一、引言

城市园林绿地是城市生态系统中的重要子系统，具有涵养水源、改善小气候、隔离噪声污染等生态功能，同时，丰富多变的景观序列也对城市建设环境形成了一种弹性调节。此外，园林绿地也能给人带来感知的享受，以自然美激发城市精神文明的创造性。地形是景观的物质空间基础，而微地形景观更是以独特的空间形态，构成起伏丰富的空间感知，通过不同的坡面组合，使游览者的观赏行为活泼化、多样化，给人以登临、游览的趣味。微地形景观设计过程中的重难点在于把握不同的坡度、斜面、距离的组合，因地制宜，合理设计景点、路径和面域，组织游览者的观赏行为。因此，对微地形表面特征数据的提取和分析是设计前期工作的重点。无人机航测具有时效性、便捷性、适用场景广泛等优势，在小地域微地形景观中，通过航线规划获取倾斜拍摄航片，建立微地形的数字正射影像，能够以原真的比例、完整的环境条件还原真实的微地形地表特征，量化微地形的地形地貌条件，为后期的设计提供地理信息基础。

二、设计区域与研究方法

（一）设计区域概况

设计区域为某高校内部的园林景山，为土石混合的人工山体，面积约4公顷，地形最高点与水平地面高差为7m，坡面平均距地面高差为3.9m，与周围的平地共同组成了一组校园园林景观，是校园师生日常休憩、游览的良好去处，但坡面地形的设计处理存在可进入性低、互动性弱等问题，因此，需要结合实际地形进行景观设计，从而增加了人与景观的互动，形成更丰富的景观互动模式。

（二）数据来源与技术路线

设计模型使用的航片数据为无人机进行倾斜拍摄，并针对天气影响对航片进行批处理调整，保证建模精度，研究技术路线为：（1）无人机航拍拍摄，通过Photoshop软件进行图像批处理；（2）通过倾斜摄影航拍建立地表正射影像DOM，导入GlobalMapper软件提取等高线，根据登高线的连续性以及航拍照片，通过AutoCAD软件剔除自然地物和人工地物，完善等高线信息；（3）基于ArcGIS平台，对处理后的等高线数据进行数字高程模型DEM生成，微地形地表形态分析，从而量化坡度、斜度等信息。

三、模型建立与数据分析流程

（一）航片拍摄与处理航线规划使用了Rainbow无人机飞行控制软件，共规划309个航点，19条主航线，设置单条航线拍照重叠率为70%，航线间重叠率为60。根据对微地形高程的估测，设置无人机飞行速度为3m/s，飞行高度为60m，作业时间为55分8秒，共获取影像625幅。航片是数字正射影像的数据源，在模型中，航片以贴图的形式表征地物表面，因此航片的清晰程度决定了数字正射影像的精度。在本文的无人机作业过程中，由于当日拍摄阳光的影响，照片的清晰度有一定的问题，需要对图像的曝光异常进行处理，调整图像的亮度和对比度等。为了提高航拍图像效果调整的工作效率，可以使用Photoshop软件的图像批处理功能，录制处理航片集中一幅图像的动作，并对其他图像进行相同操作，即可在短时间内完成航片集的图像效果优化工作。

（二）数字正射影像建模本文使用的倾斜摄影建模软件，为美国Bently公司研发的ContextCapture系列软件，该软件能够基于图形运算GPU处理来自航拍照片的影像数据，生成高密度点云，进行TIN模型的重建，并通过航拍影像进行高质量纹理贴图[1]。倾斜摄影拍摄的航片，基于无人机POS数据中的经纬度、垂直起飞高差、拍摄角度等相关地理信息数据，与实际的地理空间环境相对应，通过对航片进行空中三角测量、图像控制点参数设置、模型重建等处理，生成测区内的实景数字正射影像DOM[2]。倾斜摄影数字正射影像建模的具体工作流程为：（1）新建工程项，将航拍照片集导入；（2）通过计算引擎对航片进行空中三角测量解算；（3）确定模型的参考坐标系、纹理质量、模型格式等参数；（4）经由计算生成点云后，需要结合内存占用量和运算时间，对模型进行切块分隔，以瓦片单元的形式进行模型构建；（5）瓦片分隔完成后进行计算，即可得到TIN三角网格的模型，以及航片映射的正射影像。运算完毕后的模型，可能会因为航片质量、空三角度等因素，存在几何扭曲、表面涂抹等问题，与真实的地形环境存在较大出入，影响模型参考效果，因此，还需要通过Meshmixer、3DMax等修模软件对模型进行填补、扭曲矫正。

