摘" 要：針對(duì)傳統(tǒng)鄉(xiāng)村規(guī)劃信息化管理系統(tǒng)二維地圖的不直觀、規(guī)劃效果模糊、無(wú)法與擬真環(huán)境聯(lián)動(dòng)等問(wèn)題，該文利用三維可視化技術(shù)，以傾斜攝影實(shí)景三維模型為基礎(chǔ)、通過(guò)Context Capture軟件構(gòu)建實(shí)景三維模型。以桂林市全州縣屏山渡村為研究原型進(jìn)行三維可視化環(huán)境設(shè)計(jì)規(guī)劃平臺(tái)構(gòu)建?；趯?shí)景三維模型對(duì)研究區(qū)進(jìn)行識(shí)別分析、環(huán)境信息提取，從而輔助鄉(xiāng)村更加科學(xué)合理地規(guī)劃，做到整體把控，實(shí)現(xiàn)對(duì)鄉(xiāng)村規(guī)劃信息化管理和鄉(xiāng)村模型三維可視化構(gòu)建，動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)展示設(shè)計(jì)預(yù)案，在鄉(xiāng)村振興的戰(zhàn)略導(dǎo)向下為智慧鄉(xiāng)村平臺(tái)搭建提供技術(shù)參考。

關(guān)鍵詞：三維可視化技術(shù)；鄉(xiāng)村規(guī)劃；鄉(xiāng)村振興；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；傾斜攝影

中圖分類號(hào)：TP391" " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " " " " 文章編號(hào)：2095-2945（2023）14-0030-06

Abstract： In order to address the problems of the traditional rural planning information management system， such as unintuitive two-dimensional maps， blurred planning effects and inability to link with the real environment， this paper uses three-dimensional visualization technology to build a realistic three-dimensional model based on oblique photography and Context Capture software. Using the 3D visualization technology to construct a 3D model based on the oblique photography 3D model and the Context Capture software， a 3D visualization environment design and planning platform is established. Based on the real-world 3D model， the study area is identified and analyzed， environmental information is extracted， thus assisting the village to plan more scientifically and rationally， achieving overall control， realizing information management of village planning and 3D visualization of the village model， dynamically displaying the design plan in real time， and providing technical reference for the construction of a smart village platform under the strategic guidance of rural revitalization.

Keywords： 3D visualization technology; rural planning; rural revitalization; virtual reality technology; oblique photography

黨的二十大報(bào)告指出，全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興。要堅(jiān)持農(nóng)業(yè)農(nóng)村優(yōu)先發(fā)展，堅(jiān)持城鄉(xiāng)融合發(fā)展，暢通城鄉(xiāng)要素流動(dòng)。扎實(shí)推動(dòng)鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)、人才、文化、生態(tài)、組織振興。國(guó)家對(duì)“三農(nóng)”問(wèn)題的積極干預(yù)并要求全面加強(qiáng)鄉(xiāng)村地區(qū)規(guī)劃管理，構(gòu)成了鄉(xiāng)村規(guī)劃向上發(fā)展的時(shí)代訴求，體現(xiàn)出鮮明的時(shí)代性和當(dāng)前社會(huì)的需求。隨著地理信息、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量和虛擬現(xiàn)實(shí)等新興信息化技術(shù)的高速發(fā)展，三維可視化技術(shù)成為當(dāng)前的研究熱點(diǎn)[1]。而隨著三維可視化技術(shù)的深入發(fā)展，三維鄉(xiāng)村規(guī)劃系統(tǒng)的成熟，為鄉(xiāng)村文旅產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)提供了可能。

目前，實(shí)景三維平臺(tái)的生產(chǎn)重點(diǎn)及項(xiàng)目落地以大城市為主，在我國(guó)華南鄉(xiāng)村地區(qū)進(jìn)行的傾斜攝影和三維可視化鄉(xiāng)村規(guī)劃的案例未見(jiàn)發(fā)表。本文以桂林市全州縣為例，使用大疆無(wú)人機(jī)對(duì)山地鄉(xiāng)村目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行傾斜攝影，克服了山地鄉(xiāng)村高差大、重點(diǎn)規(guī)劃項(xiàng)目范圍分散等困難，完成了實(shí)景三維模型的可視化，搭建出了系統(tǒng)的三維可視化鄉(xiāng)村規(guī)劃框架結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)過(guò)程。

