基于虛擬正定古城景觀語義的個性化觀光線路計算方法研究

邢子瑤+劉曉靜

隨著地理信息科學的不斷發(fā)展，GIS利用其空間分析、數(shù)據(jù)處理等優(yōu)勢，在國內(nèi)外旅游領(lǐng)域得到了廣泛的應用，而如何讓旅游者更好的感知文化景觀內(nèi)涵，是進行觀光線路設計的重要目標之一。本文基于ArcGIS等軟件，利用三維GIS手段，對石家莊市正定古城進行三維建模，并通過實地調(diào)查及資料收集，深入挖掘其景觀語義內(nèi)涵。同時，通過計算可視范圍，最佳觀賞點等方式，定量分析計算景觀感知度，并針對不同旅游者的需求，個性化選擇和定制觀光路線，實現(xiàn)正定古城最佳觀光路線的選擇，從而為旅游項目的設計規(guī)劃提供幫助。

使旅游者更好地感知文化景觀內(nèi)涵是旅游地規(guī)劃與觀光線路設計的目標之一，但多數(shù)旅游地規(guī)劃設計并未準確的考慮旅游者景觀感知，缺少景觀感知的準確描述方法，使旅游者對旅游地文化景觀的感知僅停留于淺層認知。在觀光線路的設計規(guī)劃中，如何加入文化景觀感知的內(nèi)容，使旅游者在觀光的同時，深入了解旅游地豐富的歷史文化底蘊，成為目前有待解決的問題之一。

計算機軟硬件支持的地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)，以其強大的數(shù)據(jù)處理、空間分析能力及可視化能力，為個性化設計觀光路線提供了強有力的支持。而GIS平臺二、三維分析的結(jié)合使用，可更好地展現(xiàn)旅游地的實際情況，并通過空間分析處理和計算，充分滿足旅游者觀光體驗的心理感受和視覺感受。

本文根據(jù)李仁杰等提出的景觀感知度和感知敏感度概念，利用GIS手段，定量分析計算景觀感知特征，進行空間分析和可視化，構(gòu)建感知度模型，使旅游者可以感知特定景觀的語義內(nèi)涵。以河北省石家莊市正定縣為例，在構(gòu)建正定三維虛擬古城的基礎上，通過搜集發(fā)掘正定古城歷史文化內(nèi)涵，展示旅游景觀背后的文化語義。同時引入景觀敏感度因子，進行視域分析，結(jié)合路徑分析，強調(diào)旅游者自主選擇，個性化定制，為觀光線路設計提供計算方法。

一、研究區(qū)概況

正定古城位于河北省會石家莊市北15公里處，是按照漢民族傳統(tǒng)規(guī)劃思想和建筑風格建設起來的城市，集中體現(xiàn)了公元5世紀至19世紀前后漢民族的歷史文化特色，歷史上曾與保定、北京并稱為“北方三雄鎮(zhèn)”。本文利用Google Earth影像數(shù)據(jù)，結(jié)合實地考察，對正定古城內(nèi)部地物進行矢量化，結(jié)合30M分辨率DEM數(shù)據(jù)，生成了正定古城三維虛擬地理景觀模型。

二、研究過程

（一）正定虛擬古城文化景觀語義獲取

近幾年國家一直在推進中國古城鎮(zhèn)旅游，中國古城鎮(zhèn)是中華民族的文化重地，是當代中國人的精神家園，同時也是我們民族意識喚醒的家園。而關(guān)于正定的歷史文化旅游業(yè)并不興盛，近年來，雖有正定歷史文化街區(qū)的建立，但有些富有深厚歷史文化背景的景觀并未令游人熟知，甚至未在各大網(wǎng)絡地圖平臺標出。

本文采取實地調(diào)研與文獻資料調(diào)查相結(jié)合的方式，獲取正定古城景觀文化屬性信息，并根據(jù)景觀遺存現(xiàn)狀、觀賞價值，篩選觀光價值較高的景觀，使用空間數(shù)據(jù)庫的方式進行分類管理。同時，將各類觀光景觀劃分為不同類型，包括：宗教古剎類、歷史人文類、親子游玩類，并制作正定景區(qū)圖。

（二）景觀感知度分析

1.景觀可視分析

根據(jù)30MDEM數(shù)據(jù)及正定縣地物矢量數(shù)據(jù)，結(jié)合考慮地形因素和建筑物高度，利用ArcGIS中的3D可視域分析功能，進行可視分析?？紤]到景觀的特殊性，本文認為至少觀察到建筑物高度高于其本身20%的部分為可視。本文利用ArcGIS中的可視線工具，結(jié)合python腳本自定義工具，篩選點所在可視范圍。

2.景觀感知度評價

根據(jù)正定縣路網(wǎng)數(shù)據(jù)，評價觀景路線上景觀敏感度。設計的評價因子有：最佳觀賞距離、觀賞方位等。

景觀感知度評價公式：

其中p為景觀感知度，a為評價因子的數(shù)值，b為評價因子所占權(quán)重。本文選取最佳觀賞距離和觀賞方位兩個評價因子，計算可視范圍內(nèi)最佳觀賞點。

