CN113032885B - 视域关系分析方法、设备及计算机存储介质 - Google Patents

视域关系分析方法、设备及计算机存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种视域关系分析方法、设备及计算机存储介质,该方法包括以下步骤:生成建筑平面图中每个栅格的可达关系数据以及可视关系数据;基于所述建筑平面图的可达空间,根据所述可达关系数据以及所述可视关系数据计算每个栅格的平均可视深度以及平均被视深度,完成对每个栅格的视域关系分析;本发明解决了现有技术中运动和视觉两种空间体验方式割裂开来的分析方法无法真实描述中国古典园林的运动感知经验和景物的“看”与“被看”的空间特点的问题,通过“看”与“被看”空间体验的量化分析方法,更好的揭示了中国古典园林不同部分的空间感知特点。

Description

视域关系分析方法、设备及计算机存储介质
技术领域
本发明涉及古典园林与视域关系分析,尤其涉及一种视域关系分析方法、设备及计算机存储介质。
背景技术
一般建筑中,可视与可达的关系几乎是一致的,即,能看到的地方大多可以直接走过去。然而,中国古典园林的空间存在着普遍的可达与可视关系分离错位的现象,即视线所及之处无法直接可达,往往需要经过曲折的路径才能到达。可达和可视关系的非对称性带来了古典园林独特的“看”与“被看”的空间体验:有些地方很容易走过去并有很好的视野,另一些地方不容易走过去但却很容易被看到。对于这种体验,大多数研究仅仅是通过文学语言描述或照片示意,而无法从定量角度进行客观描述。
虽然空间句法(Space Syntax)理论的视域关系分析(VGA:Visibility GraphAnalysis)试图通过可见视野的连续描述来模拟运动中的视觉关系变化,但目前的方法对于古典园林可达与可视关系存在显著错位的空间***基本无能为力。因此,在应用中不得不将这两种关系割裂,将“运动和视觉”作为两个独立***分别建模分析:一个是可达层视域模型,另一个则是可视层视域模型。单独的可视分析或可达分析都难以真实反应空间的视觉关系:单纯的可视分析忽略了透明墙体(如窗户等)或低矮障碍物对运动的阻障而高估了空间的可视程度,人无法从一个位置“飞”过上述障碍移动到其他位置观看其它看不到的地方;单纯的可达分析则视透明边界与实体边界无异,由于未考虑“视线先行”的作用导致分析结果难免低估了空间的可视性。
这种人为将“运动和视觉”两种空间体验方式割裂开来的方法自然无法真实地描述中国古典园林的运动感知经验和景物的“看”与“被看”空间特点。因此在实际应用中有着较多的局限,难以应对复杂空间的分析。
发明内容
有鉴于此,本申请实施例提供一种视域关系分析方法、设备及计算机存储介质,解决现有技术中运动和视觉两种空间体验方式割裂开来的分析方法无法真实描述中国古典园林的运动感知经验和景物的“看”与“被看”的空间特点的问题。
本申请实施例提供了一种视域关系分析方法,所述方法包括:
生成建筑平面图中每个栅格的可达关系数据以及可视关系数据;
基于所述建筑平面图的可达空间,根据所述可达关系数据以及所述可视关系数据计算每个栅格的平均可视深度以及平均被视深度,完成对每个栅格的视域关系分析。
在一实施例中,所述生成建筑平面中每个栅格的可达关系数据以及可视关系数据,包括:
获取建筑平面图;
将所述建筑平面图绘制为空间句法分析底图,并将所述空间句法分析底图划分为第一数量且大小相等的栅格;
基于所述空间句法分析底图,按照栅格的编号顺序依次将每个栅格的可达属性数据存储至第一数据表中,生成可达图层空间关系图解数据表;
基于所述空间句法分析底图,按照栅格的编号顺序依次将每个栅格的可视属性数据存储至第二数据表中,生成可视图层空间关系图解数据表。
在一实施例中,所述基于所述建筑平面图的可达空间,根据所述可达关系数据以及可视关系数据计算每个栅格的平均可视深度以及平均被视深度,完成对每个栅格的视域关系分析包括:
基于所述可达图层空间关系图解数据表以及所述可视图层空间关系图解数据表,通过所述栅格的编号获取每个栅格的可达栅格矩阵以及可视栅格矩阵;
基于所述可达栅格矩阵以及所述可视栅格矩阵,利用第一预设方法计算每个栅格的平均可视深度;
基于所述可达栅格矩阵以及所述可视栅格矩阵,利用第二预设方法计算每个栅格的平均被视深度。
在一实施例中,所述基于所述可达栅格矩阵以及所述可视栅格矩阵,利用第一预设方法计算每个栅格的平均可视深度,包括:
选定起点栅格,则所述起点栅格对应的可视栅格数量为V0;其中,所述起点栅格为所述空间句法分析底图中的任意一个栅格;
从所述起点栅格出发,执行第一次可达拓扑,获得所述第一次可达拓扑的直接可达栅格与所述直接可达栅格对应的直接可视栅格的总数量,记为所述第一次可达拓扑的新增可视栅格数量V1
从上一次可达拓扑的任意新增可视栅格出发,执行第i次可达拓扑,获得所述第i次可达拓扑的直接可达栅格与所述直接可达栅格对应的直接可视栅格的总数量,记为所述第i次可达拓扑的新增可视栅格数量Vi;其中,i为正整数;
重复执行上述操作,直至所述起点栅格的可视栅格数量达到总栅格数量减1,则停止拓扑操作;其中,所述总栅格数量为所述第一数量;
基于所述起点栅格对应的可视栅格数量V0、当前的可达拓扑深度i、所述第i次可达拓扑的新增可视栅格数量Vi、进行可达拓扑的总次数以及总栅格数量,计算所述起点栅格的的平均可视深度。
在一实施例中,所述每个栅格的平均可视深度为所述空间句法分析底图中的任意一个起点栅格可达或者可视其他栅格的平均拓扑深度。
在一实施例中,所述基于所述可达栅格矩阵以及所述可视栅格矩阵,利用第二预设方法计算每个栅格的平均被视深度,包括:
以起点栅格为目标,在所述第一数量的栅格中,获取直接可视起点栅格的栅格,记为可视栅格区域且所述可视栅格区域的栅格数量为D0
在所述第一数量的栅格中剔除所述可视栅格区域的栅格,获得剩余栅格;
在所述剩余栅格中执行第一次可达拓扑,获得所述剩余栅格中可达所述可视栅格区域的栅格数量,记为所述第一次可达拓扑的新增可达栅格数量D1
将上一次可达拓扑获得的所述新增可达栅格加入所述可视栅格区域,生成新的可视栅格区域;
在剩余栅格中剔除所述新的可视栅格区域,获得新的剩余栅格;
在所述新的剩余栅格中执行第i次可达拓扑,获得所述新的剩余栅格中可达所述新的可视栅格区域的栅格数量,记为所述第i次可达拓扑的新增可达栅格数量Di;其中,i为正整数;