1" 三維可視化技術(shù)簡(jiǎn)介

三維可視化技術(shù)是一種基于計(jì)算機(jī)圖形學(xué)理論、利用建模程序?qū)ΜF(xiàn)實(shí)世界中的實(shí)際物體進(jìn)行建模，三維全方位展示并實(shí)現(xiàn)交互操作的一種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。該技術(shù)已在建筑、設(shè)計(jì)、軍事等專業(yè)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用[2]，在擬真和效果展現(xiàn)方面的應(yīng)用設(shè)計(jì)十分成熟，具有比較完整的框架。但目前在鄉(xiāng)村規(guī)劃設(shè)計(jì)方面還未進(jìn)行應(yīng)用，無(wú)法將與真實(shí)環(huán)境聯(lián)動(dòng)的沉浸性這一優(yōu)勢(shì)應(yīng)用于鄉(xiāng)村規(guī)劃設(shè)計(jì)方面，其研究前景巨大。

在三維規(guī)劃設(shè)計(jì)方面，為了保持建筑模型的精度并維持系統(tǒng)流暢性，設(shè)計(jì)方必須限制系統(tǒng)的畫(huà)面表現(xiàn)力，進(jìn)而影響了沉浸度。例如由海外設(shè)計(jì)公司Colossal Order Ltd開(kāi)發(fā)的“Cities： Skylines”模擬程序就具有較完整的設(shè)計(jì)框架，但相關(guān)設(shè)計(jì)存在模型精細(xì)度較差的問(wèn)題，且無(wú)法進(jìn)行本地化設(shè)計(jì)?；诖?，本文使用了UE5三維引擎進(jìn)行了鄉(xiāng)村三維可視化規(guī)劃系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。虛幻引擎5（UE5）是由Epic Games公司于2022年4月正式發(fā)布的3A級(jí)專業(yè)游戲引擎，具備出色的畫(huà)面表現(xiàn)力和編譯能力，被廣泛應(yīng)用于影視、娛樂(lè)、VR及AR程序開(kāi)發(fā)，在城市數(shù)字景觀、動(dòng)畫(huà)和數(shù)字孿生方面具有廣泛的用途；相較與之前的引擎版本，UE5場(chǎng)景整體構(gòu)建與熱加載更加迅速，程序迭代的處理速度也得到提升，可以在保持模型精度的前提下維持系統(tǒng)流暢性；另外UE5的Lumen動(dòng)態(tài)光照系統(tǒng)還可模擬出更加真實(shí)的場(chǎng)景光照，為用戶帶來(lái)令人驚嘆的沉浸感。

本次研究以鄉(xiāng)鎮(zhèn)的高精度數(shù)字模型為基礎(chǔ)，通過(guò)UE5引擎的藍(lán)圖功能模塊進(jìn)行程序命令編輯，實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)河道清障、支流岸坡整治、景觀人文建設(shè)等規(guī)劃功能；同時(shí)通過(guò)UE5引擎的VR功能模塊實(shí)現(xiàn)場(chǎng)景漫游，使用戶在完成規(guī)劃設(shè)計(jì)后可以實(shí)時(shí)操作VR進(jìn)行場(chǎng)景預(yù)覽，查看規(guī)劃完成效果，從而構(gòu)建出一套完整的鄉(xiāng)村規(guī)劃三維可視化實(shí)時(shí)編輯系統(tǒng)，直觀地展示鄉(xiāng)村規(guī)劃的實(shí)施情況及未來(lái)的完成效果。

2" 鄉(xiāng)村規(guī)劃系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

為了提升鄉(xiāng)村規(guī)劃的整體成效，使用戶全面掌握規(guī)劃內(nèi)容并與擬真環(huán)境產(chǎn)生交互。本系統(tǒng)利用三維可視化技術(shù)，構(gòu)造了一個(gè)仿真的屏山渡村場(chǎng)景。用戶可以在系統(tǒng)的俯視視角界面中，對(duì)村落的特定區(qū)域進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)，并通過(guò)VR進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)覽。同時(shí)也可以切換成“游客模式”，更為直接地游覽規(guī)劃后的村落場(chǎng)景。

