本發(fā)明涉及景觀設(shè)計(jì)領(lǐng)域，且具體地涉及基于BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠進(jìn)行成本預(yù)算的城市虛擬公園交互式組合設(shè)計(jì)系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

在城市化進(jìn)程中，城市公園綠地作為人與自然接觸的最直接、最便捷的空間，逐漸體現(xiàn)出其在工業(yè)化和現(xiàn)代化的城市中所占據(jù)的重要地位。隨著城市建設(shè)的發(fā)展，一系列的公園建設(shè)如雨后春筍般，走進(jìn)居民的視野，融入居民的生活。城市公園綠地在游憩休閑、生態(tài)保護(hù)、文化活動(dòng)、塑造城市形象等方面也發(fā)揮了的一般綠地所難以比擬的作用。因此，對(duì)于城市公園綠地的課題研究有著非常現(xiàn)實(shí)的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。一方面，在城市的快速發(fā)展下，市民隨著休閑時(shí)間的增長和收入水平的增加，對(duì)公園規(guī)模與設(shè)施提出了更高的要求；而另一方面，我國公園綠地建設(shè)難以滿足日益增長的市民需求，陷入困境，暴露出許多問題和矛盾。主要體現(xiàn)如下：

(1)公園綠地隨著城市的發(fā)展，必然會(huì)有新的需求，如何在現(xiàn)有公園的基礎(chǔ)上做出新的需求是城市公園建設(shè)研究的課題。

(2)對(duì)于新公園的誕生，需要根據(jù)實(shí)際場(chǎng)地進(jìn)行全新的公園設(shè)計(jì)，對(duì)公園虛擬組合設(shè)計(jì)也是城市公園建設(shè)要研究的課題。

(3)對(duì)于全新的公園建設(shè)和公園的重組建設(shè)的成本估計(jì)，是城市發(fā)展、景觀建設(shè)需要考慮的重要因素。

因此，如何對(duì)城市公園進(jìn)行合理的建設(shè)和分配就是景觀設(shè)計(jì)中需要解決的問題。在景觀設(shè)計(jì)中，不僅僅要考慮到設(shè)計(jì)、布局的合理、美觀，更要考慮到成本預(yù)算。

傳統(tǒng)的成本預(yù)測(cè)主要依靠人工操作來完成。用戶向造價(jià)人員提供、索取造價(jià)信息，管理人員進(jìn)行造價(jià)信息的更新與發(fā)布，缺乏完整的系統(tǒng)，并且傳統(tǒng)的成本預(yù)測(cè)主要依靠人工統(tǒng)計(jì)，或者采用計(jì)算器統(tǒng)計(jì)來進(jìn)行預(yù)測(cè)，這種方法用戶需要向造價(jià)人員提供單價(jià)信息、組件信息，提供這些信息時(shí)，統(tǒng)計(jì)工作非常費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，因此這種方法不僅效率低下，在評(píng)估項(xiàng)目時(shí)非常困難。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)上述技術(shù)的不足，本發(fā)明引入一種基于BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能夠進(jìn)行成本預(yù)算的城市虛擬公園交互式組合設(shè)計(jì)系統(tǒng)及方法，該方法不僅能夠?qū)?shí)體公園模擬，將實(shí)體轉(zhuǎn)化成數(shù)字圖像的形式，還能夠以多媒體展示的形式供用戶分析和研究使用；對(duì)實(shí)體公園進(jìn)行分析，從而分析公園存在的問題，改善公園、提高公園管理和服務(wù)水平，除此還能夠?qū)π轮黧w公園進(jìn)行新的設(shè)計(jì)，并對(duì)設(shè)計(jì)出的公園進(jìn)行成本估計(jì)，通過設(shè)計(jì)的多種方案各方面的對(duì)比，有利于景觀設(shè)計(jì)人員對(duì)各種方案進(jìn)行分析與應(yīng)用。

本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:一種城市虛擬公園交互式組合設(shè)計(jì)系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)、成本預(yù)算系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)單元、移動(dòng)式地理信息系統(tǒng)、LCD大屏幕顯示裝置，其中所述成本預(yù)算系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元以及虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)單元集成于所述計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，所述移動(dòng)式地理信息系統(tǒng)和所述LCD大屏幕顯示裝置分別與所述計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)連接，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元與所述成本預(yù)算系統(tǒng)雙向通訊連接，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元與所述虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)單元雙向通訊連接，所述移動(dòng)式地理信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通過所述計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)在所述LCD大屏幕顯示裝置中顯示；

其中，所述計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)設(shè)置成管理公園設(shè)計(jì)組件數(shù)據(jù)；所述成本預(yù)算系統(tǒng)設(shè)置成對(duì)設(shè)計(jì)出的公園組件進(jìn)行成本和價(jià)格預(yù)算；所述LCD大屏幕顯示裝置設(shè)置成顯示和播放設(shè)計(jì)出的公園組件；所述移動(dòng)式地理信息系統(tǒng)設(shè)置成實(shí)時(shí)地獲取、存儲(chǔ)、更新、處理、分析和顯示城市公園的地理信息；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元設(shè)置成存儲(chǔ)公園組件信息和數(shù)據(jù)；所述虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)單元設(shè)置成虛擬期望的場(chǎng)景并將虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)出來以供用戶參考和研究。

進(jìn)一步地，所述成本預(yù)算系統(tǒng)包括組件獲取系統(tǒng)、組件分析系統(tǒng)、組件計(jì)算系統(tǒng)、LCD小屏幕顯示單元，其中所述組件獲取系統(tǒng)的輸出端與所述組件分析系統(tǒng)的輸入端連接，所述組件分析系統(tǒng)的輸出端與所述組件計(jì)算系統(tǒng)連接，所述組件計(jì)算系統(tǒng)與所述LCD小屏幕顯示單元連接，其中所述組件獲取系統(tǒng)設(shè)置成獲取待預(yù)算的公園景觀組件中數(shù)據(jù)信息；所述組件分析系統(tǒng)設(shè)置成對(duì)待預(yù)算的公園景觀組件進(jìn)行分析和歸類以及統(tǒng)計(jì)，所述組件計(jì)算系統(tǒng)對(duì)所述組件分析系統(tǒng)設(shè)置成分析出的公園組件進(jìn)行計(jì)算以便得出待預(yù)算的公園景觀組件的結(jié)果，所述LCD小屏幕顯示單元設(shè)置成顯示待預(yù)算的公園景觀組件的結(jié)果。