重复执行上述操作,直至所述新的剩余栅格数量减少为零,则停止拓扑操作;
基于所述可视栅格区域的栅格数量D0、当前的可达拓扑深度i、所述第i次可达拓扑的新增可达栅格数量Di、进行可达拓扑的总次数以及总栅格数量,计算所述起点栅格的的平均被视深度。
在一实施例中,所述每个栅格的平均被视深度为所述空间句法分析底图中的任意一个栅格可达或者可视起点栅格的平均拓扑深度。
在一实施例中,所述方法,还包括:
基于每个栅格的视域关系分析结果,执行可视化操作。
为实现上述目的,还提供一种计算机存储介质,所述计算机存储介质上存储有视域关系分析方法的程序,所述视域关系分析方法的程序被处理器执行时实现上述任一所述的视域关系分析方法的步骤。
为实现上述目的,还提供一种视域关系分析设备,包括存储器,处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的视域关系分析方法的程序,所述处理器执行所述视域关系分析方法的程序时实现上述任一所述的视域关系分析方法的步骤。
本申请实施例中提供的一个或多个技术方案,至少具有如下技术效果或优点:
生成建筑平面图中每个栅格的可达关系数据以及可视关系数据;通过软件的计算,生成准确的建筑平面图中每个栅格的可达关系数据以及可视关系数据,保证后续计算每个栅格的平均可视深度以及平均被视深度的正确性;
基于所述建筑平面图的可达空间,根据所述可达关系数据以及所述可视关系数据计算每个栅格的平均可视深度以及平均被视深度,完成对每个栅格的视域关系分析;在建筑面积的可达空间中,即人可进入的空间(可达图层界定的范围),其它空间被排除在外;此处的限定避免了增加模型的空间量(平面的栅格数量),从而避免了数据分布的偏斜带来的计学上的误差;通过量化的平均可视深度以及平均被视深度,精确的对每个栅格进行关系分析,从而揭示建筑的空间特点。
本申请解决了现有技术中运动和视觉两种空间体验方式割裂开来的分析方法无法真实描述中国古典园林的运动感知经验和景物的“看”与“被看”的空间特点的问题,通过“看”与“被看”空间体验的量化分析方法,更好的揭示了中国古典园林不同部分的空间感知特点。
附图说明
图1为本申请视域关系分析方法的第一实施例的流程示意图;
图2为本申请视域关系分析方法第一实施例中步骤S110的具体流程示意图;
图3为示例网师园平面图以及对应的可达层底图与可视层底图;
图4为本申请视域关系分析方法第一实施例中步骤S120的具体流程示意图;
图5为本申请视域关系分析方法步骤S122的具体流程示意图;
图6为本申请视域关系分析方法中“看”(左图)与“被看”(右图)度量方法示意
图7为本申请视域关系分析方法步骤S123的具体流程示意图;
图8为本申请视域关系分析方法的第二实施例的流程示意图;
图9为现有技术与本方法分析结果对比示意图;
图10为本申请实施例中涉及的视域关系分析设备的硬件架构示意图;
具体实施方式
应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本发明实施例的主要解决方案是:生成建筑平面图中每个栅格的可达关系数据以及可视关系数据;基于所述建筑平面图的可达空间,根据所述可达关系数据以及所述可视关系数据计算每个栅格的平均可视深度以及平均被视深度,完成对每个栅格的视域关系分析;本发明解决了现有技术中运动和视觉两种空间体验方式割裂开来的分析方法无法真实描述中国古典园林的运动感知经验和景物的“看”与“被看”的空间特点的问题,通过“看”与“被看”空间体验的量化分析方法,更好的揭示了中国古典园林不同部分的空间感知特点。
为了更好的理解上述技术方案,下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。
参照图1,图1为本申请视域关系分析方法的第一实施例,所述方法包括:
步骤S110:生成建筑平面图中每个栅格的可达关系数据以及可视关系数据。
具体地,可以通过预设方法,生成建筑平面图中每个栅格的可达关系数据以及可视关系数据,其中,所述预设方法可以是使用相关软件,在本实施例中,空间句法分析底图可以由CAD软件或者其他方法生成;栅格的生成以及可达关系图解数据表与可视关系图解数据表,则利用的是DepthmapX软件。
具体地,可达关系数据可以为可达图层空间关系图解数据表;可视关系数据可以为可视图层空间关系图解数据表;在此并不限定于上述数据表,也可以包含其他的可达或者可视关系的数据。
步骤S120:基于所述建筑平面图的可达空间,根据所述可达关系数据以及所述可视关系数据计算每个栅格的平均可视深度以及平均被视深度,完成每个栅格的视域关系分析。
具体地,在本实施例中,所述建筑平面图的可达空间仅包括人可进入的空间,即可达图层界定的范围,其它空间被排除在外;此处的限定可以避免增加模型的空间量(平面的栅格数量)数值,从而减少误差;因为平均拓扑深度的计算明显受到空间量数值的影响,进而可能因为数据分布的偏斜带来统计学上的误差。
具体地,分析生成的每个栅格的平均可视深度以及平均被视深度,可以更好的度量视觉关系的“深”与“浅”。
具体地,空间句法(Space Syntax)理论的视域关系分析(VGA:Visibility GraphAnalysis)方法是建筑学领域空间研究的一种重要技术手段,并形成了一系列计算机软件工具,如DepthmapX,Isovist,DecodingSpaceToolbox,Syntax2D等。以其中最有影响力的空间句法软件DepthmapX为例,该方法以一定密度的均匀栅格覆盖所分析的建筑平面,绘制每个栅格(中心点)的等视域图(Isovists,即从该点360度视野看出去的视区范围以及由于受墙体遮挡形成的视域多边形的形态构成属性);除了度量等视域的几何形态属性外,另外通过连接度(Connectivity)、平均深度(Mean Depth)等指标来度量栅格之间等视域的重叠程度和视觉关系的拓扑深度变化。受建筑平面布局中墙体等空间划分物体的影响,等视域的形状和大小随建筑平面中观察点的不同而变化,反应了人在运动过程中经历的视野变化。一系列连续的等视域构成了连续的景象,体现了诸如在建筑中漫步的情景。国内外大量实证研究揭示了建筑布局的视域拓扑连接模式影响了人的认知过程和行为,如动线组织或静态的空间占用模式等。
上述实施例中,存在的有益效果为:通过量化每个栅格的平均可视深度以及平均被视深度,使“看”与“被看”空间体验更加明显,量化描述复杂建筑空间(如古典园林)的“看”与“被看”的空间体验特点与差别,从而更好地理解古典园林的空间设计方法,从而更好的揭示了中国古典园林不同部分的空间感知特点。