2.1" 研究對(duì)象

桂林市全州縣是廣西的“北大門(mén)”，有“湘桂走廊明珠”之稱，其在2021年通過(guò)遴選答辯，成為全國(guó)水美鄉(xiāng)村試點(diǎn)縣。當(dāng)前由全州縣統(tǒng)一制定了施工計(jì)劃，對(duì)屏山渡口附近的區(qū)域（屏山渡村）進(jìn)行“平整地形”改造，將渡口附近的危房、舊房進(jìn)行拆遷以騰出空地修建停車場(chǎng)、草坪等設(shè)施，并在后續(xù)階段針對(duì)沿江走廊鋪設(shè)棧道、浮橋、碼頭等設(shè)施，與紅軍長(zhǎng)征湘江戰(zhàn)役紀(jì)念館進(jìn)行串聯(lián)，打造“重走長(zhǎng)征路”等旅游項(xiàng)目；其施工后的場(chǎng)景無(wú)法預(yù)測(cè)，可通過(guò)構(gòu)建三維可視化系統(tǒng)直觀地展現(xiàn)當(dāng)前和下一階段施工完成后的村落樣貌。

2.2" 程序主菜單

啟動(dòng)系統(tǒng)后，首先將進(jìn)入程序主菜單界面。用戶可以在該界面中，了解到屏山渡村的基本信息及水美鄉(xiāng)村計(jì)劃的整體內(nèi)容。同時(shí)用戶可以選擇以編輯模式或游客模式，選其中一種進(jìn)入仿真場(chǎng)景進(jìn)行游覽。在編輯模式中，用戶可以進(jìn)行所有區(qū)域的編輯并可同時(shí)進(jìn)行實(shí)時(shí)VR預(yù)覽。而在游客模式中，用戶可以更為直接地游覽規(guī)劃后的屏山渡村場(chǎng)景。

2.3" 公共設(shè)施規(guī)劃功能

選擇編輯模式后，用戶將以第三人稱俯視視角鳥(niǎo)瞰屏山渡村場(chǎng)景，進(jìn)而可對(duì)屏山渡村廣場(chǎng)、渡口沿江風(fēng)光帶進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。而后用戶可在數(shù)種規(guī)劃方案中進(jìn)行選擇并預(yù)覽其規(guī)劃效果，其選擇的規(guī)劃方案將遵循屏山渡村的實(shí)際施工內(nèi)容進(jìn)行實(shí)時(shí)預(yù)覽。

如在屏山渡村廣場(chǎng)部分，因屏山渡村廣場(chǎng)位于村落北部，原有面積較小，存在危險(xiǎn)建筑物，所以該區(qū)域的規(guī)劃主要為平地類型。在編輯模式中，用戶可以對(duì)屏山渡村的廣場(chǎng)區(qū)域進(jìn)行平地施工的指令操作。此操作將使廣場(chǎng)區(qū)域被泥土覆蓋，并被處理為平整的地形，進(jìn)而用戶可以將完成處理后的區(qū)域，規(guī)劃為草坪或停車場(chǎng)，或者以一定比例混合兩者進(jìn)行整合規(guī)劃。進(jìn)行規(guī)劃操作后，相應(yīng)設(shè)施會(huì)在數(shù)秒內(nèi)自動(dòng)搭建完畢，如果對(duì)其規(guī)劃效果不滿意，用戶也可以在操作面板中點(diǎn)擊撤回并選擇其他方案。

而在屏山渡口的沿江風(fēng)光帶部分，因屏山渡口是全州縣湘江戰(zhàn)役遺址，寬約500 m，江面狹窄，江水較深，所以該區(qū)域的規(guī)劃首先是進(jìn)行河岸的清理。在編輯模式中，用戶可以對(duì)屏山渡口的河岸區(qū)域進(jìn)行清理。此操作將使該區(qū)域河面、河灘上的雜物清理完畢，進(jìn)而用戶可以在以上區(qū)域選擇棧道、浮橋、碼頭等設(shè)施進(jìn)行規(guī)劃搭建。不同的設(shè)施規(guī)劃在VR預(yù)覽階段將提供不同的游覽體驗(yàn)，例如棧道與浮橋的游覽路徑不同、碼頭可以提供劃船項(xiàng)目等，每一種設(shè)施都將規(guī)劃出不一樣的游覽體驗(yàn)。