（三）等高线提取与模型重建倾斜摄影建立的数字正射影像DOM，并未对地表的自然和人工地物进行剔除，如植被、建筑、园林小品等。在后期的景观设计中，园路、台阶蹬道、植物配置都应该结合微地形的地面进行设计，因此，需要建立剔除微地形地物后的数字高程模型DEM，为后期的设计提供实际可操作的模型基础。本文提出了一种操作简便、处理效率高的方法，即基于可二次操作的OSGB格式正射影像模型，提取其高程数据，结合实际的航拍照片与场地调查，对明显存在差异的高程数据进行剔除（如植被、路灯、园林小品等），一般这类高程点与周围一系列连续的地形高程点存在明显的数值差异，对齐进行剔除或修改数据，即可得到完整的地形等高线数据。分析过程中，正射影像模型的高程数据提取使用了GlobalMapper软件，高程点的剔除工作则基于AutoCAD软件进行，具体工作流程为：首先通过GlobalMapper软件对导入的OSGB格式正射影像进行高程数据提取。本文选择了批量提取等高线的方法，将等高线距设置为1m（基于微地形设计精度的需要），提取等高线导出DWG格式文件后，通过AutoCAD软件对高程点进行剔除，并绘制了微地形设计区域的平面图纸。在对等高线进行剔除简化后，即得到了具体可操作的等高线数据，为后期的园林景观设计奠定基础。例如，本文中，通过SketchUp软件建立了可操作的微地形设计模型。

（四）微地形坡面地貌分析

基于等高线数据，通过ArcGIS平台进行地表形态分析，可为后期景观设计中坡面地形的生态修复、植物配置、园路布置等提供指导。坡度、坡向是微地形景观设计中两个重要的地形因子，对设计策略与地形情况的结合具有重要的影响，对地表径流、局部光照，甚至微地形的小气候也都有影响。在设计过程中，园路走向、植物配置、景观序列都需要结合微地形的坡度、坡向进行设计。景山的地形特征主要是坡顶较大面积的平面，以及与平地连接的坡地连接地带，这两类微观地形共同组成了景山的微地形。

四、基于正射影像分析的微地形景观设计

（一）微地形景观序列构建

通过分析总结，本文认为景山景观设计中存在的主要问题为微地形游览路径与微地形景观场地之间的矛盾，以及引导游览者观景走向的园路、视线通廊，与景山中的园林小品、休憩场所等景观节点并未形成良好的互动，因此产生游览行为缺乏引导、人景之间缺乏交互等问题。因此，研究根据地形特征将微地形景观设计划分为点景、路径、面域三个层级的设计。其中，点景主要指景观小品、孤植植物等视点和停留点；路径指园路、视线通廊，分别起到视线引导和游览引导的作用；面域指休憩场域、植被群等功能性场地。设计中采取微地形点景功能，多元化促进人景交互、路径联通，加强行为引导、面域承载游览的功能，包容游览行为的总体策略，进行相应的设计与功能配置。其中：点景设计对微地形最高点的山亭、景山的入口空间进行优化；路径设计中完善了景山道路系统，优化坡面植物使视线通廊畅通；面域设计采取同样的几何形状拟合微地形条件，形成开放的景观场地。通过微地形坡度、坡向的量算，设计结合了不同倾斜程度给人的感知，制定了不同的设计策略（见图4、图5）。

（二）微地形景观生态设计

生态效益是微地形园林景观的重要功能，具备自然地形地貌特征的微地形园林景观，具有改善城市微气候、涵养水源、调节地表径流、生物保育等功能。城市中的微地形景观，往往存在人工建设行为对自然环境的强力干预，造成对自然地形地貌的破坏，堆砌土方营造微地形景观就是其中的一个例证，此类建设行为往往会对生态环境基底造成破坏，导致城市生态系统的不稳定。在本次设计中，针对景山的坡面进行了生态设计。景山的山体类型为土石混合山体，即以山石围合土山。微地形坡面与平地间的径流往往被坡底的山石围挡，容易造成坡面松动、坡底局部积水等问题，通过修复坡面径流的下渗过程，改善土壤条件，可以达到稳固山体、提高水源涵养能力的效果。五、结语在城市高质量发展、人居环境条件改善等导向下，城市建设对景观设计也提出了更高要求，空间环境条件特殊的微地形景观设计，需要通过新的技术手段、设计理念得到发展。随着倾斜摄影技术发展的日趋成熟，技术门槛和设备要求相对较低，且地理空间信息完整，能够真实反映现实环境、建模效率高等优势。通过进一步研究，倾斜摄影技术能够为微地形景观设计提供更科学的指导，进一步提高微地形景观设计的生产力。随着相关研究的深入，技术规范标准和数据应用标准的日趋完善，倾斜摄影技术在微地形景观设计中的应用将会日趋广泛与成熟。

参考文献：

[1]石小华，兰玉芳，杨佳乐.基于无人机倾斜摄影技术的景观模型构建[J].测绘与空间地理信息，2022，45（03）：190-192+199.

[2]刘正威，王腾飞，靳焕，等.基于无人机倾斜摄影的山地景观规划——以新密市香山村为例[J].林业调查规划，2020，45（02）：1-8.

作者:潘嘉城 单位:西北大学