参照图2,图2为本申请视域关系分析方法第一实施例中步骤S110的具体实施步骤,所述生成建筑平面中每个栅格的可达关系数据以及可视关系数据,包括:
步骤S111:获取建筑平面图。
具体地,建筑平面图又可简称平面图,是将新建建筑物或构筑物的墙、门窗、楼梯、地面及内部功能布局等建筑情况,以水平投影方法和相应的图例所组成的图纸。
需要另外说明的是,本申请中以园林平面图(jpg或矢量测绘图,请确保平面有比例尺或绘图单位)为主要研究对象,但并不限定于园林平面图,适用于包含可达空间与可视空间相结合的复杂建筑空间。在本申请中,以苏州园林的网师园为例,说明具体的实施例,但本方法并不限定于网师园。
步骤S112:将所述建筑平面图绘制为空间句法分析底图,并将所述空间句法分析底图划分为第一数量且大小相等的栅格。
具体地,安装Windows***的CAD软件以及DepthmapX(DepthmapX最新版本为v0.8);在CAD绘图软件如Autocad中,导入所述网师园平面图的jpg图片或者矢量测绘图,然后绘制空间句法VGA分析底图;绘图中务必区分平面中的两类边界:可视边界和可达边界。可视边界指眼睛高度以上、阻挡视线的不透明实体如墙体;可达边界指阻挡人身体移动的边界,除了前者之外,还包括一些高度较低(眼睛高度以下)或透明的边界,诸如栏杆、绿化、水面、落地玻璃等(图3,图3中图左为网师园平面图,图中为足部高度可达层VGA底图(依据人足部高度(Knee-level)的建筑平面边界条件绘制的),图右为足部高度可视层VGA(依据人眼睛高度(Eye-level)的边界条件绘制的))。参见住建部十三五规划教材《空间句法教程》第四章的说明,将可视边界与可达边界分别绘制在两个图层(如分别命名为“Visualboundary”和“Access boundary”),并确保各自图层的***边界闭合,然后将绘制好的图形存储为dxf文件格式。
步骤S113:基于所述空间句法分析底图,按照栅格的编号顺序依次将每个栅格的可达属性数据存储至第一数据表中,生成可达图层空间关系图解数据表。
具体地,将前面存储的dxf文件导入DepthmapX。确保Drawing Layers中的可达图层和可视图层均处于打开的状态。参照《空间句法教程》第四章4.2.2的说明,将VGA分析网格尺寸设置为0.6米,填充可达空间的范围,再生成可达图层的空间关系图解。然后,可达图层的空间关系图解输出为CSV文件,DepthmapX的菜单路径为:Map→Export→VisibilityGraph Connections as CSV…。输出的CSV文件以栅格的ID编号方式存储每个栅格直接相连的其它栅格的信息,为便于区分,可将此文件命名为“AccessLinks.csv”。
具体地,可达属性数据可以包括可达栅格矩阵、连接关系以及平均深度等,在此并不限定。
步骤S114:基于所述空间句法分析底图,按照栅格的编号顺序依次将每个栅格的可视属性数据存储至第二数据表中,生成可视图层空间关系图解数据表。
具体地,将前面存储的dxf文件导入DepthmapX。确保Drawing Layers中的可达图层和可视图层均处于打开的状态。参照《空间句法教程》第四章4.2.2的说明,将VGA分析网格尺寸设置为0.6米,填充可达空间的范围,参考《空间句法教程》第四章4.3.2的说明,切换到Drawing Layers为当前工作图层,关闭导入的dxf文件的可达图层,确保仅可视图层处于打开状态,然后再生成的空间关系图解即为可视图层的关系图解。随后,将可视图层的空间关系图解输出为CSV文件,DepthmapX的菜单路径如上所示;为便于区分,可将可视图层的数据表命名为“VisibilityLinks.csv”。
具体地,可视属性数据可以包括可视栅格矩阵、连接关系以及平均深度等,在此并不限定。
上述实施例中,存在的有益效果为:通过上述步骤,正确生成可达图层空间关系图解数据表以及可视图层空间关系图解数据表,从而保证后续栅格的平均可视深度以及平均被视深度计算的正确性,从而保证建筑园林的空间特点被正确的分析。
参照图4,图4为本申请视域关系分析方法第一实施例中步骤S120的具体实施步骤,所述基于所述建筑平面图的可达空间,根据所述可达关系数据以及可视关系数据计算每个栅格的平均可视深度以及平均被视深度,完成对每个栅格的视域关系分析,包括:
步骤S121:基于所述可达图层空间关系图解数据表以及所述可视图层空间关系图解数据表,通过所述栅格的编号获取每个栅格的可达栅格矩阵以及可视栅格矩阵。
具体地,在生成可达图层空间关系图解数据表以及生成可视图层关系图解数据表的过程中,栅格的位置没有发生改变,则两个图层中栅格的编号完全一样,则同一位置的空间获得了可视属性数据以及可达属性数据。
步骤S122:基于所述可达栅格矩阵以及所述可视栅格矩阵,利用第一预设方法计算每个栅格的平均可视深度。
具体地,在本实施例中,通过C++语言计算每个栅格的平均可视深度,并将计算结果以txt文件存储,但在此并不限定于上述语言以及上述文件存储方式,可以根据需求动态调整。
步骤S123:基于所述可达栅格矩阵以及所述可视栅格矩阵,利用第二预设方法计算每个栅格的平均被视深度。
具体地,在步骤S122中已进行阐述,在此不再赘述。
上述实施例中,存在的有益效果为:通过第一预设方法以及第二预设方法正确计算每个栅格的平均可视深度以及平均被视深度,从而保证每个栅格的空间信息能够准确的被分析。
参照图5,图5为本申请视域关系分析方法中步骤S122的具体实施步骤,所述基于所述可达栅格矩阵以及所述可视栅格矩阵,利用第一预设方法计算每个栅格的平均可视深度,包括:
步骤S1221:选定起点栅格,则所述起点栅格对应的可视栅格数量为V0;其中,所述起点栅格为所述空间句法分析底图中的任意一个栅格。
步骤S1222:从所述起点栅格出发,执行第一次可达拓扑,获得所述第一次可达拓扑的直接可达栅格与所述直接可达栅格对应的直接可视栅格的总数量,记为所述第一次可达拓扑的新增可视栅格数量V1
步骤S1223:从上一次可达拓扑的任意新增可视栅格出发,执行第i次可达拓扑,获得所述第i次可达拓扑的直接可达栅格与所述直接可达栅格对应的直接可视栅格的总数量,记为所述第i次可达拓扑的新增可视栅格数量Vi;其中,i为正整数。