2.4" 鄉(xiāng)鎮(zhèn)VR游覽功能

在本系統(tǒng)中，用戶可以在完成任意規(guī)劃項(xiàng)目后，打開(kāi)VR游覽功能，以VR視角對(duì)完成規(guī)劃的區(qū)域進(jìn)行漫游，從而對(duì)其規(guī)劃效果產(chǎn)生更為直觀地感受。例如，在任意模式中用戶都能以VR視角去游覽體驗(yàn)紅軍古街區(qū)域的實(shí)地規(guī)劃效果。該區(qū)域位于湘江東岸，緊鄰渡口，是一處文物修繕的保護(hù)點(diǎn)。同時(shí)該區(qū)域呈東西走向，由青石板鋪就，現(xiàn)存四十余棟古民居，多為前店后屋的商鋪式徽派建筑。這些區(qū)域特征均可憑借三維可視化技術(shù)進(jìn)行VR展現(xiàn)，用戶通過(guò)VR設(shè)備便可以較好地體驗(yàn)該場(chǎng)景。

3" 鄉(xiāng)村規(guī)劃系統(tǒng)開(kāi)發(fā)

本系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)流程可概括為“三外四內(nèi)”，即外業(yè)收集相關(guān)資料，內(nèi)業(yè)根據(jù)鄉(xiāng)鎮(zhèn)概況設(shè)計(jì)技術(shù)方案；外業(yè)采集高清傾斜影像數(shù)據(jù)，內(nèi)業(yè)通過(guò)影像數(shù)據(jù)進(jìn)行三維建模，包括空間三角運(yùn)算、自適應(yīng)切塊、模型格式轉(zhuǎn)換等；外業(yè)進(jìn)行實(shí)地調(diào)研，內(nèi)業(yè)根據(jù)調(diào)研結(jié)果反饋位置和具體施工信息；內(nèi)業(yè)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)規(guī)劃功能，打包并發(fā)布系統(tǒng)。其鄉(xiāng)村規(guī)劃系統(tǒng)開(kāi)發(fā)流程示意如圖1所示。

3.1" 無(wú)人機(jī)傾斜攝影技術(shù)應(yīng)用

3.1.1" 傾斜攝影技術(shù)

傾斜攝影測(cè)量技術(shù)近年來(lái)發(fā)展迅速，該技術(shù)方法在三維建模過(guò)程中有廣泛的應(yīng)用前景[3]。無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量具有反應(yīng)快速、時(shí)效性突出、數(shù)據(jù)采集內(nèi)容豐富和能夠應(yīng)對(duì)復(fù)雜作業(yè)環(huán)境等優(yōu)勢(shì)[4]。本研究運(yùn)用該技術(shù)可以快速、高效地獲取屏山渡口影像數(shù)據(jù)，并通過(guò)國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)的三維建模軟件針對(duì)影像數(shù)據(jù)建模，從而獲得三維影像模型，節(jié)約了三維模型設(shè)計(jì)成本。其生成的模型精度高于以往開(kāi)發(fā)模式，且在系統(tǒng)中仍保持了必要的流暢度。這是桌面系統(tǒng)開(kāi)發(fā)結(jié)合傾斜攝影技術(shù)后相對(duì)于以往開(kāi)發(fā)模式體現(xiàn)出的巨大優(yōu)勢(shì)，并且生成的三維模型具有真實(shí)的物理貼圖，可在其基礎(chǔ)上進(jìn)行修飾以擴(kuò)展用途。

3.1.2" 傾斜影像獲取及注意事項(xiàng)

目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)具有多款無(wú)人機(jī)，如XINGSHETU X9PRO、Mini-mapper VI、CFLYAI-FAITH 2S等，考慮到產(chǎn)品操作難易度及成像效果，研究團(tuán)隊(duì)最終采用大疆DJI-御MAVIC AIR2無(wú)人機(jī)來(lái)獲取所需的傾斜影像。

在無(wú)人機(jī)進(jìn)行外業(yè)作業(yè)前應(yīng)收集目標(biāo)飛行區(qū)域的資料，包括地名、高程基準(zhǔn)參數(shù)、無(wú)人機(jī)管制區(qū)域信息等，隨后制定無(wú)人機(jī)航行方案并申請(qǐng)空域。無(wú)人機(jī)操縱員需明確無(wú)人機(jī)的傳感器、地面分辨率、影像重疊度和影像拍攝模式等參數(shù)，并在正式拍攝前進(jìn)行試飛。探索其飛行區(qū)域周邊可能存在的障礙物和山體高度，保證無(wú)人機(jī)在拍攝過(guò)程中處于安全的飛行高度，其使用的無(wú)人機(jī)飛行軟件詳細(xì)參數(shù)如圖2所示。

