人工智能技術在張家口堡子里景區中的應用研究

張迪妮 楊艷霞

(河北建筑工程學院,河北 張家口 075000)

0 引 言

隨著云計算、物聯網等技術的發展,快速發展的人工智能已成為人類科學技術發展過程中不可回避的問題.從智慧城市、智能家居到智能設計,人工智能正在大踏步地走進我們生活的各個領域,提高了經濟效益,加速了低碳發展,增強了人與物之間的交互強度.2022年,張家口和北京共同舉辦了第24屆冬奧會,城市景區的智能化建設更加迫切,可通過智能傳感器、智能程序、智能材料、機器人、計算機等智能工具,對接收對象的行為、聲音、表情、周圍的環境溫度和氣候變化(包括智能工具本身)做出響應.對于提升景區管理水平、滿足游客的個性化需求,發展人工智能技術具有重要意義,也能促進京津冀一體化發展.

1 人工智能技術的內涵與發展狀況

“人工智能”這個概念最早是在1956年的達特茅斯(Dartmouth)會議上,被一位美國科學家提出.關于人工智能的定義,目前學術界的觀點還沒有統一.有一種相對簡單易懂的定義,就是“可以與人的感知、認知、決策、執行一樣的人工程序或系統”.但人工智能技術并不是完全脫離人為操作的技術系統,而是在人為可操縱的模式下,對生產和生活進行智能化的操作和控制,從而不斷地提高勞動生產率以及經濟發展效益.人工智能技術呈現出深度學習、跨學科、人機合作、群智開放、自主控制等新特征.未來,人工智能技術與機器的高度融合也將使機器更具人性化,其與互聯網、物聯網的緊密結合加快了各種終端應用的發展步伐,最終達到部分替代人工勞動或超越人工勞動的目的,人類將得到最大程度的解放.

在20世紀70年代,人工智能就開始在城市空間、建筑領域應用.近幾十年來,隨著互聯網帶來的巨大變革,人工智能已在景觀設計的多個研究方向進行了應用探索,隨著研究深度與廣度的增加,景觀設計的智能化也逐漸形成.景觀設計中的人工智能是通過智能機制將設計中復雜的定性描述轉化為定量分析和設計模型的過程.人工智能技術在景觀設計研究中的作用主要體現在兩個方面:(1)運用人工智能算法和思維對景觀設計研究中的相關數據進行高效、準確地計算與分析,從中挖掘知識與規律;(2)針對景觀設計研究中的復雜性、疑難性問題,建立智能模型,揭示現象背后的內在機理.其核心在于應用人工智能技術取代過去由人腦處理的工作,提升景觀設計研究的信度、效度與準確性.

2 景區中的人工智能技術

2.1 景區地圖智能化

在人工智能技術的指導下,智能化的景區地圖將從游客的角度考慮到游客對目的地的偏好和步行意愿因素以及步行環境質量因素,同時用地理大數據源對可達性、便捷性、舒適性等準則及多種指標進行量化,并結合實時路況與人群集聚狀況,更加智能地安排適合的路線,解決游客在景區經常遇到的迷路、擁堵、排隊、信息滯后等問題,游客可以通過分類和篩選功能,可以查找離自己最近的商店、衛生間、餐館等景區內的相應地點,讓游客在游覽出行方面節省大量時間.只要打開語音導游功能,當游客靠近相應景點時,語音導游自動進行播放.

據史籍記載,堡子里建于明宣德年間,至今已經有近600年的歷史,而現存的玉皇閣、文昌閣及大量民居建筑,均建于明中后期及清代.據統計,堡子里現存700多處文物古跡,其中重點院落93處,極具價值.它是全國大中城市中保存最為完整的明清建筑城堡之一,堪稱北方民居博物館,素有“明清建筑博物館”之美譽.百度地圖、高德地圖是在現實旅游活動中人們經常使用的軟件,游客通過地圖軟件的目的地搜索功能來尋找到達景區的最短或最適合的路線和交通方式.在堡子里景區內建筑呈一軸兩帶式分布,內有各式小巷,每條巷又有十到二十多處院落,錯綜復雜,各個地圖軟件中都存在盲區,無法全面顯示景點信息及路線.與普通的地圖導航不同,景區導覽服務中的地圖需要更為生動精致.像烏鎮的手繪地圖,迪士尼的卡通地圖,都別具一格,既能詳細展現景區風貌,又能激發游客的游覽興趣,對游客更為友好.可利用3D建模軟件對堡子里景區內明清建筑的特點進行有針對性的數字化還原,并結合人工智能技術制作出適用的智能3D地圖導航.