步骤S1224:重复执行上述操作,直至所述起点栅格的可视栅格数量达到总栅格数量减1,则停止拓扑操作;其中,所述总栅格数量为所述第一数量。
步骤S1225:基于所述起点栅格对应的可视栅格数量V0、当前的可达拓扑深度i、所述第i次可达拓扑的新增可视栅格数量Vi、进行可达拓扑的总次数以及总栅格数量,计算所述起点栅格的平均可视深度。
具体地,“看”(view analysis)的拓扑深度算法(平均可视深度)如下:
Figure BDA0003010154050000101
Figure BDA0003010154050000111
上述代码的计算思路是:
对起点栅格当前可视栅格集合做可达拓扑,每次拓扑会增加新的可视栅格,直至起点栅格的可视栅格数达到(总栅格数-1)。
设当前的可达拓扑深度为i,且第i次可达拓扑的新增可视栅格数目Vi,进行可达拓扑的总次数为n,位于起点栅格处的可视栅格数目为V0,总栅格数目为C,那么平均可视深度的计算公式为:
Figure BDA0003010154050000112
上述算法代码的具体步骤:
1)从起点栅格出发,做一次可达拓扑,第一次可达拓扑的直接可达栅格和这些可达栅格直接可视的栅格总数目,记为第一次拓扑的新增可视栅格数V1
2)从第一次拓扑的可视栅格出发,做第二次可达拓扑,本次拓扑的直接可达栅格数据和这些可达栅格直接可视的栅格总数目,减去上次可达拓扑的可视栅格数V1,得到第二次拓扑的新增可视栅格数V2
3)从第二次拓扑的可视栅格出发,做第三次可达拓扑,本次拓扑的直接可达栅格数据和这些可达栅格直接可视的栅格总数目,减去上次可达拓扑的可视栅格数V2,得到第二次拓扑的新增可视栅格数V3
4)依次类推,直至起点栅格的可视栅格数目达到地图中的总栅格数,拓扑停止;
5)根据公式1,计算起点栅格的平均可视拓扑深度。
上述实施例中,存在的有益效果为:保证每个栅格的平均可视深度的正确计算,从而更好的量化“看”的空间体验。
其中一个实施例中,所述每个栅格的平均可视深度为所述空间句法分析底图中的任意一个起点栅格可达或者可视其他栅格的平均拓扑深度。
具体地,参照图6左图,为位置J点的平均可视拓扑深度的度量方法示意图,以图6左图为示例,位置J点“看”的平均拓扑深度:
Depth 1(可视):1080个栅格;
Depth 2(可达+可视):2234个栅格;
Depth 3(可达+可视):835个栅格;
Depth 4(可达+可视):298个栅格;
Depth 5(可达+可视):139个栅格;
Depth 6(可达+可视):679个栅格;
Depth 7(可达+可视):1438个栅格;
Depth 8(可达+可视):611个栅格;
Depth 9(可达+可视):76个栅格;
Depth 10(可达+可视):194个栅格;
Depth 11(可达+可视):349个栅格;
Depth 12(可达+可视):96个栅格;
Depth 13(可达+可视):51个栅格;
平均拓扑深度=37246(总深度)/8080(总栅格数)=4.610。
每次可视关系的拓扑搜索都建立在前一次新增的可达空间位置上进行,直到穷尽所有栅格。如此便可以得到从位置J点“看”其他栅格的平均拓扑深度。
参照图7,图7为本申请视域关系分析方法步骤S123的具体实施步骤,所述基于所述可达栅格矩阵以及所述可视栅格矩阵,利用第二预设方法计算每个栅格的平均被视深度,包括:
步骤S1231:以起点栅格为目标,在所述第一数量的栅格中,获取直接可视起点栅格的栅格,记为可视栅格区域且所述可视栅格区域的栅格数量为D0
步骤S1232:在所述第一数量的栅格中剔除所述可视栅格区域的栅格,获得剩余栅格。
步骤S1233:在所述剩余栅格中执行第一次可达拓扑,获得所述剩余栅格中可达所述可视栅格区域的栅格数量,记为所述第一次可达拓扑的新增可达栅格数量D1
步骤S1234:将上一次可达拓扑获得的所述新增可达栅格加入所述可视栅格区域,生成新的可视栅格区域。
步骤S1235:在剩余栅格中剔除所述新的可视栅格区域,获得新的剩余栅格。
步骤S1236:在所述新的剩余栅格中执行第i次可达拓扑,获得所述新的剩余栅格中可达所述新的可视栅格区域的栅格数量,记为所述第i次可达拓扑的新增可达栅格数量Di;其中,i为正整数。
步骤S1237:重复执行上述操作,直至所述新的剩余栅格数量减少为零,则停止拓扑操作。
步骤S1238:基于所述可视栅格区域的栅格数量D0、当前的可达拓扑深度i、所述第i次可达拓扑的新增可达栅格数量Di、进行可达拓扑的总次数以及总栅格数量,计算所述起点栅格的平均被视深度。
Figure BDA0003010154050000131
Figure BDA0003010154050000141
上述代码的计算思路是:
从图中找到可以直接看见起点栅格的栅格,记为当前可视栅格区域,每次从剩余栅格中找出能够通过一次可达拓扑可以到达当前可视栅格区域的栅格数目,将搜索出的可达栅格加入可视栅格区域,并在剩余栅格中剔除;继续从剩余栅格寻找通过一次可达拓扑到达的栅格,直至地图中所有栅格均被搜索到。
设当前的可达拓扑深度为i,且第i次可达拓扑的可达栅格数目Di,进行可达拓扑的总次数为n,地图中能够直接看见起点栅格的栅格数目为D0,总栅格数目为C,那么平均被视深度的计算公式为:
Figure BDA0003010154050000142
上述算法代码的具体步骤:
1)从地图中找出可以直接看见起点栅格的栅格,对应栅格数目记为D0
2)从地图中找到可以直接看见起点栅格的栅格,记为当前可视栅格区域;
3)在剔除可视栅格的剩余栅格中,搜索剩余栅格中经过一次可达拓扑可达的栅格数目,记为第一次拓扑的新增可达栅格数目为D1
4)将D1加入到可视栅格区域,并在剩余栅格中剔除上次的可达栅格D1,再搜索剩余栅格中经过一次可达拓扑可达的栅格数目,记为第二次拓扑的可达栅格数目为D2
5)将D2加入到可视栅格区域,并在剩余栅格中剔除上次的可达栅格D2,再搜索剩余栅格中经过一次可达拓扑可达的栅格数目,记为第二次拓扑的可达栅格数目为D3
6)依次类推,直至剩余栅格数目减为零,拓扑停止;
7)根据公式2,计算起点栅格的平均被视拓扑深度。
上述实施例中,存在的有益效果为:保证每个栅格的平均被视深度的正确计算,从而更好的量化“被看”的空间体验。
在其中一个实施例中,所述每个栅格的平均被视深度为所述空间句法分析底图中的任意一个栅格可达或者可视起点栅格的平均拓扑深度。
