基于污染物擴(kuò)散模擬的景觀園林布局優(yōu)化模式設(shè)計(jì)研究

摘要：為了在減少空氣污染的同時優(yōu)化園林景觀布局，提出基于污染物擴(kuò)散模擬的景觀園林布局優(yōu)化模式設(shè)計(jì)方案。將風(fēng)向風(fēng)速、地表?xiàng)l件、大氣穩(wěn)定性等作為影響污染物擴(kuò)散的因子，利用點(diǎn)源高斯模型建立坐標(biāo)系。分別構(gòu)建氣態(tài)污染物與顆粒污染物的污染擴(kuò)散模擬模型；利用馬爾科夫狀態(tài)轉(zhuǎn)移概率矩陣描述景觀布局種類的面積比，構(gòu)建布局優(yōu)化變換函數(shù)并建立演變模型，獲得布局變化規(guī)律函數(shù)，完成景觀園林布局優(yōu)化模式設(shè)計(jì)。實(shí)例研究結(jié)果表明，在所設(shè)計(jì)優(yōu)化模式下，減少了測試區(qū)域的污染物擴(kuò)散面積，縮短了污染擴(kuò)散時間，提高了空氣質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：污染物；擴(kuò)散模擬；景觀園林；布局優(yōu)化模式；點(diǎn)源高斯模型

中圖分類號：X171 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

前言

景觀園林布局是通過科技與藝術(shù)手段，合理規(guī)劃出適宜人類生活的環(huán)境，其宗旨是恢復(fù)自然環(huán)境、改善人類和自然的關(guān)系，同時打造一個良好的生活空間。史娜娜等提出基于風(fēng)沙擴(kuò)散風(fēng)險評價的景觀格局優(yōu)化研究。創(chuàng)建致災(zāi)因子、孕災(zāi)環(huán)境和承災(zāi)體三個維度，通過主成分分析算法對目標(biāo)地區(qū)的風(fēng)沙擴(kuò)散情況進(jìn)行有效評估，根據(jù)評估結(jié)果，利用最小累計(jì)阻力模型實(shí)現(xiàn)景觀格局組分，建立多層生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，張守法等通過建立生態(tài)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)景觀格局優(yōu)化。對目標(biāo)地區(qū)的景觀種類進(jìn)行形態(tài)學(xué)分析，獲取生態(tài)源地和景觀阻力面的成本距離，建立最小累計(jì)成本地圖，結(jié)合最低成本理論，通過連通性工具生成生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，對各網(wǎng)絡(luò)路徑阻力評價，識別出景觀格局存在的問題，提出有針對性的優(yōu)化策略。

上述方法雖然提高了景觀布局的合理性，但是優(yōu)化過程中沒有綜合考慮污染物擴(kuò)散問題，緩解污染的能力有待進(jìn)一步加強(qiáng)。為此，文章設(shè)計(jì)一種基于污染物擴(kuò)散模擬的景觀園林布局優(yōu)化模式。利用點(diǎn)源高斯擴(kuò)散模型分別模擬氣態(tài)污染物與顆粒污染物的擴(kuò)散情況，分析目標(biāo)地區(qū)的景觀格局現(xiàn)狀，動態(tài)預(yù)測景觀格局變化情況，根據(jù)污染物擴(kuò)散規(guī)律建立布局優(yōu)化模型。所提方法能夠一定程度降低污染物的傳播速度與傳播范圍，通過合理的景觀布局達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的。