本次研究采用圖新地球軟件對(duì)屏山渡村進(jìn)行航線規(guī)劃，隨后通過(guò)Rainbow無(wú)人機(jī)飛行軟件進(jìn)行航拍。圖新地球可以在清晰的衛(wèi)星圖像中規(guī)劃飛行區(qū)域，并將完成規(guī)劃的區(qū)域另存為KML數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)可以被各類主流航點(diǎn)拍攝軟件識(shí)別并讀取。而后Rainbow無(wú)人機(jī)飛行軟件可以通過(guò)讀取KML數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)航點(diǎn)飛行作業(yè)，根據(jù)預(yù)設(shè)定的飛行區(qū)域生成航點(diǎn)，隨即圍繞航點(diǎn)執(zhí)行航拍任務(wù)，配合DJI-御MAVIC AIR2無(wú)人機(jī)可以獲得較為良好的拍攝效果。

無(wú)人機(jī)的安全飛行高度設(shè)置如圖3所示，需要考慮拍攝區(qū)域以及周邊區(qū)域的最高建筑物和山體高度。因DJI-御MAVIC AIR2無(wú)人機(jī)為單攝像頭配置，進(jìn)行傾斜攝影拍攝時(shí)需要采集目標(biāo)區(qū)域的前后左右及頂部共5個(gè)面，故在Rainbow的操作界面中默認(rèn)規(guī)劃了5條航線。其中2、3、4、5航線均在鄰近周邊區(qū)域進(jìn)行航飛，由此在圖3環(huán)境內(nèi)進(jìn)行拍攝的安全高度應(yīng)在35 m以上。

另外拍攝時(shí)宜選擇陰天天氣進(jìn)行航飛，避免在正午光線過(guò)強(qiáng)時(shí)進(jìn)行拍攝，即可獲得適宜的曝光度，以生成較清晰的三維模型。

3.2" 三維數(shù)據(jù)處理與模型生成

本次研究利用Context Capture軟件構(gòu)建實(shí)景三維模型，Context Capture軟件是由美國(guó)Bentley公司出品的一款目前被廣泛使用的三維實(shí)景建模軟件[5]。通過(guò)Context Capture軟件新建工程，加載無(wú)人機(jī)傾斜攝影獲取的數(shù)據(jù)，進(jìn)行空三計(jì)算，構(gòu)建實(shí)景三維模型。該軟件在實(shí)景三維建模中應(yīng)用較為廣泛，空間三角運(yùn)算計(jì)算模型較多，可以自動(dòng)生成具有高分辨率的三維模型， 同等條件下生成的模型效果較好[6]。該軟件通過(guò)對(duì)具備GPS信息的圖像進(jìn)行空間三角運(yùn)算，可得到多種格式的三維模型，如OBJ、FBX、OSGB等通用格式。其三維模型生成流程示意如圖4所示。

3.3" 三維場(chǎng)景編輯程序開(kāi)發(fā)

研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)鄉(xiāng)村規(guī)劃系統(tǒng)的功能分布設(shè)計(jì)了三維編輯程序開(kāi)發(fā)流程，其具體開(kāi)發(fā)步驟如圖5所示。

3.3.1" 導(dǎo)入模型組成系統(tǒng)基礎(chǔ)

將Context Capture制作的三維模型導(dǎo)入到UE5等主流三維場(chǎng)景開(kāi)發(fā)引擎中，創(chuàng)建項(xiàng)目以構(gòu)成系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分。該模型具備一定的精細(xì)度，由32個(gè)切塊的瓦片部分拼接組成，用戶可以在此基礎(chǔ)上以第三人稱的俯視視角對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)設(shè)施進(jìn)行編輯設(shè)計(jì)。

3.3.2" ModelFun模型修復(fù)

將規(guī)劃設(shè)計(jì)范圍內(nèi)的瓦片導(dǎo)入到ModelFun軟件中進(jìn)行修復(fù)，目的在于去除瓦片表面的冗余碎片、道路不平、標(biāo)牌破損和紋理拉伸模糊等基礎(chǔ)問(wèn)題。