具体地,参照图6右图,为位置J点的平均被视拓扑深度的度量方法示意图,如图6右图,位置J点“被看”的平均拓扑深度。
Depth 1(可视):1080个栅格;
Depth 2(可达):1598个栅格;
Depth 3(可达):879个栅格;
Depth 4(可达):1930个栅格;
Depth 5(可达):1243个栅格;
Depth 6(可达):929个栅格;
Depth 7(可达):326个栅格;
Depth 8(可达):95个栅格;
平均拓扑深度=29464(总深度)/8080(总栅格数)=3.647。
从图6右图可以看出,对于“被看”的指标计算,有且只有第一个拓扑深度的连接是可视关系连接,其它拓扑深度上全部为可达关系连接。
参照图8,图8为本申请视域关系分析方法的第二实施例,所述方法,还包括:
步骤S210:通过预设方法获得建筑平面图中每个栅格的可达关系数据以及可视关系数据。
步骤S220:基于所述建筑平面图的可达空间,根据所述可达关系数据以及所述可视关系数据计算每个栅格的平均可视深度以及平均被视深度,完成对每个栅格的视域关系分析。
步骤S230:基于每个栅格的视域关系分析结果,执行可视化操作。
第二实施例与第一实施例相比,包含步骤S230,其他步骤在第一实施例中已经进行了阐述,在此不再赘述。
具体地,计算结果的txt文件可以导入DepthmapX的VGA分析文件并可视化,具体实现步骤参见《空间句法教程》第四章4.5.3章节的介绍,在此不再赘述。网师园空间的可达图层的平均深度、可视图层的平均深度,以及“看”与“被看”的平均深度的对比见图9;如图9所示,为可视图分析(VGA)新旧方法对比,左面两张图片为空间句法现有技术VGA方法分析的网师园的可达层与可视层两个***的平均深度;右边两张图片为本实施例中“看”与“被看”的空间深度分析;其中需要另外说明的是,图9中栅格颜色越深,则代表平均拓扑深度越小。
在上述实施例中,存在的有益效果为:执行可视化操作后,可以很容易的看出本方法能更好揭示园林不同部分的空间感知特点。
本申请还提供一种计算机存储介质,所述计算机存储介质上存储有视域关系分析方法的程序,所述视域关系分析方法的程序被处理器执行时实现上述任一所述的视域关系分析方法的步骤。
本申请还提供一种视域关系分析设备,包括存储器,处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的视域关系分析方法的程序,所述处理器执行所述视域关系分析方法的程序时实现上述任一所述的视域关系分析方法的步骤。
本申请涉及一种视域关系分析设备010包括如图10所示:至少一个处理器012、存储器011。
处理器012可能是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。在实现过程中,上述方法的各步骤可以通过处理器012中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器012可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器011,处理器012读取存储器011中的信息,结合其硬件完成上述方法的步骤。
可以理解,本发明实施例中的存储器011可以是易失性存储器或非易失性存储器,或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中,非易失性存储器可以是只读存储器(ReadOnly Memory,ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM,PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM,EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM,EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory,RAM),其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明,许多形式的RAM可用,例如静态随机存取存储器(Static RAM,SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM,DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM,SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double DataRateSDRAM,DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM,ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synch link DRAM,SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(DirectRambus RAM,DRRAM)。本发明实施例描述的***和方法的存储器011旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
本领域内的技术人员应明白,本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此,本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
应当注意的是,在权利要求中,不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中,这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
尽管已描述了本发明的优选实施例,但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念,则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以,所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (6)