進(jìn)一步地，所述虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)單元包括景觀建筑三維模型創(chuàng)建單元，與所述景觀建筑三維模型創(chuàng)建單元連接的植被模型與環(huán)境創(chuàng)建單元和材料資源創(chuàng)建單元以及虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)測(cè)試單元，其中所述三維虛擬景觀系統(tǒng)設(shè)置成全方位、多角度地可視化虛擬現(xiàn)實(shí)公園景觀以便給用戶以立體的體驗(yàn)；所述景觀建筑三維模型創(chuàng)建單元設(shè)置成對(duì)景觀建筑元素進(jìn)行可視化和立體化設(shè)計(jì)；所述植被模型與環(huán)境創(chuàng)建單元設(shè)置成對(duì)不同植被和環(huán)境模型的構(gòu)建；所述材料資源創(chuàng)建單元設(shè)置成對(duì)不同主體風(fēng)格的設(shè)計(jì)組件資源的建立；所述虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)測(cè)試單元設(shè)置成對(duì)初步設(shè)計(jì)出的公園組件進(jìn)行結(jié)構(gòu)合理性檢測(cè)。

進(jìn)一步地，所述建模單元包括分別彼此連接設(shè)置的地形設(shè)計(jì)單元、景觀設(shè)計(jì)單元、樹木設(shè)計(jì)單元、道路設(shè)計(jì)單元和橋梁設(shè)計(jì)單元，其中所述地形設(shè)計(jì)單元、景觀設(shè)計(jì)單元、樹木設(shè)計(jì)單元、道路設(shè)計(jì)單元和橋梁設(shè)計(jì)單元中的任意一個(gè)單元均可以向其它單元調(diào)用單元信息，其中所述地形設(shè)計(jì)單元設(shè)置成對(duì)各種不同風(fēng)格地形的設(shè)計(jì)；所述景觀設(shè)計(jì)單元設(shè)置成對(duì)各種不同景觀風(fēng)格的設(shè)計(jì)，所述樹木設(shè)計(jì)單元設(shè)置成對(duì)不同類型樹木進(jìn)行設(shè)計(jì)；所述道路設(shè)計(jì)單元設(shè)置成對(duì)不同道路類型進(jìn)行設(shè)計(jì)；所述橋梁設(shè)計(jì)單元設(shè)置成實(shí)現(xiàn)不同橋梁風(fēng)格的設(shè)計(jì)。

進(jìn)一步地，所述移動(dòng)式地理信息系統(tǒng)包括輸入/輸出接口，與所述輸入/輸出接口連接且對(duì)地理信息進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，與所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接且對(duì)地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，與所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器連接且對(duì)地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以及與所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接且對(duì)地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)；其中所述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)為TCP/IP通訊協(xié)議或RS485串口通訊。

進(jìn)一步地，所述LCD大屏幕顯示裝置包括主機(jī)顯示器和多媒體顯示裝置。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元包括數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，與所述數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)連接且對(duì)設(shè)計(jì)出的公園組件數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，與所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器連接且對(duì)設(shè)計(jì)出的公園組件數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合管理的存儲(chǔ)管理系統(tǒng)，以及與所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)連接且對(duì)設(shè)計(jì)出的公園組件數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出的數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)，其中所述數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)設(shè)置成實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)出的公園組件數(shù)據(jù)的輸入，是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)出的公園組件數(shù)據(jù)輸入的物質(zhì)載體；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器設(shè)置成存儲(chǔ)所述成本預(yù)算系統(tǒng)和虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)單元的數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)設(shè)置成實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸出，是數(shù)據(jù)輸出的物質(zhì)載體。

一種城市虛擬公園交互式組合設(shè)計(jì)方法，包括：對(duì)公園進(jìn)行全新組合設(shè)計(jì)方法和對(duì)公園進(jìn)行整修組合設(shè)計(jì)方法；其中，對(duì)公園進(jìn)行全新組合設(shè)計(jì)方法包括步驟(S10)、(S11)和(S12)，其中：

(S10)采用虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)單元對(duì)公園內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合設(shè)計(jì)，得到公園效果，所述組合設(shè)計(jì)為從所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中調(diào)取虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)單元中的景觀設(shè)計(jì)組件，并將這些景觀設(shè)計(jì)組件按照公園預(yù)期規(guī)定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)；在本方法中，預(yù)期規(guī)定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是指按照設(shè)計(jì)者的思路和方法或者按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)；

(S11)采用成本預(yù)算系統(tǒng)對(duì)設(shè)計(jì)出的公園內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行成本預(yù)算，得到設(shè)計(jì)出的公園預(yù)算；

(S12)采用LCD大屏幕顯示裝置播放公園效果和公園預(yù)算結(jié)果；

其中對(duì)公園進(jìn)行整修組合設(shè)計(jì)方法包括以下步驟：

(S20)采用移動(dòng)式地理信息系統(tǒng)采集公園景觀信息；

(S21)將所采集的公園景觀信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中；

(S22)在虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)單元中通過數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元模擬公園景觀現(xiàn)狀；在本方法中，運(yùn)用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中的現(xiàn)有數(shù)據(jù)，通過現(xiàn)有數(shù)據(jù)的信息組合，虛構(gòu)出公園景觀，實(shí)現(xiàn)對(duì)公園現(xiàn)狀的模擬；

(S23)對(duì)所述公園景觀現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)整和修改，獲得新公園效果；

(S24)采用成本預(yù)算系統(tǒng)對(duì)新公園效果進(jìn)行成本預(yù)算，獲得新公園預(yù)算；

(S25)采用LCD大屏幕顯示裝置播放調(diào)整后的新公園效果和新公園預(yù)算結(jié)果。

進(jìn)一步地，所述步驟(S11)和步驟(S24)中所述成本預(yù)算系統(tǒng)為基于BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型的方法進(jìn)行預(yù)算，所述預(yù)算方法為：(S111)在所述成本預(yù)算系統(tǒng)中建立BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型，其中BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括輸入層、與所述輸入層連接的隱含層、與所述隱含層連接的輸出層，為后期的預(yù)算做比對(duì)；

(S112)通過所述組件獲取系統(tǒng)從所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元或所述虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)單元中調(diào)取預(yù)算組件或元素；

(S113)通過所述組件分析系統(tǒng)對(duì)獲取的組件單元數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、歸類和存儲(chǔ),其中所述組件分析系統(tǒng)對(duì)所選擇的待預(yù)算的公園組件樣本中的每個(gè)公園組件進(jìn)行初步預(yù)算，所述初步預(yù)算的方法為：在每個(gè)公園組件上標(biāo)注單元公園組件的價(jià)格，然后對(duì)采用的公園組件的價(jià)格運(yùn)用歸類、疊加的方式進(jìn)行累加，計(jì)算出總的公園組件的價(jià)格；

(S114)調(diào)用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型對(duì)待預(yù)測(cè)的公園組件進(jìn)行再次預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)出的結(jié)果與初步預(yù)算的結(jié)果進(jìn)行比對(duì)；如果誤差超過0.5％，則再次調(diào)用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型，再次計(jì)算；如果誤差小于或者等于0.5％，則認(rèn)為是獲取的最終結(jié)果，不再重新調(diào)用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行計(jì)算，BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型使用結(jié)束，，則BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型使用結(jié)束；

