人工智能在園林景觀設(shè)計中的運用

人工智能在園林景觀設(shè)計中的運用

Summary:園林景觀是現(xiàn)代化城市建設(shè)中的一個重要組成部分，它在改善城市的自然環(huán)境、塑造良好的城市形象等方面起著舉足輕重的作用。同時，由于人工智能的普及和應(yīng)用，人工勞動在某種程度上被降低，直到今天；人工智能已在當(dāng)今社會各個方面得到了廣泛的應(yīng)用，并將其運用于園林設(shè)計，必將促進園林設(shè)計的創(chuàng)新與優(yōu)化，同時保證了現(xiàn)代園林的設(shè)計質(zhì)量，提高了園林的工作效率。因此，探討運用人工智能技術(shù)進行園林景觀設(shè)計是非常有必要的。Keys:人工智能技術(shù)；園林景觀設(shè)計；應(yīng)用一、人工智能及園林景觀設(shè)計概述人工智能是一種智能的電腦程式，它可以模擬人的行動和思考，甚至可以用電腦來處理一系列的問題。園林的設(shè)計是以藝術(shù)性、多變性和人本性為基礎(chǔ)的；生態(tài)與文化傳承的特征，在滿足工程的實際功能的前提下，對景觀布局進行優(yōu)化，完善園林結(jié)構(gòu)，為城市的現(xiàn)代化提供依據(jù)，同時滿足人民的生活和精神需要。它的設(shè)計內(nèi)容包括造型設(shè)計、亮化設(shè)計、人工造景設(shè)計，只有保證設(shè)計內(nèi)容彼此協(xié)調(diào)、有效配合，才能實現(xiàn)整體化和特色化。園林工程設(shè)計具有復(fù)雜性、綜合性、技術(shù)更新迅速的特點，必須與時俱進，以保證設(shè)計的內(nèi)容符合人民的審美要求和鑒賞力。人工智能技術(shù)可以很好地解決這個問題。特別是在園林設(shè)計中，許多技術(shù)問題都是由單打獨斗的設(shè)計者所不能有效地解決的。通過精確的計算和科學(xué)的分析，解決了技術(shù)上的困難。此外，由于傳統(tǒng)的手工設(shè)計方式存在著人為因素的影響，造成了設(shè)計方案的不可操作性，從而造成了工程的問題，從而降低了工程的效率和質(zhì)量，并加大了項目的造價。運用人工智能技術(shù)，可以及時地找出設(shè)計方案中的缺陷，從而提高設(shè)計的精確度和可靠性，為以后的工程建設(shè)打下堅實的基礎(chǔ)。同時，人工智能技術(shù)也可以創(chuàng)造一個好的環(huán)境和影響。比如，在園林綠化工程中采用智能化的燈光系統(tǒng)，既保證了室內(nèi)沒有黑暗盲區(qū)，又降低了電力的損耗；同時又能防止光污染，既能滿足可持續(xù)發(fā)展的需要，又能達到預(yù)期的觀賞性和娛樂性。綠化與公用設(shè)施是園林綠化中的一項重要內(nèi)容，而在傳統(tǒng)的工程設(shè)計中，人們往往把注意力集中在休閑設(shè)施、娛樂設(shè)施等方面。采用人工智能技術(shù)進行項目的設(shè)計，可以實現(xiàn)項目內(nèi)部的資源共享，從而實現(xiàn)項目的整體協(xié)調(diào)。另外，利用AI技術(shù)，可以將各地域的特色文化融合在一起，既可以傳承和發(fā)展民族文化；同時也可以滿足廣大市民休閑、欣賞的需要，有效地增強了園林景觀的功能與實用性。