1.一种视域关系分析方法,其特征在于,所述方法包括:
获取建筑平面图;
将所述建筑平面图绘制为空间句法分析底图,并将所述空间句法分析底图划分为第一数量且大小相等的栅格;
基于所述空间句法分析底图,按照栅格的编号顺序依次将每个栅格的可达属性数据存储至第一数据表中,生成可达图层空间关系图解数据表;
基于所述空间句法分析底图,按照栅格的编号顺序依次将每个栅格的可视属性数据存储至第二数据表中,生成可视图层空间关系图解数据表;
基于所述可达图层空间关系图解数据表以及所述可视图层空间关系图解数据表,通过所述栅格的编号获取每个栅格的可达栅格矩阵以及可视栅格矩阵;
基于所述可达栅格矩阵以及所述可视栅格矩阵,利用第一预设方法计算每个栅格的平均可视深度;
基于所述可达栅格矩阵以及所述可视栅格矩阵,利用第二预设方法计算每个栅格的平均被视深度;
完成对每个栅格的视域关系分析;
其中,所述基于所述可达栅格矩阵以及所述可视栅格矩阵,利用第一预设方法计算每个栅格的平均可视深度,包括以下步骤:
S1221:选定起点栅格,则所述起点栅格对应的可视栅格数量为V 0;其中,所述起点栅格为所述空间句法分析底图中的任意一个栅格;
S1222:从所述起点栅格出发,执行第一次可达拓扑,获得所述第一次可达拓扑的直接可达栅格与所述直接可达栅格对应的直接可视栅格的总数量,记为所述第一次可达拓扑的新增可视栅格数量V 1
S1223:从上一次可达拓扑的任意新增可视栅格出发,执行第i次可达拓扑,获得所述第i次可达拓扑的直接可达栅格与所述直接可达栅格对应的直接可视栅格的总数量,记为所述第i次可达拓扑的新增可视栅格数量V i;其中,i为正整数;
S1224:重复执行步骤S1221至S1223,直至所述起点栅格的可视栅格数量达到总栅格数量减1,则停止拓扑操作;其中,所述总栅格数量为所述第一数量;
S1225:基于所述起点栅格对应的可视栅格数量V 0、当前的可达拓扑深度i、所述第i次可达拓扑的新增可视栅格数量V i、进行可达拓扑的总次数以及总栅格数量,计算所述起点栅格的平均可视深度;
其中,所述基于所述可达栅格矩阵以及所述可视栅格矩阵,利用第二预设方法计算每个栅格的平均被视深度,包括以下步骤:
S1231:以起点栅格为目标,在所述第一数量的栅格中,获取直接可视起点栅格的栅格,记为可视栅格区域且所述可视栅格区域的栅格数量为D 0
S1232:在所述第一数量的栅格中剔除所述可视栅格区域的栅格,获得剩余栅格;
S1233:在所述剩余栅格中执行第一次可达拓扑,获得所述剩余栅格中可达所述可视栅格区域的栅格数量,记为所述第一次可达拓扑的新增可达栅格数量D 1
S1234:将上一次可达拓扑获得的所述新增可达栅格加入所述可视栅格区域,生成新的可视栅格区域;
S1235:在剩余栅格中剔除所述新的可视栅格区域,获得新的剩余栅格;
S1236:在所述新的剩余栅格中执行第i次可达拓扑,获得所述新的剩余栅格中可达所述新的可视栅格区域的栅格数量,记为所述第i次可达拓扑的新增可达栅格数量D i;其中,i为正整数;
S1237:重复执行步骤S1231至S1236,直至所述新的剩余栅格数量减少为零,则停止拓扑操作;
S1238:基于所述可视栅格区域的栅格数量D 0、当前的可达拓扑深度i、所述第i次可达拓扑的新增可达栅格数量D i、进行可达拓扑的总次数以及总栅格数量,计算所述起点栅格的平均被视深度。
2.如权利要求1所述的视域关系分析方法,其特征在于,所述每个栅格的平均可视深度为所述空间句法分析底图中的任意一个起点栅格可达或者可视其他栅格的平均拓扑深度。
3.如权利要求1所述的视域关系分析方法,其特征在于,所述每个栅格的平均被视深度为所述空间句法分析底图中的任意一个栅格可达或者可视起点栅格的平均拓扑深度。
4.如权利要求1所述的视域关系分析方法,其特征在于,所述方法,还包括:
基于每个栅格的视域关系分析结果,执行可视化操作。
5.一种计算机存储介质,其特征在于,所述计算机存储介质上存储有视域关系分析方法的程序,所述视域关系分析方法的程序被处理器执行时实现权利要求1-4任一所述的视域关系分析方法的步骤。
6.一种视域关系分析设备,其特征在于,包括存储器,处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的视域关系分析方法的程序,所述处理器执行所述视域关系分析方法的程序时实现权利要求1-4任一所述的视域关系分析方法的步骤。
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Record date: 20231123