(S115)輸出計(jì)算結(jié)果。

進(jìn)一步地，所述BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型為基于Matlab軟件建立起來的數(shù)據(jù)模型，建立所述BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型的方法為：

(1)對(duì)BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行初始化，對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的權(quán)值和神經(jīng)元閾值進(jìn)行初始化；

(2)收集待預(yù)測(cè)的設(shè)計(jì)出的公園組件，作為預(yù)測(cè)的樣本，確定量化指標(biāo)，選擇待計(jì)算的設(shè)計(jì)組件，輸入選擇的公園組件并設(shè)置期望輸出；

(3)根據(jù)計(jì)算公式求隱層和輸出層各個(gè)單元的輸出，其中n₁為隱含層單元數(shù)，n為輸入單元數(shù)，m為輸出單元數(shù)，a為[1,10]之間的常數(shù)；

(4)在范圍[1,10]內(nèi)，取一個(gè)定值，確定a的值，則為計(jì)算每層神經(jīng)元的實(shí)際輸出值；

(5)根據(jù)誤差計(jì)算模型，求目標(biāo)值和實(shí)際值輸出值的誤差，其中所述誤差計(jì)算模型公式為：E_p＝1/2×∑(t_pi-O_pi)²，t_pi-i節(jié)點(diǎn)的期望輸出值；O_pi-i節(jié)點(diǎn)計(jì)算輸出值；

(6)判斷結(jié)果是否滿足需求：

(61)如果滿足需求，則任務(wù)結(jié)束；

如果不滿足需求，則進(jìn)行以下步驟：

(62)重新計(jì)算隱節(jié)點(diǎn)誤差；

(63)求誤差梯度；

(64)修正權(quán)值；

(7)命令返回到步驟(1)，執(zhí)行循環(huán)命令，直到權(quán)值穩(wěn)定為止。

本發(fā)明有益的效果是：

1、能夠?qū)υO(shè)計(jì)組合的公園進(jìn)行成本預(yù)算：基于BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型對(duì)設(shè)計(jì)出的公園以及整修后的公園進(jìn)行價(jià)格評(píng)估。

2、能夠?qū)珗@進(jìn)行全新的組合設(shè)計(jì)：基于設(shè)計(jì)理念，對(duì)公園進(jìn)行全新的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)之后能夠自動(dòng)計(jì)算成本。

3、能夠?qū)?shí)體公園模擬，將實(shí)體轉(zhuǎn)化成數(shù)字圖像的形式，對(duì)實(shí)體公園進(jìn)行分析。通過模擬公園，結(jié)合公園實(shí)際情況，分析公園存在的問題，對(duì)改善公園、提高公園管理、服務(wù)水平；

4、本發(fā)明通過用虛擬技術(shù)模擬實(shí)體公園能夠研究公園的植物生長情況、病害情況、植株新培植或移除；

5、本發(fā)明通過對(duì)公園墑情采集，分析植株水源參數(shù)監(jiān)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，制定出符合公園計(jì)劃用水管理、多種灌溉的方案；

6、本發(fā)明根據(jù)公園需要，對(duì)燈光設(shè)計(jì)、景觀設(shè)計(jì)等都具有重要的參考、分析價(jià)值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種城市虛擬公園交互式組合設(shè)計(jì)系統(tǒng)及方法的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明一種城市虛擬公園交互式組合設(shè)計(jì)系統(tǒng)及方法中成本預(yù)算系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明一種城市虛擬公園交互式組合設(shè)計(jì)系統(tǒng)及方法的方法的流程示意圖；

圖4為本發(fā)明一種城市虛擬公園交互式組合設(shè)計(jì)系統(tǒng)及方法中公園全新設(shè)設(shè)計(jì)的示意圖；

圖5為本發(fā)明一種城市虛擬公園交互式組合設(shè)計(jì)系統(tǒng)及方法的虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)單元的工作流程示意圖；

圖6為本發(fā)明一種城市虛擬公園交互式組合設(shè)計(jì)系統(tǒng)及方法中對(duì)公園整改設(shè)計(jì)的工作流程示意圖；

圖7為本發(fā)明一種城市虛擬公園交互式組合設(shè)計(jì)系統(tǒng)及方法中BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型示意圖；

圖8為本發(fā)明一種城市虛擬公園交互式組合設(shè)計(jì)系統(tǒng)及方法中建立所述BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型示意圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

如圖1所示，一種城市虛擬公園交互式組合設(shè)計(jì)系統(tǒng)，其特征在于，包括計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)、成本預(yù)算系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)單元、移動(dòng)式地理信息系統(tǒng)、LCD大屏幕顯示裝置，其特征在于，所述成本預(yù)算系統(tǒng)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元以及虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)單元集成于所述計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)，所述移動(dòng)式地理信息系統(tǒng)和所述LCD大屏幕顯示裝置分別與所述計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)連接，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元與所述成本預(yù)算系統(tǒng)雙向通訊連接，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元與所述虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)單元雙向通訊連接，所述移動(dòng)式地理信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)通過所述計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)在所述LCD大屏幕顯示裝置中顯示；

其中，所述計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)設(shè)置成管理公園設(shè)計(jì)組件數(shù)據(jù)；所述成本預(yù)算系統(tǒng)設(shè)置成對(duì)設(shè)計(jì)出的公園組件進(jìn)行成本和價(jià)格預(yù)算；所述LCD大屏幕顯示裝置設(shè)置成顯示和播放設(shè)計(jì)出的公園組件；所述移動(dòng)式地理信息系統(tǒng)設(shè)置成實(shí)時(shí)地獲取、存儲(chǔ)、更新、處理、分析和顯示城市公園的地理信息；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元設(shè)置成存儲(chǔ)公園組件信息和數(shù)據(jù)；所述虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)單元設(shè)置成虛擬期望的場(chǎng)景并將虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)出來以供用戶參考和研究。

在本發(fā)明中，計(jì)算管理系統(tǒng)采用的CPU為Intel Xeon 2.8GHZ以上，內(nèi)存為16G以上，硬盤為200G以上。成本預(yù)算系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，B/S架構(gòu)中的服務(wù)器將擔(dān)負(fù)更多的工作，對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元的訪問和應(yīng)用程序的執(zhí)行將在服務(wù)器上完成，瀏覽器發(fā)出的請(qǐng)求，其余的諸如數(shù)據(jù)請(qǐng)求、加工、結(jié)果返回以及動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁生成等工作全部由Web Server完成。實(shí)際上B/S體系結(jié)構(gòu)是把二層C/S結(jié)構(gòu)的事物處理邏輯模塊從客戶機(jī)的任務(wù)中分離出來，由Web服務(wù)器單獨(dú)組成一層來負(fù)擔(dān)其任務(wù)，本系統(tǒng)的開發(fā)平臺(tái)為Linux系統(tǒng)或IOS系統(tǒng)，開發(fā)主機(jī)的/ect/profile中配置運(yùn)行環(huán)境，設(shè)置有JAVAHOME、AXISHOME、SDKHOME、VMKEYSTORE、WBEMHOME等變量。

