起来的城市，集中体现了公元5世纪至19世纪前后汉民族的历史文化特色，历史上曾与保定、北京并称为“北方三

4、雄镇”。本文利用google earth影像数据，结合实地考察，对正定古城内部地物进行矢量化，结合30m分辨率dem数据，生成了正定古城三维虚拟地理景观模型。二、研究过程（一）正定虚拟古城文化景观语义获取近几年国家一直在推进中国古城镇旅游，中国古城镇是中华民族的文化重地，是当代中国人的精神家园，同时也是我们民族意识唤醒的家园。而关于正定的历史文化旅游业并不兴盛，近年来，虽有正定历史文化街区的建立，但有些富有深厚历史文化背景的景观并未令游人熟知，甚至未在各大网络地图平台标出。本文采取实地调研与文献资料调查相结合的方式，获取正定古城景观文化属性信息，并根据景观遗存现状、观赏价值，筛选观光价值较高的

5、景观，使用空间数据库的方式进行分类管理。同时，将各类观光景观划分为不同类型，包括：宗教古刹类、历史人文类、亲子游玩类，并制作正定景区图。（二）景观感知度分析1.景观可视分析根据30mdem数据及正定县地物矢量数据，结合考虑地形因素和建筑物高度，利用arcgis中的3d可视域分析功能，进行可视分析。考虑到景观的特殊性，本文认为至少观察到建筑物高度高于其本身20%的部分为可视。本文利用arcgis中的可视线工具，结合python脚本自定义工具，筛选点所在可視范围。2.景观感知度评价根据正定县路网数据，评价观景路线上景观敏感度。设计的评价因子有：最佳观赏距离、观赏方位等。景观感知度评价公式：其中p为

6、景观感知度，a为评价因子的数值，b为评价因子所占权重。本文选取最佳观赏距离和观赏方位两个评价因子，计算可视范围内最佳观赏点。（1）最佳观赏距离：由于本文研究区域为正定古城，古城中凌霄塔、华塔等景观由于其自身高度颜色等特点，并不适合近距离观赏。根据实地考察，确定500m为最佳观赏距离，以50m为一区间，450-550m时，a取1，400-450及550-600，a取0.75；350-400及600-650，a取0.5；其他情况取0.25。（2）观赏方位：不同的观赏方位对景观的感知度有较大的影响，如隆兴寺中天王殿等景点，适合位于景观正南方观赏，才利于看到大殿全貌。利用观察点和景观点的坐标，编写算法

7、判断相对方位。当观赏者位于最佳观赏方位时，a取1；位于临近方位，a取0.5；其他方位取0.25。（三）观光线路设计本文基于arcgis平台网络分析，对古城交通网络进行地理分析和模型化管理，通过研究网络的通达度和当前状态，实现对观光最佳路径的查找。通过地理建模和python脚本语言，辅助使用arcgis自定义脚本工具，实现了旅游者自行选择不同景观语义的旅游地，系统自动筛选相应目的地并计算最佳观光路径。依据景观感知度分析结果，将最佳观赏点作为必经点添加进网络模型中，利用arcgis网络分析计算，生成耗费时间最短的观光线路。为突出旅游主题，强调旅游者的自主选择，本文利用arcgis自定义脚本工具，进

8、行地理建模，通过使用者自主选择游览季节、游览主题、景点年代，重点满足旅游者对历史文化景观的体验。模型可据旅游者个性化定制观光线路，在保证最佳景观敏感度的情况下，为旅游者方便到达景点提供帮助。 （四）研究过程本文利用arcgis建模工具，辅助python脚本，以正定古城中宗教古刹类景点为例，进行计算。凌霄塔为正定古城内第一高塔，本文主要针对凌霄塔进行视域分析和景观敏感度评价，输出凌霄塔最佳观赏点，与其他古刹类景点相结合，进行最佳路径分析，并根据实际情况修正生成最佳观光线路。三、结论与展望（一）研究结论本文在三维视角下，建立正定虚拟古城模型，利用三维视域分析、网络分析等空间分析方法，引入景观敏感度

9、评价因子，根据旅游者个性化需求，结合最短路径分析方法，得到景观敏感度较强，通达度较高的个性化观光路线。在观光线路的设计过程中，需要针对旅游者个性化需求，帮助旅游者更好感知景观语义，了解景观历史文化内涵。本文以河北省石家庄市正定古城为例，引入视域分析、景观敏感度等研究方法，结合正定古城历史背景和景观语义调查，针对不同旅游者的需求，定制景观敏感度较高、游览主题明确的观光线路。研究结果显示，由于正定古城内部建筑物遮挡影响，引入视域分析及景观敏感度评价后的最佳观光线路设计与单纯使用最短路线游览古城内景点的线路设计有一定差异。对提高旅游者观光效果，理解古城景观语义有一定的帮助。该观光线路计算方法可进一步应用于其他城市旅游景观路线规划，满足不同旅游者的观光需求，对于旅游产品的开发、旅游文化传播具有重要意义。（二）展望本项目基于河北省石家庄市正定古城，进行可视化分析和观光线路的计算，但由于视域分析受景观地现实情况影响较大，如植被、临时建筑物等地物会影响实际观赏效果。未来可将在计算过程中加入植被覆盖等影响因素，提高分析精度。另外由于本项目选取的研究区域观光景点数量有限，并仅模拟了一般情景下观光者的需求，后续研究应该根据观赏景观的不同进一步量化最佳观赏距离和观赏角度，提高其普适性，为观光线路的设计提供进一步支持。今后可结合webgi