【摘 要】以現(xiàn)有園林設(shè)計(jì)的過(guò)程為基礎(chǔ)，分析其中存在的問(wèn)題，通過(guò)人工智能技術(shù)加以改進(jìn)，重點(diǎn)分析人工智能與園林設(shè)計(jì)的關(guān)系，智能園林系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)等問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】人工智能；園林設(shè)計(jì)；專家系統(tǒng)；智能CAD

一、現(xiàn)有園林設(shè)計(jì)所面臨的問(wèn)題

隨著人們環(huán)保意識(shí)的提高，綠化已成為城市建設(shè)中的重要一環(huán)，而園林的設(shè)計(jì)與建設(shè)更是城市綠化的重要組成部分。園林設(shè)計(jì)是研究如何應(yīng)用藝術(shù)和技術(shù)手段處理自然、建筑和人類活動(dòng)之間復(fù)雜關(guān)系，達(dá)到和諧完美、生態(tài)良好、景色如畫之境界。藝術(shù)的設(shè)計(jì)通過(guò)設(shè)計(jì)者的藝術(shù)修養(yǎng)能夠很好的完成和提高，但是在工程技術(shù)方面，卻會(huì)面臨很多問(wèn)題，主要有以下幾個(gè)方面：

1、由于系統(tǒng)本身的原因，參與設(shè)計(jì)的人員需要有非常廣的知識(shí)面，不光計(jì)算機(jī)知識(shí)要懂，建筑知識(shí)，植物知識(shí)等等都需要精通，這對(duì)工程技術(shù)人員要求太高，不易實(shí)現(xiàn)。

2、所設(shè)計(jì)園林重用性很低，由于不同地區(qū)的氣候，地形等原因，使得設(shè)計(jì)的園林系統(tǒng)不能在其他地方得到復(fù)制，浪費(fèi)較多人力物力。

3、現(xiàn)有的CAD技術(shù)只能給客戶提供單一圖形，客戶很難在設(shè)計(jì)成型前看到效果，不利于技術(shù)人員與客戶及時(shí)溝通。很容易造成設(shè)計(jì)人員與客戶想法的偏差，造成損失。

二、人工智能的發(fā)展及與園林設(shè)計(jì)中的關(guān)系

專家系統(tǒng)是人工智能領(lǐng)域里的一個(gè)重要分支，是為解決應(yīng)用領(lǐng)域中復(fù)雜問(wèn)題而利用專家知識(shí)的計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。在本次設(shè)計(jì)的園林系統(tǒng)中，由于園林設(shè)計(jì)牽涉到的知識(shí)面非常廣，這對(duì)于一個(gè)普通的設(shè)計(jì)員來(lái)說(shuō)很難達(dá)到那么高的要求，比如，在植物種植方面，我們要充分考慮到地域的差別，南北氣候的差別及不同植物間的相斥等問(wèn)題，避免不必要的損失，而這些內(nèi)容的知識(shí)量是非常巨大的，單靠幾個(gè)設(shè)計(jì)人員，很難考慮得很詳細(xì)，所以這時(shí)專家系統(tǒng)就起到了作用，我們只需要在數(shù)據(jù)庫(kù)中導(dǎo)入盡可能多的知識(shí)，有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)自動(dòng)去挑選適合的植物或者給我們指出我們所沒(méi)有考慮到的問(wèn)題。

傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)將設(shè)計(jì)人員從繁重的手工繪圖中解放出來(lái)，并對(duì)常規(guī)設(shè)計(jì)給予某些幫助，但不能對(duì)設(shè)計(jì)工程師的智能活動(dòng)提供有效的支持，因此已不適應(yīng)現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的需要。為了提高應(yīng)對(duì)市場(chǎng)變化和小批量、多品種要求的迅速響應(yīng)能力，設(shè)計(jì)正向集成化、智能化、自動(dòng)化方向發(fā)展。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就必須大大提高設(shè)計(jì)專家與計(jì)算機(jī)工具這一人機(jī)結(jié)合的設(shè)計(jì)系統(tǒng)中機(jī)器的智能水平，是計(jì)算機(jī)能在更大范圍內(nèi)、更高水平上幫助或代替人類專家處理數(shù)據(jù)、信息與知識(shí)，做出各種設(shè)計(jì)決策，大幅度提高設(shè)計(jì)自動(dòng)化水平、進(jìn)而大大提高設(shè)計(jì)工作的效率和質(zhì)量，以適應(yīng)市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)迅速多變的需要。智能CAD、智能工程、智能設(shè)計(jì)就是這種背景下提出的。

早期的園林設(shè)計(jì)只能在實(shí)地考察地形以后，通過(guò)AUTOCAD軟件制作適合此地形的效果圖。造成技術(shù)人員和客戶交流困難，并且制作的成果基本沒(méi)有重用性。而利用智能CAD我們則能改變這個(gè)現(xiàn)狀。我們可以在系統(tǒng)中制作很多的例如假山、湖泊、古建筑等圖形，在系統(tǒng)中直接生成初步設(shè)計(jì)方案，然后讓客戶在生成的方案上進(jìn)行修改，直到客戶滿意。