如圖2所示，所述成本預(yù)算系統(tǒng)包括組件獲取系統(tǒng)、組件分析系統(tǒng)、組件計(jì)算系統(tǒng)、LCD小屏幕顯示單元，其中所述組件獲取系統(tǒng)的輸出端與所述組件分析系統(tǒng)的輸入端連接，所述組件分析系統(tǒng)的輸出端與所述組件計(jì)算系統(tǒng)連接，所述組件計(jì)算系統(tǒng)與所述LCD小屏幕顯示單元連接，其中所述組件獲取系統(tǒng)設(shè)置成獲取待預(yù)算的公園景觀組件中數(shù)據(jù)信息；所述組件分析系統(tǒng)設(shè)置成對(duì)待預(yù)算的公園景觀組件進(jìn)行分析和歸類以及統(tǒng)計(jì)，所述組件計(jì)算系統(tǒng)對(duì)所述組件分析系統(tǒng)設(shè)置成分析出的公園組件進(jìn)行計(jì)算以便得出待預(yù)算的公園景觀組件的結(jié)果，所述LCD小屏幕顯示單元設(shè)置成顯示待預(yù)算的公園景觀組件的結(jié)果。

其中，組件獲取系統(tǒng)能夠采集公園設(shè)計(jì)中的設(shè)計(jì)組件、設(shè)計(jì)采用的材料、數(shù)量等信息。獲取的數(shù)據(jù)信息能夠在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，根據(jù)設(shè)計(jì)需要可以選擇需要計(jì)算成本的功能模塊。

組件分析系統(tǒng)能夠在BIM模型和數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)上，對(duì)獲取的組件單元數(shù)據(jù)進(jìn)行初步分析。分析內(nèi)容包含景觀組件的編號(hào)、組件的屬性、組件個(gè)數(shù)、組件材料等，然后將分析后的數(shù)據(jù)歸類。

組件計(jì)算系統(tǒng)能夠采用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)人材機(jī)等單價(jià)的預(yù)測(cè)。通過建立BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型，根據(jù)BIM數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元以及系統(tǒng)收集處理的造價(jià)數(shù)據(jù)，包括工程量、資源使用量、現(xiàn)行人材機(jī)單價(jià)等，對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、學(xué)習(xí)訓(xùn)練及修正，實(shí)現(xiàn)成本預(yù)測(cè)。

在本發(fā)明中，所述虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)單元包括景觀建筑三維模型創(chuàng)建單元，與所述景觀建筑三維模型創(chuàng)建單元連接的植被模型與環(huán)境創(chuàng)建單元和材料資源創(chuàng)建單元以及虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)測(cè)試單元，其中所述三維虛擬景觀系統(tǒng)設(shè)置成全方位、多角度地可視化虛擬現(xiàn)實(shí)公園景觀以便給用戶以立體的體驗(yàn)；所述景觀建筑三維模型創(chuàng)建單元設(shè)置成對(duì)景觀建筑元素進(jìn)行可視化和立體化設(shè)計(jì)；所述植被模型與環(huán)境創(chuàng)建單元設(shè)置成對(duì)不同植被和環(huán)境模型的構(gòu)建；所述材料資源創(chuàng)建單元設(shè)置成對(duì)不同主體風(fēng)格的設(shè)計(jì)組件資源的建立；所述虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)測(cè)試單元設(shè)置成對(duì)初步設(shè)計(jì)出的公園組件進(jìn)行結(jié)構(gòu)合理性檢測(cè)。

進(jìn)一步地，所述建模單元包括分別彼此連接設(shè)置的地形設(shè)計(jì)單元、景觀設(shè)計(jì)單元、樹木設(shè)計(jì)單元、道路設(shè)計(jì)單元和橋梁設(shè)計(jì)單元，其中所述地形設(shè)計(jì)單元、景觀設(shè)計(jì)單元、樹木設(shè)計(jì)單元、道路設(shè)計(jì)單元和橋梁設(shè)計(jì)單元中的任意一個(gè)單元均可以向其它單元調(diào)用單元信息，其中所述地形設(shè)計(jì)單元設(shè)置成對(duì)各種不同風(fēng)格地形的設(shè)計(jì)；所述景觀設(shè)計(jì)單元設(shè)置成對(duì)各種不同景觀風(fēng)格的設(shè)計(jì)，所述樹木設(shè)計(jì)單元設(shè)置成對(duì)不同類型樹木進(jìn)行設(shè)計(jì)；所述道路設(shè)計(jì)單元設(shè)置成對(duì)不同道路類型進(jìn)行設(shè)計(jì)；所述橋梁設(shè)計(jì)單元設(shè)置成實(shí)現(xiàn)不同橋梁風(fēng)格的設(shè)計(jì)。

在本發(fā)明中，地形設(shè)計(jì)單元中包括高原、山嶺、平原、丘陵、盆地等，在這些地形中，對(duì)山谷、山脊、山頂、鞍部、陡崖、緩坡、陡坡等進(jìn)行了建模設(shè)計(jì)，地形設(shè)計(jì)的方法有多種，諸如等高線法(含點(diǎn)標(biāo)高)、斷面法、模型法等。在本發(fā)明中采用高線法對(duì)地形進(jìn)行建模設(shè)計(jì)。在本方法中，首先對(duì)等高線進(jìn)行劃分，等高線是一組垂直間距相等、平行于水平面的假想面，與自然地貌相交切所得到的交線在平面上的投影。給這組投影線標(biāo)注上相應(yīng)的數(shù)值，便可用它在圖紙上表示地形的高低陡緩、峰巒位置、坡谷走向及溪池的深度等內(nèi)容。在同一條等高線上的所有的點(diǎn)，其高程都相等。每一條等高線都是閉合的。由于園界或圖框的限制，在圖紙上不一定每根等高線都能閉合，但實(shí)際上它們還是閉合的。等高線的水平間距的大小，表示地形的緩或陡。如疏則緩，密則陡。等高線的間距相等，表示該坡面的角度相同，如果該組等高線平直，則表示該地形是一處平整過的同一坡度的斜坡。等高線一般不相交或重疊，只有在懸崖處等高線才可能出現(xiàn)相交情況。在某些垂直于地平面的峭壁、地坎或擋土墻駁岸處等高線才會(huì)重合在一起。

等高線在圖紙上不能直穿橫過河谷、堤岸和道路等；由于以上地形單元或構(gòu)筑物在高程上高出或低陷于周圍地面，所以等高線在接近低于地面的河谷時(shí)轉(zhuǎn)向上游延伸，而后穿越河床，再向下游走出河谷；如遇高于地面的堤岸或路堤時(shí)等高線則轉(zhuǎn)向下方，橫過堤頂再轉(zhuǎn)向上方而后走向另一側(cè)。

