人工智能技术在张家口堡子里景区中的应用研究

张迪妮 杨艳霞

(河北建筑工程学院,河北 张家口 075000)

0 引 言

随着云计算、物联网等技术的发展,快速发展的人工智能已成为人类科学技术发展过程中不可回避的问题.从智慧城市、智能家居到智能设计,人工智能正在大踏步地走进我们生活的各个领域,提高了经济效益,加速了低碳发展,增强了人与物之间的交互强度.2022年,张家口和北京共同举办了第24届冬奥会,城市景区的智能化建设更加迫切,可通过智能传感器、智能程序、智能材料、机器人、计算机等智能工具,对接收对象的行为、声音、表情、周围的环境温度和气候变化(包括智能工具本身)做出响应.对于提升景区管理水平、满足游客的个性化需求,发展人工智能技术具有重要意义,也能促进京津冀一体化发展.

1 人工智能技术的内涵与发展状况

“人工智能”这个概念最早是在1956年的达特茅斯(Dartmouth)会议上,被一位美国科学家提出.关于人工智能的定义,目前学术界的观点还没有统一.有一种相对简单易懂的定义,就是“可以与人的感知、认知、决策、执行一样的人工程序或系统”.但人工智能技术并不是完全脱离人为操作的技术系统,而是在人为可操纵的模式下,对生产和生活进行智能化的操作和控制,从而不断地提高劳动生产率以及经济发展效益.人工智能技术呈现出深度学习、跨学科、人机合作、群智开放、自主控制等新特征.未来,人工智能技术与机器的高度融合也将使机器更具人性化,其与互联网、物联网的紧密结合加快了各种终端应用的发展步伐,最终达到部分替代人工劳动或超越人工劳动的目的,人类将得到最大程度的解放.

在20世纪70年代,人工智能就开始在城市空间、建筑领域应用.近几十年来,随着互联网带来的巨大变革,人工智能已在景观设计的多个研究方向进行了应用探索,随着研究深度与广度的增加,景观设计的智能化也逐渐形成.景观设计中的人工智能是通过智能机制将设计中复杂的定性描述转化为定量分析和设计模型的过程.人工智能技术在景观设计研究中的作用主要体现在两个方面:(1)运用人工智能算法和思维对景观设计研究中的相关数据进行高效、准确地计算与分析,从中挖掘知识与规律;(2)针对景观设计研究中的复杂性、疑难性问题,建立智能模型,揭示现象背后的内在机理.其核心在于应用人工智能技术取代过去由人脑处理的工作,提升景观设计研究的信度、效度与准确性.

2 景区中的人工智能技术

2.1 景区地图智能化

在人工智能技术的指导下,智能化的景区地图将从游客的角度考虑到游客对目的地的偏好和步行意愿因素以及步行环境质量因素,同时用地理大数据源对可达性、便捷性、舒适性等准则及多种指标进行量化,并结合实时路况与人群集聚状况,更加智能地安排适合的路线,解决游客在景区经常遇到的迷路、拥堵、排队、信息滞后等问题,游客可以通过分类和筛选功能,可以查找离自己最近的商店、卫生间、餐馆等景区内的相应地点,让游客在游览出行方面节省大量时间.只要打开语音导游功能,当游客靠近相应景点时,语音导游自动进行播放.

据史籍记载,堡子里建于明宣德年间,至今已经有近600年的历史,而现存的玉皇阁、文昌阁及大量民居建筑,均建于明中后期及清代.据统计,堡子里现存700多处文物古迹,其中重点院落93处,极具价值.它是全国大中城市中保存最为完整的明清建筑城堡之一,堪称北方民居博物馆,素有“明清建筑博物馆”之美誉.百度地图、高德地图是在现实旅游活动中人们经常使用的软件,游客通过地图软件的目的地搜索功能来寻找到达景区的最短或最适合的路线和交通方式.在堡子里景区内建筑呈一轴两带式分布,内有各式小巷,每条巷又有十到二十多处院落,错综复杂,各个地图软件中都存在盲区,无法全面显示景点信息及路线.与普通的地图导航不同,景区导览服务中的地图需要更为生动精致.像乌镇的手绘地图,迪士尼的卡通地图,都别具一格,既能详细展现景区风貌,又能激发游客的游览兴趣,对游客更为友好.可利用3D建模软件对堡子里景区内明清建筑的特点进行有针对性的数字化还原,并结合人工智能技术制作出适用的智能3D地图导航.