二、人工智能和園林景觀設(shè)計間的內(nèi)在關(guān)系及概念（一）二者關(guān)系隨著科學(xué)技術(shù)的進步，人工智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也得到了很大的促進。將人工智能技術(shù)運用到園林景觀設(shè)計中，可以有效地解決以前存在的許多問題。過去，在進行園林景觀規(guī)劃時，常常會遇到技術(shù)問題，有些技術(shù)人員知識儲備不足，很難保證有效、快捷地解決問題；長期的發(fā)展勢必會對園林的設(shè)計質(zhì)量和效果產(chǎn)生一定的影響。利用人工智能技術(shù)進行園林景觀的設(shè)計，可以為人與環(huán)境的融合創(chuàng)造有利的條件，比如利用人工智能技術(shù)實現(xiàn)智能照明，并將其運用于園林景觀的設(shè)計；它既可以避免光污染，又可以使人與自然的和諧共處，又可以減輕人們的精神緊張。另外，園林景觀的設(shè)計重點是綠化和公共設(shè)施，因此采用了人工智能技術(shù)；既可以實現(xiàn)人工智慧的園林景觀，又可以促進資源的共享，又可以為園林設(shè)計與當(dāng)?shù)氐娜宋沫h(huán)境相互補充，以保證園林的實際效益最大化。（二）二者概念分析人工智能是以人的行為規(guī)律和思維模式為基礎(chǔ)，通過計算機來代替人的生產(chǎn)和生活勞動，是一項綜合性的技術(shù)。到現(xiàn)在為止，人工智能的研究還沒有很好的實施，很多時候，智能都是建立在人工的支持下。但是，經(jīng)過近半個多世紀的研究，人工智能技術(shù)已經(jīng)被廣泛地運用到了各個領(lǐng)域，比如自動化生產(chǎn)，這就是人工智能的優(yōu)越性。隨著人工智能技術(shù)的不斷普及和應(yīng)用，將會給人類帶來更好的生活。從景觀設(shè)計的理念上看，它的主要內(nèi)容是：設(shè)計師以藝術(shù)的手法，運用現(xiàn)代技術(shù)，對某一特定地區(qū)進行人工的改造，使之與自然和諧共存，環(huán)境優(yōu)美。三、人工智能在園林景觀設(shè)計中的具體運用（一）人工智能技術(shù)在水景設(shè)計中的運用水景在景觀工程中占有重要地位，也是工程設(shè)計的重要內(nèi)容。其設(shè)計效果直接影響到項目的美學(xué)效果和生態(tài)功能。在傳統(tǒng)的工程設(shè)計中，由于缺乏科學(xué)準確的數(shù)據(jù)支持和施工工藝的限制，許多水景設(shè)計以死水或假山為主體。這種設(shè)計方法不僅沒有體現(xiàn)水體的靈活性和循環(huán)性，而且增加了后期的成本，不能完全滿足景觀工程設(shè)計的需要。人工智能技術(shù)水景設(shè)計可以有效解決上述問題。具體而言，將智能傳感技術(shù)應(yīng)用于水景，可以創(chuàng)建光影噴泉、音樂噴泉和其他景觀。例如，使用智能技術(shù)建造音樂噴泉，根據(jù)音樂節(jié)奏控制水柱，使音樂和動態(tài)水達到相同的效果。圖1為園林景觀項目中音樂噴泉的效果圖。