3.3.3" 編寫(xiě)瓦片平地程序

在ModelFun中，對(duì)完成初步修復(fù)的瓦片模型進(jìn)行進(jìn)一步清理。清除地面的樹(shù)木、雜草和民房建筑，將瓦片壓制為平地模型。將平地模型導(dǎo)入U(xiǎn)E5項(xiàng)目中，與原有模型進(jìn)行綁定，編寫(xiě)相應(yīng)的水平移動(dòng)藍(lán)圖、施工動(dòng)畫(huà)和界面UI，使得用戶可以通過(guò)選中原有模型來(lái)進(jìn)行“平地”施工操作。由此操作后，完成施工的空地模型將替換原有模型以達(dá)到施工效果。

3.3.4" 構(gòu)建公共設(shè)施

在UE5中對(duì)完成平地的區(qū)域進(jìn)行草地和停車場(chǎng)模型的構(gòu)建，使得用戶可以在此基礎(chǔ)上對(duì)平地區(qū)域進(jìn)行鋪設(shè)草地、改建停車場(chǎng)等自定義規(guī)劃操作。

3.3.5" 構(gòu)建相關(guān)區(qū)域模型

首先，在ModelFun中對(duì)沿江走廊區(qū)域模型進(jìn)行水道清理，刪除靜態(tài)的湘江水面模型與雜物模型。將完成刪減的沿江走廊模型導(dǎo)入到UE5項(xiàng)目中，制作流動(dòng)的湘江流域水面效果并替換原模型，使得場(chǎng)景流動(dòng)起來(lái)。其次，在UE5中對(duì)沿江走廊區(qū)域進(jìn)行棧道、浮橋、碼頭等設(shè)施，構(gòu)建沿江風(fēng)光帶模型，并編寫(xiě)相應(yīng)的施工動(dòng)畫(huà)與界面UI，使用戶可以依次搭建上述沿江風(fēng)光帶設(shè)施。最后，在ModelFun中對(duì)“紅軍古街”區(qū)域進(jìn)行模型重建，運(yùn)用高清影像進(jìn)行優(yōu)化處理以滿足VR漫游的需要。將完成重建的模型導(dǎo)入到UE5項(xiàng)目中替換原有模型并設(shè)置VR漫游邊界，對(duì)俯視視角下建筑聚落的LOD層級(jí)進(jìn)行限制以減少性能開(kāi)銷。

3.3.6" 添加實(shí)時(shí)VR模塊

在UE5中添加VR模塊，設(shè)計(jì)相應(yīng)的操作界面和交互UI，設(shè)置尋路導(dǎo)航并確定地面可活動(dòng)范圍，加入［CameraRia］預(yù)制件，實(shí)現(xiàn)頭盔式顯示器和交互手柄的定位與顯示功能[7]，使得用戶在完成任意規(guī)劃操作后可以實(shí)時(shí)使用VR進(jìn)行場(chǎng)景漫游，查看規(guī)劃完成效果。

3.3.7" 編輯程序主菜單

首先將完成編輯的村落關(guān)卡設(shè)置為“游客模式”，再進(jìn)行UI設(shè)計(jì)，引導(dǎo)游客瀏覽施工完成后的鄉(xiāng)鎮(zhèn)俯視角面貌；其次將未進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)的村落關(guān)卡設(shè)置為“編輯模式”，可體驗(yàn)全部編輯功能并隨時(shí)進(jìn)行瀏覽；最后設(shè)計(jì)程序的主菜單UI，綁定用戶藍(lán)圖與關(guān)卡，使用戶可以在主菜單中進(jìn)行2種模式的切換。

3.3.8" 優(yōu)化細(xì)節(jié)、完成系統(tǒng)構(gòu)建

在場(chǎng)景中添加汽車、行人等元素以增強(qiáng)流動(dòng)性，同時(shí)優(yōu)化程序UI和場(chǎng)景細(xì)節(jié)層次，以保證系統(tǒng)的流暢性；最后完成系統(tǒng)調(diào)試后打包輸出為可執(zhí)行程序。

4" 應(yīng)用效果

本文以桂林市全州縣屏山渡村為研究原型進(jìn)行鄉(xiāng)村規(guī)劃系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以下為其實(shí)際效果展示。鄉(xiāng)村規(guī)劃系統(tǒng)對(duì)屏山渡村的廣場(chǎng)、沿江走廊和紅軍古街等設(shè)施進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)和實(shí)時(shí)漫游，其操作界面如圖6所示。圖中可見(jiàn)對(duì)鄉(xiāng)鎮(zhèn)設(shè)施的規(guī)劃選項(xiàng)，用戶將光標(biāo)移動(dòng)到規(guī)劃區(qū)域時(shí)，該區(qū)域自動(dòng)高亮顯示，再點(diǎn)擊目標(biāo)區(qū)域則可激活對(duì)當(dāng)前區(qū)域的編輯選項(xiàng)，直觀易用。