在本發(fā)明中，用等高線法進(jìn)行豎向設(shè)計(jì)坡度公式用于求等高線外任意點(diǎn)高程。

I＝h/L

式中I表示坡度(％)；h---高差(m)；L---水平間距(m)。

在本發(fā)明中，等高線的方法也可以應(yīng)用到景觀設(shè)計(jì)單元、樹木設(shè)計(jì)單元、道路設(shè)計(jì)單元、橋梁設(shè)計(jì)單元的設(shè)計(jì)中，在進(jìn)行制作時(shí)，使用3DSMAX軟件制作三維場(chǎng)景進(jìn)行立體渲染。

本發(fā)明中的地形設(shè)計(jì)單元、景觀設(shè)計(jì)單元、樹木設(shè)計(jì)單元、道路設(shè)計(jì)單元、橋梁設(shè)計(jì)單元可互相調(diào)用，比如，在進(jìn)行景觀設(shè)計(jì)單元時(shí)，可以從橋梁設(shè)計(jì)單元的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中調(diào)用數(shù)據(jù)使用。

在對(duì)三維虛擬景觀進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，其包括景觀建筑三維模型的創(chuàng)建、植被模型與環(huán)境的建立、材料資源的建立、材質(zhì)資源的建立、系統(tǒng)的原始型的構(gòu)件與測(cè)試、網(wǎng)格化系統(tǒng)、光源創(chuàng)建與聲音系統(tǒng)。具體如下：

1、其中建筑的建模包括多邊形建模：

在該程序中，將模型的構(gòu)成劃分為點(diǎn)、線、邊界、面、元素5個(gè)子對(duì)象模式。進(jìn)入不同的子對(duì)象模式下，相對(duì)應(yīng)的子對(duì)象參數(shù)和工具被激活。利用這些參數(shù)和工具可以進(jìn)行對(duì)應(yīng)子對(duì)象的編輯，從而改變模型的外觀和結(jié)構(gòu)布局。其方法為：通過三維軟件內(nèi)的一些標(biāo)準(zhǔn)基本幾何體創(chuàng)建出模型的大體外觀，完后轉(zhuǎn)化成多邊形模型。然后在多邊形模式下進(jìn)行細(xì)致建模。

2、二維樣條線建模法：

二維圖形相對(duì)于三維實(shí)體更加靈活，可以實(shí)用三維軟件的正交視圖來創(chuàng)建一些復(fù)雜的樣條。比如公園內(nèi)的小亭子上的雕花，可以使用二維樣條線先繪制出窗格的平面圖形，在轉(zhuǎn)換成三維實(shí)體。二維圖形建模通常先將二維線條制作出平面圖形或者剖面圖形，再使用修改器轉(zhuǎn)換成為三維模型。

3、復(fù)合建模法：

利用復(fù)合對(duì)象來生成新的模型，比如，放樣建模，通過建立一條放樣路徑，將圖形剖面沿路徑生成復(fù)雜的三維實(shí)體。該方法相對(duì)靈活，可以拾取不同的放樣橫截面在一條放樣路徑上形成不同的三維造型，除此，還可以實(shí)用布爾運(yùn)算，通過兩個(gè)或多個(gè)模型指定布爾算法，三維軟件可以自動(dòng)計(jì)算出模型布爾運(yùn)算后的新的造型。

4、NURBS建模法：

NURBS建模為曲面建模，NURBS是Non-Uniform Rational B-Splines的縮寫，是非統(tǒng)一有理B樣曲線，當(dāng)創(chuàng)建不規(guī)格曲面的時(shí)候，具有較大的使用價(jià)值。

在本發(fā)明中，對(duì)于景觀環(huán)境的制作可以使用為：SpeedTree對(duì)樹木類建模，

該軟件包括：SpeedTree Modeler、SpeedTree Compiler和SpeedTree SDK構(gòu)成，SpeedTree Modeler主要負(fù)責(zé)樹木的建模，通過一些集成參數(shù)的調(diào)整可以自己完全創(chuàng)建一棵全新的樹木模型，也可以在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中原理的數(shù)據(jù)模型的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改，以實(shí)現(xiàn)理想的設(shè)計(jì)效果。SpeedTree Compiler主要將樹木的材質(zhì)和貼圖打包為程序所用，SpeedTree SDK主要結(jié)合程序繪制SpeedTree建模的樹木或深林。

特別地，三維軟件直接在軟件內(nèi)部整合SpeedTree的接口，通過接口直接將SpeedTree樹木庫中的樹木和花草格式調(diào)入使用。并能夠使用軟件使樹木呈現(xiàn)有風(fēng)力的動(dòng)態(tài)效果。

Wordmachine地形構(gòu)造器主要進(jìn)行地形生成軟件，主要使用它進(jìn)行地形的生成，能夠根據(jù)項(xiàng)目需要快速地建造出設(shè)定的地形結(jié)構(gòu)，并能夠使其順暢地導(dǎo)入三維軟件中，使得Wordmachine的造景更加真實(shí)、逼真。

LandScape景觀系統(tǒng)是UDK中的更高級(jí)的環(huán)境創(chuàng)造系統(tǒng)，其為基于高度貼圖的系統(tǒng)，采用虛幻引擎內(nèi)容動(dòng)態(tài)加載功能，使得資源的使用率更高。

在本發(fā)明中，所述移動(dòng)式地理信息系統(tǒng)包括輸入/輸出接口，與所述輸入/輸出接口連接且對(duì)地理信息進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，與所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連接且對(duì)地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，與所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器連接且對(duì)地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)以及與所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)連接且對(duì)地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸?shù)臄?shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)；其中所述數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)為TCP/IP通訊協(xié)議或RS485串口通訊。

在本發(fā)明中，所述LCD大屏幕顯示裝置包括主機(jī)顯示器和多媒體顯示裝置。

在本發(fā)明中，移動(dòng)式地理信息系統(tǒng)能夠采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示城市公園信息，通常如果從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的角度來看，移動(dòng)式地理信息系統(tǒng)是由軟件、硬件、數(shù)據(jù)和用戶組成。

在本發(fā)明中，所述LCD大屏幕顯示裝置包括主機(jī)顯示器和多媒體顯示裝置。設(shè)計(jì)出公園組件可以通過多媒體顯示裝置顯示出來，供研究、分析和現(xiàn)實(shí)性效果使用。