Application publication date: 20210625

Assignee: Shenzhen Xinsheng interconnected technology Co.,Ltd.

Assignor: SHENZHEN University

Contract record no.: X2023980048035

Denomination of invention: Analysis methods, devices, and computer storage media for field of view relationships

Granted publication date: 20230428

License type: Common License

Record date: 20231123

Application publication date: 20210625

Assignee: Foshan Wanhu Technology Co.,Ltd.

Assignor: SHENZHEN University

Contract record no.: X2023980048028

Denomination of invention: Analysis methods, devices, and computer storage media for field of view relationships

Granted publication date: 20230428

License type: Common License

Record date: 20231123

Application publication date: 20210625

Assignee: Foshan Deyi Intelligent Technology Co.,Ltd.

Assignor: SHENZHEN University

Contract record no.: X2023980048004

Denomination of invention: Analysis methods, devices, and computer storage media for field of view relationships

Granted publication date: 20230428

License type: Common License

Record date: 20231123

Application publication date: 20210625

Assignee: SHENZHEN GEAZAN TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Assignor: SHENZHEN University

Contract record no.: X2023980047959

Denomination of invention: Analysis methods, devices, and computer storage media for field of view relationships

Granted publication date: 20230428

License type: Common License

Record date: 20231123

Application publication date: 20210625

Assignee: SHENZHEN MASTERCOM TECHNOLOGY Corp.

Assignor: SHENZHEN University

Contract record no.: X2023980047952

Denomination of invention: Analysis methods, devices, and computer storage media for field of view relationships

Granted publication date: 20230428

License type: Common License

Record date: 20231123

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20210625

Assignee: Langwei Supply Chain Management (Shenzhen) Co.,Ltd.

Assignor: SHENZHEN University

Contract record no.: X2023980048668

Denomination of invention: Analysis methods, devices, and computer storage media for field of view relationships

Granted publication date: 20230428

License type: Common License

Record date: 20231128

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20210625

Assignee: Shenzhen Tianyi Survey Engineering Co.,Ltd.

Assignor: SHENZHEN University

Contract record no.: X2023980049540

Denomination of invention: Analysis methods, devices, and computer storage media for field of view relationships

Granted publication date: 20230428

License type: Common License

Record date: 20231201

Application publication date: 20210625

Assignee: Shenzhen Guangfeng Hongye Engineering Co.,Ltd.