2.2 公共设施智能化

智能化公共设施,即以先进的科技技术为基础,为游客提供各种服务的公共设施,具体如指示牌、垃圾桶、座椅、灯具等.与传统的公共设施相比较,它主要解决、改善公共基础设施的人机交互问题,其显著的优势是功能丰富、主动性强、服务性强,能够根据不同领域游客的需求整合各类公共资源,更高效、更全面地利用新型工业化和信息技术,结合其他类型的公共服务设施,建设主动服务型智能风景区,促进冬奥会城市建设.

指示牌是景区人文精神和人性化的体现,可为游客指明目的地的方向,它不仅具有指向作用,还是景区特色文化的最直接载体,展示景区的形象和细节.在满足指示功能之余,还应承担传播逐渐消失的历史文化,提升景区的文化品位和魅力.可将堡子里基本概况、特色、历史等通过指示牌明确的展示给游客,使游客在第一时间了解堡子里的大致情况.指示牌提取堡子里历史民居屋檐流线,对其进行演变,颜色选用与古镇堡子里匹配的实木色,设计出具有堡子里特色的指示牌(如图1),展现古镇的古老质朴,搭配LED电子显示屏与手机APP系统,通过对用户体验分析,利用数字网络化的高科技手段,实时共享信息,游客可在此系统或手机APP上实时了解堡子里的历史、张家口的城市文脉及堡子里周边吃、住、行的相关旅游信息.

(a) (b) (c)图1 智能指示牌

堡子里主要分为民居、宗教、商业三种建筑,堡内民居建筑多为明清所建,均采用青砖灰瓦,在其门头加以砖雕、木雕及石雕的装饰.提取堡子里民居建筑门头的装饰纹样加以设计,利用智能化材料,在座椅内增加传感器,通过分析所处室外温度,自动调节座椅自身温度,达到冬暖夏凉,也可提高室外座椅的使用率.堡子里景区内绿化景观较少,座椅中间配有树池,可为堡子里总体青灰的色调增添一些绿色,也会为休息的游客带来一丝舒畅(如图2).

(a) (b) (c)图2 智能公共座椅

2.3 照明设计智能化

以往景观设计主要以功能性照明、调节气氛为主,缺乏互动性、可变性等.而人工智能技术的运用,则可以让灯光设计产生全新的视觉体验.智能感应系统可通过感知环境,适当调整光线的颜色和强度,使光线具有互动性和可变性,进而可以借助灯光构建一个互动式的景区环境,让游客释放情绪,放松心情.例如位于包头的奥运冰雪公园(如图3),在广场的地面上设计了一个半圆形的“艺术雕塑”,结合数字控制编程的音乐旱喷舞台、水下星光灯,在树荫下的看台和缓缓落下的跌水,形成一个可以坐、可以看、可以玩水的广场.

(a) (b)图3 包头奥运冰雪公园

具体来说,人工智能技术在堡子里景区照明设计中的应用,包括如下几个方面:一是加强经纬度控制仪器和时间控制仪器的应用,它们可以结合景区的经纬度变化,准确估计时间变化,智能控制景区照明时间.二是加强应用GPRS无线景观照明远程监控设备应用,在该监控设备的支持下,即可实时掌握景区内各照明灯具运行相关数据,后通过综合分析数据,即可明确照明灯具用电功率、遥测设备等运行情况.同时,相关人员可依据数据进行故障分析,保证照明系统稳定运行.还可以结合景区照明的实际需求,照明区域亮度变化情况,智能监控照明系统的运行.三是加强半导体景观照明的应用;可结合灯具照明相关信息,合理调整照明时间、亮度等,一方面满足了景区照明需求;另一方面最大限度节约了电力资源,实现景区内能耗的降低,促进低碳旅游的发展.

3 总 结

综上所述,张家口市的景区建设中,运用人工智能技术,实现智能化、多功能化的景区3D地图、公共设施及照明设计,对于加强人与景区的交互强度,提升景区管理水平、效率,满足游客的个性化需求具有重要意义.尽管当前的人工智能技术与景观设计结合运用尚不成熟,但随着技术的积累与飞速发展,景观设计研究将会获得更多智能化的技术支持.未来景观设计的智能化发展,需要积极尝试建立、混合多种人工智能方法的景观模型,推进多种技术的协调集成;其次,提高模型的精确度,加快景观设计研究的智能化水平.相信未来人工智能在景观设计领域的应用潜力无限,也会为景观设计的可持续发展带来无尽的可能.