在本發(fā)明中，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元包括數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，與所述數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)連接且對(duì)設(shè)計(jì)出的公園組件數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，與所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器連接且對(duì)設(shè)計(jì)出的公園組件數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合管理的存儲(chǔ)管理系統(tǒng)，以及與所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理系統(tǒng)連接且對(duì)設(shè)計(jì)出的公園組件數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出的數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)，其中所述數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)設(shè)置成實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)出的公園組件數(shù)據(jù)的輸入，是實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)出的公園組件數(shù)據(jù)輸入的物質(zhì)載體；所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器設(shè)置成存儲(chǔ)所述成本預(yù)算系統(tǒng)和虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)單元的數(shù)據(jù)；所述數(shù)據(jù)輸出系統(tǒng)設(shè)置成實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸出，是數(shù)據(jù)輸出的物質(zhì)載體。

如圖3-圖8所示，一種城市虛擬公園交互式組合設(shè)計(jì)方法，包括：對(duì)公園進(jìn)行全新組合設(shè)計(jì)方法和對(duì)公園進(jìn)行整修組合設(shè)計(jì)方法，其中，對(duì)公園進(jìn)行全新組合設(shè)計(jì)方法包括步驟(S10)和(S20)，其中：如圖3所示，其步驟如下：

(S10)采用虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)單元對(duì)公園內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合設(shè)計(jì)，得到公園效果，所述組合設(shè)計(jì)為從所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中調(diào)取虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)單元中的景觀設(shè)計(jì)組件，并將這些景觀設(shè)計(jì)組件按照公園預(yù)期規(guī)定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)；在本方法中，預(yù)期規(guī)定的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是指按照設(shè)計(jì)者的思路和方法或者按照設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)；

將公園所需的三維模型、植被模型與環(huán)境、材料資源、材質(zhì)資源、光源與聲音等數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索提取，并將提取后的數(shù)據(jù)根據(jù)用戶的組合方式組合到一起，構(gòu)成公園效果。

(S11)：采用成本預(yù)算系統(tǒng)對(duì)設(shè)計(jì)出的公園內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行成本預(yù)算，得到公園預(yù)算；其中所述成本預(yù)算系統(tǒng)為基于BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型的方法進(jìn)行預(yù)算，所述預(yù)算方法為：

(S111)在所述成本預(yù)算系統(tǒng)中建立BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型，其中BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括輸入層、與所述輸入層連接的隱含層、與所述隱含層連接的輸出層，為后期的預(yù)算做比對(duì)；

(S112)通過所述組件獲取系統(tǒng)從所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元或所述虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)單元中調(diào)取預(yù)算組件或元素；

(S113)通過所述組件分析系統(tǒng)對(duì)獲取的組件單元數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、歸類和存儲(chǔ),其中所述組件分析系統(tǒng)對(duì)所選擇的待預(yù)算的公園組件樣本中的每個(gè)公園組件進(jìn)行初步預(yù)算，所述初步預(yù)算的方法為：在每個(gè)公園組件上標(biāo)注單元公園組件的價(jià)格，然后對(duì)采用的公園組件的價(jià)格運(yùn)用歸類、疊加的方式進(jìn)行累加，計(jì)算出總的公園組件的價(jià)格；

(S114)調(diào)用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型對(duì)待預(yù)測(cè)的公園組件進(jìn)行再次預(yù)測(cè)，預(yù)測(cè)出的結(jié)果與初步預(yù)算的結(jié)果進(jìn)行比對(duì)；如果誤差超過0.5％，則再次調(diào)用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型，再次計(jì)算；如果誤差小于或者等于0.5％，則認(rèn)為是獲取的最終結(jié)果，不再重新調(diào)用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行計(jì)算，BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型使用結(jié)束；

(S115)得出精度較高的計(jì)算結(jié)果，輸出計(jì)算結(jié)果；

S12：采用LCD大屏幕顯示裝置播放公園效果和公園預(yù)算結(jié)果；

在本方法中，采用LCD大屏幕顯示裝置播放效果圖能夠真實(shí)地反映設(shè)計(jì)出的公園效果畫面，通過放大顯示有利于用戶更進(jìn)一步地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的問題，或者通過效果圖，找出新的創(chuàng)新點(diǎn)。

在本發(fā)明中，對(duì)公園進(jìn)行整修組合設(shè)計(jì)方法包括以下步驟：

S20：采用移動(dòng)式地理信息系統(tǒng)采集公園景觀信息；

S21：將所采集的公園景觀信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中；

S22：在虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)單元中通過數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元模擬公園景觀現(xiàn)狀；在本方法中，運(yùn)用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中的現(xiàn)有數(shù)據(jù)，通過現(xiàn)有數(shù)據(jù)的信息組合，虛構(gòu)出公園景觀，實(shí)現(xiàn)對(duì)公園現(xiàn)狀的模擬；通過模型構(gòu)建模擬公園景觀現(xiàn)狀。

S23：對(duì)所述公園景觀現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)整和修改，獲得新公園效果；

將公園所需新增的三維模型、植被模型與環(huán)境、材料資源、材質(zhì)資源、光源與聲音等數(shù)據(jù)進(jìn)行檢索提取，并將提取后的數(shù)據(jù)根據(jù)用戶的組合方式組合到原有的公園效果中，構(gòu)成新公園效果。

S24：采用成本預(yù)算系統(tǒng)對(duì)新公園效果進(jìn)行成本預(yù)算，得到新公園預(yù)算；

S25：采用LCD大屏幕顯示裝置播放調(diào)整后的新公園效果和新公園預(yù)算結(jié)果。

其中，所述成本預(yù)算系統(tǒng)為基于BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型的方法進(jìn)行預(yù)算，所述預(yù)算方法將上文所述。

在本發(fā)明中，通過所述組件獲取系統(tǒng)從所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元或所述虛擬場(chǎng)景設(shè)計(jì)單元中調(diào)取預(yù)算組件或元素，在本發(fā)明中，成本預(yù)算系統(tǒng)可對(duì)設(shè)計(jì)出的單元系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)算，也可以對(duì)部分組件進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此，在預(yù)算時(shí)，就要從所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元中選出需要預(yù)算的范圍進(jìn)行預(yù)算，本發(fā)明中的調(diào)取的方法采用調(diào)取方法和篩選方法。調(diào)取方法是對(duì)需要預(yù)算的組件調(diào)到另一個(gè)系統(tǒng)中，進(jìn)行單獨(dú)計(jì)算；篩選方法的是在預(yù)算的組件中刪除掉不需要預(yù)算的單元組件。