Assignor: SHENZHEN University

Contract record no.: X2023980049510

Denomination of invention: Analysis methods, devices, and computer storage media for field of view relationships

Granted publication date: 20230428

License type: Common License

Record date: 20231201

Application publication date: 20210625

Assignee: Shenzhen Fulongsheng Industrial Co.,Ltd.

Assignor: SHENZHEN University

Contract record no.: X2023980049215

Denomination of invention: Analysis methods, devices, and computer storage media for field of view relationships

Granted publication date: 20230428

License type: Common License

Record date: 20231130

Application publication date: 20210625

Assignee: Shenzhen Dechangsheng Electromechanical Decoration Engineering Co.,Ltd.

Assignor: SHENZHEN University

Contract record no.: X2023980049197

Denomination of invention: Analysis methods, devices, and computer storage media for field of view relationships

Granted publication date: 20230428

License type: Common License

Record date: 20231130

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20210625

Assignee: Shenzhen Jinchengyu Decoration Engineering Co.,Ltd.

Assignor: SHENZHEN University

Contract record no.: X2023980050232

Denomination of invention: Analysis methods, devices, and computer storage media for field of view relationships

Granted publication date: 20230428

License type: Common License

Record date: 20231205

Application publication date: 20210625

Assignee: Shenzhen Weitai Building Materials Co.,Ltd.

Assignor: SHENZHEN University

Contract record no.: X2023980049901

Denomination of invention: Analysis methods, devices, and computer storage media for field of view relationships

Granted publication date: 20230428

License type: Common License

Record date: 20231204

Application publication date: 20210625

Assignee: Shenzhen Yajun Decoration Design Co.,Ltd.

Assignor: SHENZHEN University

Contract record no.: X2023980049899

Denomination of invention: Analysis methods, devices, and computer storage media for field of view relationships

Granted publication date: 20230428

License type: Common License

Record date: 20231204

Application publication date: 20210625

Assignee: Shenzhen Yijia Construction Co.,Ltd.

Assignor: SHENZHEN University

Contract record no.: X2023980049897

Denomination of invention: Analysis methods, devices, and computer storage media for field of view relationships

Granted publication date: 20230428

License type: Common License

Record date: 20231204

Application publication date: 20210625

Assignee: Shenzhen Yongji Construction Engineering Inspection Co.,Ltd.

Assignor: SHENZHEN University

Contract record no.: X2023980049891

Denomination of invention: Analysis methods, devices, and computer storage media for field of view relationships

Granted publication date: 20230428

License type: Common License

Record date: 20231204

Application publication date: 20210625

Assignee: Zhenfeng Decoration Design Engineering (Shenzhen) Co.,Ltd.

Assignor: SHENZHEN University

Contract record no.: X2023980049887

Denomination of invention: Analysis methods, devices, and computer storage media for field of view relationships

Granted publication date: 20230428

License type: Common License

Record date: 20231204

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20210625

Assignee: Shenzhen everything Safety Technology Co.,Ltd.

Assignor: SHENZHEN University

Contract record no.: X2023980050514

Denomination of invention: Analysis methods, devices, and computer storage media for field of view relationships

Granted publication date: 20230428

License type: Common License

Record date: 20231207

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20210625

Assignee: Shenzhen Yangxin Decoration Engineering Co.,Ltd.

Assignor: SHENZHEN University

Contract record no.: X2023980052132

Denomination of invention: Analysis methods, devices, and computer storage media for field of view relationships

Granted publication date: 20230428

License type: Common License

Record date: 20231213

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20210625

Assignee: AVIC intelligent construction (Shenzhen) Co.,Ltd.

Assignor: SHENZHEN University

Contract record no.: X2023980054566

Denomination of invention: Analysis methods, devices, and computer storage media for field of view relationships

Granted publication date: 20230428

License type: Common License

Record date: 20231228

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20210625

Assignee: SHENZHEN GENERAL BARCODE'S TECHNOLOGY DEVELOPMENT CENTER

Assignor: SHENZHEN University

Contract record no.: X2024980000040

Denomination of invention: Analysis methods, devices, and computer storage media for field of view relationships

Granted publication date: 20230428

License type: Common License

Record date: 20240103

Application publication date: 20210625

Assignee: Shenzhen Subangbo Intelligent Technology Co.,Ltd.

Assignor: SHENZHEN University

Contract record no.: X2024980000038

Denomination of invention: Analysis methods, devices, and computer storage media for field of view relationships

Granted publication date: 20230428

License type: Common License

Record date: 20240103

Application publication date: 20210625

Assignee: Shenzhen Deep Sea Blue Ocean Technology Service Center

Assignor: SHENZHEN University

Contract record no.: X2024980000036

Denomination of invention: Analysis methods, devices, and computer storage media for field of view relationships

Granted publication date: 20230428

License type: Common License

Record date: 20240104

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20210625

Assignee: Luoding Zhongda Technology Co.,Ltd.

Assignor: SHENZHEN University

Contract record no.: X2024980000187

Denomination of invention: Analysis methods, devices, and computer storage media for field of view relationships

Granted publication date: 20230428

License type: Common License

Record date: 20240105

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20210625

Assignee: SHENZHEN HONGHUI INDUSTRIAL Co.,Ltd.

Assignor: SHENZHEN University

Contract record no.: X2024980000463

Denomination of invention: Analysis methods, devices, and computer storage media for field of view relationships

Granted publication date: 20230428

License type: Common License

Record date: 20240110