三、智能園林系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：針對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下高新技術(shù)工程研制的“網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化、協(xié)同化”特點(diǎn)，研制開(kāi)發(fā)面向不同角色群體人員參與的工程設(shè)計(jì)集成開(kāi)發(fā)平臺(tái)。

2.數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)：根據(jù)園林建設(shè)中的各種數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)中應(yīng)包含花卉專家、樹(shù)木專家、山水專家、樓閣專家、道路專家等。問(wèn)題庫(kù)是問(wèn)題的集合，也是模型的索引，每個(gè)問(wèn)題實(shí)際是對(duì)應(yīng)一類問(wèn)題，如園林風(fēng)格、布局方案、摟閣、花園、山水、游樂(lè)、景觀、世窗等。

3.模型庫(kù)系統(tǒng)：模型庫(kù)是計(jì)算機(jī)2D/3D圖形建模的基礎(chǔ)，建立是一個(gè)整體設(shè)計(jì)圖紙的零件。包含了園林設(shè)計(jì)中地形、樹(shù)木、花卉、建筑的2D/3D模型。

4.知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)：實(shí)現(xiàn)支持并行協(xié)同設(shè)計(jì)環(huán)境的工程開(kāi)發(fā)工作模式、總體控制的知識(shí)表示，采用相應(yīng)的知識(shí)表示方法，建立面向工程開(kāi)發(fā)過(guò)程控制的全局知識(shí)庫(kù)。設(shè)計(jì)出適合工程協(xié)同設(shè)計(jì)的多智能體推理機(jī)制，通過(guò)人工干預(yù)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程的自動(dòng)推演。

5.用戶界面系統(tǒng)：包括通用的執(zhí)行控制程序、交互性強(qiáng)的用戶界面?？梢暬亩嗑S信息交互環(huán)境體現(xiàn)文字交互、圖形交互、音頻交互、視頻交互等，把協(xié)同用戶與多庫(kù)系統(tǒng)（知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)、模型庫(kù)系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)）、協(xié)同設(shè)計(jì)過(guò)程控制部件、協(xié)同設(shè)計(jì)過(guò)程管理等功能部件結(jié)合在一起。并研究可視化工程管理方式，實(shí)現(xiàn)工程設(shè)計(jì)與研制過(guò)程的自動(dòng)跟蹤、工程結(jié)點(diǎn)內(nèi)容與進(jìn)展的可視化，為工程總體設(shè)計(jì)人員提供輔助決策信息，決策者和協(xié)同用戶可以通過(guò)可視化多維信息交互界面對(duì)多庫(kù)系統(tǒng)和其他功能部件進(jìn)行操作和控制，從宏觀上對(duì)協(xié)同設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行管理。

6.研究方法：

（1）以智能決策支持系統(tǒng)的基本理論與方法為基礎(chǔ)，與工程設(shè)計(jì)緊密結(jié)合，在實(shí)踐中研制出面向工程領(lǐng)域的智能DSS，并豐富決策支持系統(tǒng)的理論與方法，進(jìn)而拓寬智能決策支持系統(tǒng)的研究領(lǐng)域，為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的工程自動(dòng)化研制打下基礎(chǔ)。

（2）建立面向?qū)ο蟮耐ㄓ眉砷_(kāi)發(fā)平臺(tái)。不同的工程領(lǐng)域有其專門的技術(shù)要求，注重專門要求系統(tǒng)將更實(shí)用和高效，而注重通用技術(shù)將更有利于系統(tǒng)推廣。因此，盡可能對(duì)它們進(jìn)行界定，使其在推廣應(yīng)用時(shí)，采用軟件可復(fù)用技術(shù)準(zhǔn)則，只變更專用部分的軟件即可完成系統(tǒng)的推廣。擬在方案論證階段將研究?jī)?nèi)容做以界定，即：建立面向工程技術(shù)的智能DSS通用結(jié)構(gòu)，并行環(huán)境下的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也立足于通用化；智能化數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)以及面向過(guò)程控制的知識(shí)庫(kù)研制采用同一推理模式，知識(shí)表示方法做到形式上的統(tǒng)一；數(shù)據(jù)庫(kù)和模型庫(kù)的開(kāi)發(fā)工具及結(jié)構(gòu)通用，但數(shù)據(jù)內(nèi)容針對(duì)不同的應(yīng)用對(duì)象而各有所異。

（3）實(shí)現(xiàn)并行環(huán)境下的群體協(xié)同設(shè)計(jì)模式。建立基于TCP/IP的Internet環(huán)境下的并行設(shè)計(jì)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)并行環(huán)境下的群體協(xié)同設(shè)計(jì)模式。

參考文獻(xiàn)

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[2]劉白林主編.人工智能與專家系統(tǒng)

[3]陳文偉，廖建文著.決策支持系統(tǒng)及其開(kāi)發(fā) Decision support system and development

作者簡(jiǎn)介

張偉（1978.7），男，陜西省西安市人，本科學(xué)歷，講師，西安培華學(xué)院電氣信息工程學(xué)院講師，目前主要研究方向：智能決策與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)。