通過所述組件分析系統(tǒng)對(duì)獲取的組件單元數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、歸類、存儲(chǔ)；在本發(fā)明中，所述組件分析系統(tǒng)根據(jù)所獲取的組件單元數(shù)據(jù)的特點(diǎn)進(jìn)行分類、歸類，比如，所獲取的數(shù)據(jù)是景觀設(shè)計(jì)中的元素，或者樹木設(shè)計(jì)中的景觀元素，或者道路設(shè)計(jì)中的景觀元素，或者是橋梁設(shè)計(jì)中的景觀元素。如果是同一類的景觀元素，比如同樣屬于園林景觀中的元素，則可分為軟質(zhì)設(shè)計(jì)元素，如樹木、水體、和風(fēng)、細(xì)雨、陽光、天空；另一類是硬質(zhì)設(shè)計(jì)元素，如鋪地、墻體、欄桿、景觀構(gòu)筑。軟質(zhì)的設(shè)計(jì)元素被稱軟質(zhì)景觀，通常是自然的；硬質(zhì)的設(shè)計(jì)元素，被稱為硬質(zhì)景觀，通常是人造的。如果是不同類的設(shè)計(jì)元素，比如橋梁設(shè)計(jì)與河流設(shè)計(jì)景觀，這兩種截然不同風(fēng)格的設(shè)計(jì)元素中，可采用聚類分類算法對(duì)其設(shè)計(jì)組件進(jìn)行分類，也可以采用決策樹算法等其他分類方法，這取決于不同類設(shè)計(jì)組件中的設(shè)計(jì)元素。

所述組件計(jì)算單元建立BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型，通過建立BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型計(jì)算公園造價(jià)數(shù)據(jù)，其中BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包括輸入層、與所述輸入層連接的隱含層、與所述隱含層連接的輸出層，為后期的預(yù)算做比對(duì)。

在本發(fā)明中，通過建立BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型計(jì)算公園造價(jià)數(shù)據(jù)是采用以下方法進(jìn)行的。

如圖6所示，所述BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型為基于Matlab軟件建立起來的數(shù)據(jù)模型，建立所述BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型的方法為：

(1)對(duì)BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行初始化，對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的權(quán)值和神經(jīng)元閾值進(jìn)行初始化；

通常在模型建立開始，要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行初始化處理，這樣做的的目的是使對(duì)BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行初始化，對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的權(quán)值和神經(jīng)元閾值進(jìn)行初始化成有效的狀態(tài)，以使后期的處理數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確。系統(tǒng)首先依據(jù)其本身的輸入輸出序列(X，Y)來確定神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)各層各自的節(jié)點(diǎn)數(shù)，然后進(jìn)行連接權(quán)值的初始化。包括輸入層、隱含層和輸出層神經(jīng)元間的連接權(quán)值Wij、Wjk，以及隱含層閾值θj，輸出層閾值θk。

(2)收集待預(yù)測(cè)的設(shè)計(jì)出的公園組件，作為預(yù)測(cè)的樣本，確定量化指標(biāo)，選擇待計(jì)算的設(shè)計(jì)組件，輸入選擇的公園組件并設(shè)置期望輸出；

在本方法中，輸入要預(yù)算的公園組件，比如在新的設(shè)計(jì)中，新增加了橋梁、草地、樹木，那么要計(jì)算新設(shè)計(jì)的單元組件時(shí)，就要選中上述提及的單元組件，將其放置于要預(yù)算的系統(tǒng)中，這時(shí)輸入的是單元組件，期望輸出的是價(jià)格，那么就設(shè)置好期望輸出的單位。

(3)根據(jù)計(jì)算公式求隱層和輸出層各個(gè)單元的輸出，其中n₁為隱含層單元數(shù)，n為輸入單元數(shù)，m為輸出單元數(shù)，a為[1,10]之間的常數(shù)。

在本方法中，視為數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備階段，對(duì)輸入的公園建筑數(shù)據(jù)為采集到的樣本。由于網(wǎng)絡(luò)的輸入層和輸出層是與外界聯(lián)系的接口，這兩層的節(jié)點(diǎn)數(shù)一般由應(yīng)用對(duì)象的實(shí)際問題確定，不能任意選取，故是固定的。隱層在網(wǎng)絡(luò)中起著及其重要的作用，隱層的多少能在不同程度地影響網(wǎng)絡(luò)能否收斂，收斂速度的快慢、記憶能力及歸納和泛化的能力。在本步驟中，如果隱含節(jié)點(diǎn)數(shù)目過少，則樣本就很難被識(shí)別出，難以完成訓(xùn)練，并且網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性也會(huì)降低，如果節(jié)點(diǎn)數(shù)目過多，則會(huì)增加網(wǎng)絡(luò)的迭代次數(shù)，就延長了網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練時(shí)間，導(dǎo)致預(yù)測(cè)能力下降。輸入層在應(yīng)用時(shí)可以選先選擇數(shù)量小的隱節(jié)點(diǎn)訓(xùn)練，如果效果不好再逐漸增大。在具體實(shí)施例中，計(jì)算出的誤差值超差太大，比如誤差10％以上，則認(rèn)為效果極差，在本發(fā)明中，隱含層節(jié)點(diǎn)數(shù)目選擇為3。

在范圍[1,10]內(nèi)，取一個(gè)定值，確定a的值，則為計(jì)算每層神經(jīng)元的實(shí)際輸出值，然后根據(jù)誤差計(jì)算模型，求目標(biāo)值和實(shí)際值輸出值的誤差，見下文中的步驟(5)，其中所述誤差計(jì)算模型公式為：E_p＝1/2×∑(t_pi-O_pi)²，t_pi-i節(jié)點(diǎn)的期望輸出值；O_pi-i節(jié)點(diǎn)計(jì)算輸出值。

(4)計(jì)算每層神經(jīng)元的實(shí)際輸出值，計(jì)算公式為：

輸入樣本指標(biāo)信息(x_i1,x_i2,…,x_i8),i＝1,2,…,m,表示共m個(gè)樣本。其中y_ij是輸入層(或隱含層)結(jié)點(diǎn)i到隱含層(或輸出層)結(jié)點(diǎn)j的輸出值,n為隱含層(或輸出層)結(jié)點(diǎn)i的輸入結(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù),x_i是輸入層(或隱含層)的輸入值,w_ij是第i個(gè)輸入層(或隱含層)結(jié)點(diǎn)到第j個(gè)隱含層(或輸出層)結(jié)點(diǎn)的權(quán)值。i＝0時(shí),w_ij代表閾值,x_i＝1；

在一個(gè)具體實(shí)施例中，還可以采用以下計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算，

式中X_i－輸入層第i個(gè)節(jié)點(diǎn)的輸出值；Y_i－中間層第j個(gè)節(jié)點(diǎn)的輸出值；Z_k－輸出層中第k個(gè)節(jié)點(diǎn)的實(shí)際輸出值。

(5)根據(jù)誤差計(jì)算模型，求目標(biāo)值和實(shí)際值輸出值的誤差，其中所述誤差計(jì)算模型公式為：E_p＝1/2×∑(t_pi-O_pi)²，t_pi-i節(jié)點(diǎn)的期望輸出值；O_pi-i節(jié)點(diǎn)計(jì)算輸出值；在該步驟中，結(jié)合以上步驟(3)中的計(jì)算結(jié)果而實(shí)施。

