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基于地形肌理的山地道路系统衍生算法初探 　　摘要：本文从山地景观开发的重要性、计算机辅助设计的先进性、计算机辅助设计的基本概念展开，借助参数化编程技术手段建立山地景观道路系统生成的算法逻辑，进而探究计算机辅助设计下针对山地景观规划的方法。 　　关键词：山地景观；计算机辅助设计；算法逻辑 　　任何场地都具有其本身的空间唯一性，充分挖掘并解读原始场地信息能给设计者提供丰富的设计语言，但这些设计语言往往是非线性的，看似无规律但又存在其内在的逻辑联系。为了最大化利用原始场地信息，有效组织设计手段，设计者有必要尝试新的被动式计算机辅助设计方法，在结合多学科知识的基础之上发挥主观创造力。 　　针对于景观设计方法本身的设计探索，以计算机辅助智能手段对山地景观规划设计方法的程序组织与归纳，与传统设计中主动式设计为主、线性逻辑设计思路的优劣性进行对比性研究，从而证明：新的技术革命可以最准确地破译场地的基本信息并且将结果科学地作用于方案本身；另一方面帮助设计师达到传统方式无法企及的设计形态领域；智能的程序语言在诸多类似问题上可以实现一劳永逸，将设计师的思维从不同项目之间的重复性劳动中解脱出来；高效的联动性与直观性有助于设计者在三维可视化空间中激发更多的设计灵感，反复推敲修改方案而省去不必要的重复步骤。 　　1 山地景观开发的重要性 　　我国幅员辽阔，但整体土地资源的显著特点是地形错综复杂，地貌种类繁多，山地丘陵多，平原少。随着城市化和工业化的快速发展进程，可开发用地越来越多的受到坡度坡向、地下水位、土壤成分等因素的限制，伴随着城市扩张开发，建设用地逐步拓展至地形肌理丰富的山地环境中。 　　山地拥有世界上最丰富的旅游资源，山地旅游是旅游业发展的必然产物，由于其特殊的自然环境使得设计时不能照搬平原类旅游项目的模式，而应立足于其丰富的景观类型，优越的生态环境，深厚的文化历史积淀更细致的去推敲研究其发展方向。 　　2 针对山地景观规划的计算机辅助设计的具体方法 　　2.1 主要应用的技术平台 　　解释型计算机程序设计语言Python与程序算法插件Grasshopper作为参数化逻辑构建的主要手段；基于计算机流体力学（ComputerFluid Dynamics，简称CFD）相关的软件平台Fluent、Phonenics、Flow-3D等，对风、水文环境的分析；地理信息系统（GIS）的相关系列软件，叠加整合各项分析结果；以土方和市政工程为主的AutoCAD Civil 3D对有算法得出的场地道路等进行工程作法设计以及土方量计算，三维建模构建软件RHINO（Rhinoceros）、SU（Sketch Up）、3DSMax、MAYA等与参数化逻辑构建的算法向关联实时展示计算结果；后期渲染软件VUE、Vary等对成形方案进行渲染及展示。 　　2.2 山地项目规划的建设适宜场地筛选 　　在山地项目中，场地的选择需要考虑多方面的因素，不科学的选址不仅不能营造舒适宜人的空间，甚至会造成不必要的灾难损失。因此山地的建设场地选择必须建立在科学的数据分析基础之上，根据土地适宜性评价原理，借助地理信息系统获取场地的基本数据后，首先根据坡度选出设计场地中适宜建设的坡度小于20%的场地；接着通过计算机流体力学（computerFluid Dynamics，简称CFD）相关的软件平台Fluent、Phonenics、Flow-3D等，分析风、水文环境等，将分析结果通过回归统计法进行叠加，初步得到开发价值较高的建设场地；叠加后的结果经过相关建设规范的筛选后，结合功能属性的尺度需求进性线性优化，最终得出适宜建设的硬化场地。当场地主要适宜节点获得之后，计算机辅助被动式设计会智能地根据地形特征衍生出节点之间的交通脉络体系。 　　2.3 山地项目规划的道路系统生成算法 　　山地项目道路系统规划是山地景观设计逻辑链条构建的重要环节。面对复杂多样的地形空间，既要满足规划路线符合功能的使用要求又要尽量不破坏山地肌理，传统规划工程中通常需要耗费大量的时间精力来反复推敲调整方案。在此笔者通过计算机辅助技术尝试了一系列的山地交通生成逻辑算法从而依据地形特征衍生道路系统，使程序智能地在山地模型中寻找适宜的路径。在众多的生成结果之中，按照距离成本进行筛选，最终获得满足功能要求的最优解。 　　在山地道路寻径的模拟生成逻辑算法中，迭代算法作为程序逻辑的核心，即根据起始点数据，经过一系列的条件筛选寻找到合适的下一点，如此循环往复不断地寻找下一个合适点，最终到达目的点。（图1在迭代运算的基础下，通过穷举法与双向运算的方式进行筛选获得最优解。也就是说，设计师只要指定不同功能道路在山地中的生长规则即可以让计算机在山地模型中自动衍生不同功能和性状的路径。以下具体说明山地项目规划的道路