另外，用戶也可以通過(guò)鼠標(biāo)滾輪將系統(tǒng)畫(huà)面從鳥(niǎo)瞰俯視視角拉進(jìn)至局部視角，在此視角下用戶可以更加清晰地了解目標(biāo)規(guī)劃區(qū)域內(nèi)的建筑特征和信息，同時(shí)操作界面的UI內(nèi)容也會(huì)隨著鼠標(biāo)選擇的變換而隨之更改。

如圖7所示，若鼠標(biāo)選擇了廣場(chǎng)內(nèi)的居民建筑，則其對(duì)應(yīng)的UI內(nèi)容也會(huì)變化為該建筑的相關(guān)信息。而此時(shí)被選中物體的輪廓同時(shí)也會(huì)被標(biāo)記，用戶可以在該視角下對(duì)所選物體進(jìn)行針對(duì)性地編輯。

在完成系統(tǒng)的規(guī)劃操作后，用戶可以打開(kāi)VR游覽功能，以第一人稱在屏山渡村的設(shè)施中進(jìn)行漫游。在“編輯模式”中用戶只能對(duì)完工的規(guī)劃項(xiàng)目進(jìn)行游覽，而在“游客模式”中，用戶可以直接對(duì)“屏山渡村廣場(chǎng)”“沿江風(fēng)光帶設(shè)施”和“紅軍古街”以上3個(gè)區(qū)域進(jìn)行串聯(lián)地的游覽，直接體驗(yàn)鄉(xiāng)村規(guī)劃完成后的屏山渡口風(fēng)景。

在整個(gè)展示期間，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，能實(shí)現(xiàn)所有的系統(tǒng)功能。并且該系統(tǒng)能利較短時(shí)間，便能夠以優(yōu)秀的畫(huà)面表現(xiàn)力、高沉浸度的表現(xiàn)形式直觀完整地展現(xiàn)鄉(xiāng)鎮(zhèn)的當(dāng)前情況及完成規(guī)劃后的效果[8]。

5" 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，三維可視化技術(shù)通過(guò)外業(yè)采集高清圖像，內(nèi)業(yè)進(jìn)行照片建模，僅需１～２人即可完成一個(gè)村莊村域內(nèi)的數(shù)據(jù)采集工作，并在２～３ d內(nèi)獲得較高精度的三維影像模型成果。三維影像模型數(shù)據(jù)量大、制作簡(jiǎn)單，三維規(guī)劃系統(tǒng)展示效果強(qiáng)，沉浸度高，由此證明三維可視化技術(shù)可在鄉(xiāng)村規(guī)劃設(shè)計(jì)中進(jìn)一步推廣。本研究提高了鄉(xiāng)村規(guī)劃設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，是實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村規(guī)劃設(shè)計(jì)工作高效化和智能化的重要手段，為更科學(xué)地規(guī)劃方案選擇和優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了技術(shù)支撐。

不足的是，空中三角運(yùn)算的三維模型生成技術(shù)存在一些局限性，例如模型效果受到采集影像影響、生成的較高精度模型仍然需要內(nèi)業(yè)人員進(jìn)行針對(duì)性修繕、重做等，進(jìn)而導(dǎo)致三維可視化系統(tǒng)制作過(guò)程中產(chǎn)生新的開(kāi)銷。不過(guò)可以預(yù)料的是，隨著測(cè)量技術(shù)與三維可視化技術(shù)的迭代更新，更加成熟的理論應(yīng)用和研究成果將不斷迸發(fā)。在全面實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略背景下，鄉(xiāng)村規(guī)劃作為促進(jìn)鄉(xiāng)村可持續(xù)發(fā)展的重要治理工具之一，將發(fā)揮更大的作用。這也將為我國(guó)鄉(xiāng)村地區(qū)實(shí)景三維模型建設(shè)提供技術(shù)參考與應(yīng)用思路，為加快構(gòu)建智慧鄉(xiāng)村平臺(tái)提供技術(shù)可行性依據(jù)。

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