（1）最佳觀賞距離：由于本文研究區(qū)域為正定古城，古城中凌霄塔、華塔等景觀由于其自身高度顏色等特點，并不適合近距離觀賞。根據(jù)實地考察，確定500M為最佳觀賞距離，以50M為一區(qū)間，450-550M時，a取1，400-450及550-600，a取0.75；350-400及600-650，a取0.5；其他情況取0.25。

（2）觀賞方位：不同的觀賞方位對景觀的感知度有較大的影響，如隆興寺中天王殿等景點，適合位于景觀正南方觀賞，才利于看到大殿全貌。利用觀察點和景觀點的坐標，編寫算法判斷相對方位。當觀賞者位于最佳觀賞方位時，a取1；位于臨近方位，a取0.5；其他方位取0.25。

（三）觀光線路設計

本文基于ArcGIS平臺網(wǎng)絡分析，對古城交通網(wǎng)絡進行地理分析和模型化管理，通過研究網(wǎng)絡的通達度和當前狀態(tài)，實現(xiàn)對觀光最佳路徑的查找。通過地理建模和python腳本語言，輔助使用ArcGIS自定義腳本工具，實現(xiàn)了旅游者自行選擇不同景觀語義的旅游地，系統(tǒng)自動篩選相應目的地并計算最佳觀光路徑。

依據(jù)景觀感知度分析結(jié)果，將最佳觀賞點作為必經(jīng)點添加進網(wǎng)絡模型中，利用ArcGIS網(wǎng)絡分析計算，生成耗費時間最短的觀光線路。為突出旅游主題，強調(diào)旅游者的自主選擇，本文利用ArcGIS自定義腳本工具，進行地理建模，通過使用者自主選擇游覽季節(jié)、游覽主題、景點年代，重點滿足旅游者對歷史文化景觀的體驗。模型可據(jù)旅游者個性化定制觀光線路，在保證最佳景觀敏感度的情況下，為旅游者方便到達景點提供幫助。

（四）研究過程

本文利用ArcGIS建模工具，輔助python腳本，以正定古城中宗教古剎類景點為例，進行計算。凌霄塔為正定古城內(nèi)第一高塔，本文主要針對凌霄塔進行視域分析和景觀敏感度評價，輸出凌霄塔最佳觀賞點，與其他古剎類景點相結(jié)合，進行最佳路徑分析，并根據(jù)實際情況修正生成最佳觀光線路。

三、結(jié)論與展望

（一）研究結(jié)論

本文在三維視角下，建立正定虛擬古城模型，利用三維視域分析、網(wǎng)絡分析等空間分析方法，引入景觀敏感度評價因子，根據(jù)旅游者個性化需求，結(jié)合最短路徑分析方法，得到景觀敏感度較強，通達度較高的個性化觀光路線。在觀光線路的設計過程中，需要針對旅游者個性化需求，幫助旅游者更好感知景觀語義，了解景觀歷史文化內(nèi)涵。本文以河北省石家莊市正定古城為例，引入視域分析、景觀敏感度等研究方法，結(jié)合正定古城歷史背景和景觀語義調(diào)查，針對不同旅游者的需求，定制景觀敏感度較高、游覽主題明確的觀光線路。

研究結(jié)果顯示，由于正定古城內(nèi)部建筑物遮擋影響，引入視域分析及景觀敏感度評價后的最佳觀光線路設計與單純使用最短路線游覽古城內(nèi)景點的線路設計有一定差異。對提高旅游者觀光效果，理解古城景觀語義有一定的幫助。該觀光線路計算方法可進一步應用于其他城市旅游景觀路線規(guī)劃，滿足不同旅游者的觀光需求，對于旅游產(chǎn)品的開發(fā)、旅游文化傳播具有重要意義。

（二）展望

本項目基于河北省石家莊市正定古城，進行可視化分析和觀光線路的計算，但由于視域分析受景觀地現(xiàn)實情況影響較大，如植被、臨時建筑物等地物會影響實際觀賞效果。未來可將在計算過程中加入植被覆蓋等影響因素，提高分析精度。另外由于本項目選取的研究區(qū)域觀光景點數(shù)量有限，并僅模擬了一般情景下觀光者的需求，后續(xù)研究應該根據(jù)觀賞景觀的不同進一步量化最佳觀賞距離和觀賞角度，提高其普適性，為觀光線路的設計提供進一步支持。

今后可結(jié)合WebGIS技術(shù)，構(gòu)建旅游線路設計平臺，展示三維虛擬景觀地模型，為游客提供更加逼真、更富畫面細節(jié)的地圖瀏覽服務。使游客足不出戶就仿佛身臨其境。另外，在最大程度表達景觀語義的基礎上，通過個性化定制觀光路線，滿足不同游客的需求，為當代旅游行業(yè)發(fā)展提供支持。

（作者單位：河北師范大學資源與環(huán)境科學學院）