圖1（二）人工智能技術(shù)在園林景觀建設(shè)中的運用

傳統(tǒng)的手工設(shè)計模式存在許多缺點。特別是在新形勢下，景觀工程的設(shè)計形式和設(shè)計風(fēng)格越來越多樣化，在一定程度上增加了設(shè)計難度，導(dǎo)致技術(shù)問題越來越多。依靠人員自身的經(jīng)驗和專業(yè)能力很難實現(xiàn)理想的設(shè)計目標。人工智能技術(shù)的應(yīng)用可以彌補傳統(tǒng)手工設(shè)計的技術(shù)缺陷。例如，在景觀工程設(shè)計的早期階段，通過人工智能技術(shù)計算高精度的虛擬圖像，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建真實的三維場景。這有助于人員以直觀的方式及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計方案中的問題。此外，當(dāng)景觀工程進入設(shè)計和實施階段時，可以利用人工智能技術(shù)綜合分析項目施工區(qū)的溫度和濕度、氣候條件、地形地貌，為人員的植物配置和建筑材料選擇設(shè)計打下良好的基礎(chǔ)，從而保證后期的有序施工，提高景觀工程的施工質(zhì)量和效率。（三）人工智能技術(shù)在景觀照明系統(tǒng)中的運用照明系統(tǒng)是景觀工程中的重要設(shè)計內(nèi)容，也是人工智能應(yīng)用最廣泛的設(shè)計環(huán)節(jié)之一。具體來說：首先，將時間控制儀和經(jīng)緯度控制儀應(yīng)用于照明系統(tǒng)的設(shè)計。在新形勢下，節(jié)能降耗已成為社會發(fā)展的大勢所趨。景觀工程照明系統(tǒng)作為一個主要的耗能單位，也應(yīng)與時俱進。這就要求人員在工程設(shè)計過程中不僅要滿足照明需求，還要盡可能減少功率損耗。通過使用時間控制儀器和經(jīng)緯度控制儀器可以有效地實現(xiàn)上述目標。儀器中的時鐘芯片可以結(jié)合區(qū)域經(jīng)緯度變化形式準確估計時間變化，并通過計算機設(shè)備設(shè)置合理的照明系統(tǒng)啟動和關(guān)閉時間，以滿足景觀工程可持續(xù)發(fā)展的需要。其次，將GPRS（通用分組無線業(yè)務(wù)無線景觀照明遠程監(jiān)控設(shè)備應(yīng)用于工程照明系統(tǒng)的設(shè)計。GPRS無線景觀照明設(shè)備是在無線通信和計算機處理等先進技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的產(chǎn)品。它可以對園林景觀工程中的路燈進行智能控制，并對路燈的運行效果進行監(jiān)控實時照明系統(tǒng)。該設(shè)備適用于大型園林景觀工程。它不僅可以準確分析照明系統(tǒng)的功耗，還可以遠程控制開關(guān)和遙測電流。結(jié)合監(jiān)控獲得的數(shù)據(jù)，可以判斷照明系統(tǒng)是否存在問題和隱患。如果出現(xiàn)白天照明、線路故障等故障，設(shè)備會及時發(fā)出報警信號，督促人員解決問題，以提高景觀工程的美學(xué)效果。第三，半導(dǎo)體景觀照明系統(tǒng)的具體應(yīng)用。半導(dǎo)體照明系統(tǒng)在景觀設(shè)計中的應(yīng)用可以收集不同燈具的照明時間和亮度等實際信息。通過科學(xué)比較和真實反饋，使用數(shù)據(jù)處理技術(shù)可以準確處理不同的數(shù)據(jù)。同時，半導(dǎo)體照明系統(tǒng)還具有分層控制功能。在實際應(yīng)用中，可以根據(jù)景觀工程中不同燈具的工作時間和工作位置設(shè)置有針對性的照明控制方案，以確保燈具亮度和工作時間的合理分布。根據(jù)收集的各種照明系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，可以制定合理的照明水平，并在此基礎(chǔ)上區(qū)分傳統(tǒng)照明系統(tǒng)，以滿足照明系統(tǒng)智能監(jiān)控的基本目標。