2.2 公共設施智能化

智能化公共設施,即以先進的科技技術為基礎,為游客提供各種服務的公共設施,具體如指示牌、垃圾桶、座椅、燈具等.與傳統的公共設施相比較,它主要解決、改善公共基礎設施的人機交互問題,其顯著的優勢是功能豐富、主動性強、服務性強,能夠根據不同領域游客的需求整合各類公共資源,更高效、更全面地利用新型工業化和信息技術,結合其他類型的公共服務設施,建設主動服務型智能風景區,促進冬奧會城市建設.

指示牌是景區人文精神和人性化的體現,可為游客指明目的地的方向,它不僅具有指向作用,還是景區特色文化的最直接載體,展示景區的形象和細節.在滿足指示功能之余,還應承擔傳播逐漸消失的歷史文化,提升景區的文化品位和魅力.可將堡子里基本概況、特色、歷史等通過指示牌明確的展示給游客,使游客在第一時間了解堡子里的大致情況.指示牌提取堡子里歷史民居屋檐流線,對其進行演變,顏色選用與古鎮堡子里匹配的實木色,設計出具有堡子里特色的指示牌(如圖1),展現古鎮的古老質樸,搭配LED電子顯示屏與手機APP系統,通過對用戶體驗分析,利用數字網絡化的高科技手段,實時共享信息,游客可在此系統或手機APP上實時了解堡子里的歷史、張家口的城市文脈及堡子里周邊吃、住、行的相關旅游信息.

(a) (b) (c)圖1 智能指示牌

堡子里主要分為民居、宗教、商業三種建筑,堡內民居建筑多為明清所建,均采用青磚灰瓦,在其門頭加以磚雕、木雕及石雕的裝飾.提取堡子里民居建筑門頭的裝飾紋樣加以設計,利用智能化材料,在座椅內增加傳感器,通過分析所處室外溫度,自動調節座椅自身溫度,達到冬暖夏涼,也可提高室外座椅的使用率.堡子里景區內綠化景觀較少,座椅中間配有樹池,可為堡子里總體青灰的色調增添一些綠色,也會為休息的游客帶來一絲舒暢(如圖2).

(a) (b) (c)圖2 智能公共座椅

2.3 照明設計智能化

以往景觀設計主要以功能性照明、調節氣氛為主,缺乏互動性、可變性等.而人工智能技術的運用,則可以讓燈光設計產生全新的視覺體驗.智能感應系統可通過感知環境,適當調整光線的顏色和強度,使光線具有互動性和可變性,進而可以借助燈光構建一個互動式的景區環境,讓游客釋放情緒,放松心情.例如位于包頭的奧運冰雪公園(如圖3),在廣場的地面上設計了一個半圓形的“藝術雕塑”,結合數字控制編程的音樂旱噴舞臺、水下星光燈,在樹蔭下的看臺和緩緩落下的跌水,形成一個可以坐、可以看、可以玩水的廣場.

(a) (b)圖3 包頭奧運冰雪公園

具體來說,人工智能技術在堡子里景區照明設計中的應用,包括如下幾個方面:一是加強經緯度控制儀器和時間控制儀器的應用,它們可以結合景區的經緯度變化,準確估計時間變化,智能控制景區照明時間.二是加強應用GPRS無線景觀照明遠程監控設備應用,在該監控設備的支持下,即可實時掌握景區內各照明燈具運行相關數據,后通過綜合分析數據,即可明確照明燈具用電功率、遙測設備等運行情況.同時,相關人員可依據數據進行故障分析,保證照明系統穩定運行.還可以結合景區照明的實際需求,照明區域亮度變化情況,智能監控照明系統的運行.三是加強半導體景觀照明的應用;可結合燈具照明相關信息,合理調整照明時間、亮度等,一方面滿足了景區照明需求;另一方面最大限度節約了電力資源,實現景區內能耗的降低,促進低碳旅游的發展.

3 總 結

綜上所述,張家口市的景區建設中,運用人工智能技術,實現智能化、多功能化的景區3D地圖、公共設施及照明設計,對于加強人與景區的交互強度,提升景區管理水平、效率,滿足游客的個性化需求具有重要意義.盡管當前的人工智能技術與景觀設計結合運用尚不成熟,但隨著技術的積累與飛速發展,景觀設計研究將會獲得更多智能化的技術支持.未來景觀設計的智能化發展,需要積極嘗試建立、混合多種人工智能方法的景觀模型,推進多種技術的協調集成;其次,提高模型的精確度,加快景觀設計研究的智能化水平.相信未來人工智能在景觀設計領域的應用潛力無限,也會為景觀設計的可持續發展帶來無盡的可能.