（四）人工智能技術(shù)在園林澆灌中的運用在景觀設(shè)計中，可以在不同區(qū)域合理設(shè)置攝像機，實時監(jiān)控整個景觀系統(tǒng)。通過觀察不同地區(qū)的土壤表面狀況并結(jié)合土壤顏色，可以確定是否存在缺水等問題。具體來說，使用地圖識別軟件及時截獲監(jiān)測或缺失的圖像，并通過人工智能技術(shù)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)比較圖像中的土壤顏色變化，從而分析土壤水分。在此基礎(chǔ)上，通過實驗對土壤水分進行量化，并通過智能控制系統(tǒng)對土壤水分信息進行比較和分析，以確定土壤水分含量是否滿足綠色植物的生長需求。結(jié)合來自流量計的反饋信息，可以靈活地控制電磁閥。在控制灌溉量的過程中，可以采用時間幀模式，即使用相機定期拍照，并定期觀察土壤圖像，以確定是否澆水以及水量是否充足。這樣，土壤中的水分含量可以在臺中的控制下準確顯示，便于管理人員及時檢查。這不僅可以滿足綠色植物的生長需求，還可以減少不必要的水資源消耗，實現(xiàn)園林工程的綠色發(fā)展目標。四、人工智能在園林景觀設(shè)計中的案例借鑒深圳羅湖花城建設(shè)之“2019美麗深圳綠化提升工程設(shè)計I標”項目萬花筒系列之5G智慧公園——羅湖筍崗片區(qū)公園。項目的建成是落實《深圳市打造“世界著名花城”五年行動計劃（2021-2025）》的重要舉措，有利于改善市民生活環(huán)境，提升城市品質(zhì)。該項目將智能5G融入公園設(shè)計理念，以智慧與人連接的方式呈現(xiàn)公園場景，并讓游人參與探索的樂趣。公園完成開發(fā)后，不僅收獲了超高的人氣，成為眾多家庭周末親子娛樂的網(wǎng)紅打卡點，還在周圍居民中形成了良好口碑。公園配套設(shè)施非常貼合日常需求，讓大家有機會真正接觸5G。社區(qū)公園改變成了全面參與度更高的樂園，包含了智慧互動屏、光影橋、VR投影等，不僅讓該片區(qū)周邊的居民深刻體會到了暢享智慧科技帶來的樂趣，更讓公園的管理更加智能化、精細化。交社區(qū)公園面積約2800平方米（筍崗東路右側(cè)），改造前是一個以交通穿行為主的場地，場地高差較大，園路交通不便，缺乏功能設(shè)施，植被郁閉，有一定的安全隱患，而且地下管網(wǎng)眾多，設(shè)計受限較多。因此，在改造提升時，除了要思考怎樣更好地完善公園功能和景觀外，如何避開地下管網(wǎng)也成為一個需要重點應(yīng)對的問題。鑒于此，經(jīng)過多次調(diào)研和充分考慮，確定了“沉浸林間”的設(shè)計理念和設(shè)計策略，解決了居民交通和休憩的兩大需求。1.打造一個擴展出去的觀景平臺，優(yōu)化交通通行功能，解決筍崗橋公交車站臺空間狹小的問題。2.在地形平緩地帶，平整出一處較大面積的場地，擴展活動空間。3.合理處理高差，利用場地高差優(yōu)勢，打造一個多功能旋轉(zhuǎn)式景橋，在銜接高差的同時，也成為一個有趣且美觀的景觀標志。4.由于整個場地處于低洼地帶，故采用藍色的主題色，結(jié)合燈光、鋪裝等打造一個供兒童游樂的“海底世界”。5.增設(shè)豐富的活動設(shè)施。結(jié)合高大喬木，設(shè)置5G智慧互動設(shè)施和燈光，為市民營造出趣味十足的現(xiàn)代化活動氛圍，提供一個難得的親子娛樂、休閑健身的場地。萬花筒的設(shè)計靈感主要來源于化零為整、和而不同，恰如萬花筒成像一般，色彩、材質(zhì)、形態(tài)、空間的不同組合，形成千變?nèi)f化的豐富景觀。其中，筍崗東立交社區(qū)公園的5G智慧產(chǎn)品，結(jié)合公園實際環(huán)境，利用5G物聯(lián)、AR等技術(shù)，基于童趣、游戲、互動、科普、便民、景觀的設(shè)計理念，設(shè)計建設(shè)了AR游戲大屏（見圖2）、5G智慧座椅（見圖3）、互動投影（見圖4）、七彩互動感應(yīng)燈、光影橋（見圖5）等產(chǎn)品，成為城市一道靚麗的風(fēng)景線。圖2

圖3圖4

圖5五、結(jié)束語綜上所述，目前人工智能技術(shù)已逐步應(yīng)用于景觀工程設(shè)計，但應(yīng)用范圍極為有限，人工智能技術(shù)的優(yōu)勢和功能尚未充分發(fā)揮。