(6)根據(jù)輸出值，進(jìn)行誤差判斷，判斷結(jié)果是夠滿足需求，如果誤差超過0.5％，則再次調(diào)用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型，再次計(jì)算，如果誤差小于或者等于0.5％，則可認(rèn)為是獲取的最終結(jié)果，不再重新調(diào)用BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行計(jì)算，BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)模型使用結(jié)束。

(61)如果滿足需求，則任務(wù)結(jié)束；

如果不滿足需求，則進(jìn)行以下步驟：

(62)根據(jù)上文描述的步驟重新計(jì)算隱節(jié)點(diǎn)誤差；在本步驟中，即重新開始計(jì)算，重選選擇新的隱節(jié)點(diǎn)，以滿足實(shí)際的需要。

(63)利用誤差計(jì)算模型求誤差梯度；

(64)修正權(quán)值；

在該方法中，從輸出層開始向后遞推到隱含層，其公式為：

w_ij(t+1)＝w_ij(r)+ηδ_jy_i

+α[w_ij(t)-w_ij(1-1)]；

其中，w_ij(t)是t時(shí)刻從神經(jīng)元i(輸入層或隱含神經(jīng)元)到上一層神經(jīng)元j(隱含層或輸出層神經(jīng)元)的連接權(quán)。y_i是神經(jīng)元j在t時(shí)刻的實(shí)際輸出。η是步長調(diào)整因子，0<η<1,α是平滑因子，0<α<1，δ_j是與偏差有關(guān)的值，對(duì)于隱接點(diǎn)為：

其中x_i是隱結(jié)點(diǎn)j的實(shí)際輸出值，對(duì)于輸出接點(diǎn)δ_j＝xj(1-x_j)(t_j-x_j)，其中t_j為輸出期望值。

在本發(fā)明中，基于BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型能夠?qū)崿F(xiàn)公園組合所需要建筑材料等信息的共享與協(xié)同工作。數(shù)據(jù)模型包含有BIM模型，該模型包括數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元、存儲(chǔ)系統(tǒng)、信息模型，其能夠采用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元和獨(dú)立的信息模型對(duì)公園的工程信息進(jìn)行編輯、輸出、顯示。

在本發(fā)明中，如圖7所示，BP人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型是由輸入層、隱含層和輸出層構(gòu)成,各層的神經(jīng)元數(shù)目不同,由正向傳播和反向傳播組成。在預(yù)算之前，有許多樣本先對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行許多訓(xùn)練的學(xué)習(xí)過程。在建立輸入、輸出學(xué)習(xí)樣本時(shí),分級(jí)宜散、不宜過細(xì),且防止樣本間出現(xiàn)矛盾現(xiàn)象。對(duì)產(chǎn)品成本進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí),從輸入層輸入影響產(chǎn)品成本的n個(gè)因素信息,經(jīng)隱含層處理后傳入輸出層,其輸出值y即為成本值。在正向傳播階段,每一層神經(jīng)元的狀態(tài)只影響下一層神經(jīng)元的狀態(tài)。

由于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是為基于誤差反向傳播算法的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，BP網(wǎng)絡(luò)由3層或3層以上的神經(jīng)元構(gòu)成，上下層之間實(shí)現(xiàn)完全連接，每層神經(jīng)元之間無連接，構(gòu)成具有層次結(jié)構(gòu)的前饋型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，其學(xué)習(xí)過程由信息的正向傳播和誤差的反向傳播兩個(gè)過程組成，建立公園組件成本BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)算模型關(guān)鍵在于確定該網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即輸入?yún)?shù)、輸出參數(shù)與層數(shù)，根據(jù)Kolmogorov定理可知，3層BP網(wǎng)絡(luò)充分學(xué)習(xí)后能夠逼近任何函數(shù)，因此，在本發(fā)明中采用3層BP網(wǎng)絡(luò)對(duì)虛擬設(shè)計(jì)出后修正后的公園進(jìn)行成本預(yù)算，該網(wǎng)絡(luò)輸入神經(jīng)元結(jié)點(diǎn)為影響公園設(shè)計(jì)成本的各種因素，即，建筑設(shè)置X₁、樹木類型X₂、景觀面積X₃、植株布局X₄，輸出為Y，因此輸出層神經(jīng)元有1個(gè)，根據(jù)Kolmogorov定理，確定隱形神經(jīng)元數(shù)為9個(gè)，通過分析，將該BP網(wǎng)絡(luò)中間層神經(jīng)元傳遞函數(shù)設(shè)置為S型正切函數(shù)。

在將公園的規(guī)模、類型和公園價(jià)值定性化因子定量化后，對(duì)于包含、植株、橋梁、景觀、樹木、建筑設(shè)施等各種不同影響成本因子的公園來說，由于影響因子不同，其成本預(yù)算時(shí)，衡量大小也不同，級(jí)差也不同，趨向也存在不一致，因此必須利用效應(yīng)系數(shù)為樣本進(jìn)行規(guī)范化和同趨化處理，歸一化公式為：

其中，F(xiàn)為歸一化輸出，X為構(gòu)成公園組件中的景觀元素，n和j表示個(gè)數(shù)。在對(duì)樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理，樣本數(shù)據(jù)歸一化，運(yùn)用MATLAB R2007進(jìn)行仿真。下面結(jié)合一個(gè)具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的說明。

在輸入公園組件中，選取公園景觀樣本數(shù)據(jù)如下：

將上述樣本進(jìn)行歸一化處理，處理后：

在本文中，采用極差化處理方式，即x_i＝(x_i－x_min)/(x_max－x_min)，把搜集的數(shù)據(jù)歸一化到[0，1]之間，然后進(jìn)行誤差分析，將上述數(shù)據(jù)帶入公司，分析結(jié)果為:

因此，本模型與傳統(tǒng)的預(yù)測(cè)方法相比，依據(jù)其本身所具有的自適應(yīng)自學(xué)習(xí)能力的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，更能適應(yīng)工程造價(jià)的動(dòng)態(tài)變化，使預(yù)測(cè)結(jié)果更為準(zhǔn)確。

在本發(fā)明中，通過實(shí)際值和預(yù)測(cè)值之間的相對(duì)誤差可知，預(yù)測(cè)出來的結(jié)果較為精確，可以通過本方法精確的計(jì)算估計(jì)公園設(shè)計(jì)的造價(jià)，然后整體評(píng)估公園設(shè)計(jì)的可行性，判斷設(shè)計(jì)的公園是不是符合現(xiàn)實(shí)，判斷設(shè)計(jì)出的公園是不是滿足工程可行性研究的投資估算需要和初步設(shè)計(jì)的概算要求。本發(fā)明中利用MATLAB工具箱中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行運(yùn)算，非?？旖莺啽?。

在發(fā)明中，設(shè)計(jì)人員進(jìn)行公園設(shè)計(jì)后整改后，也隨之得出其造價(jià)信息，其具有以下有益的效果：

1、能夠自動(dòng)計(jì)算成本：每個(gè)模塊都帶有成本，

2、公園組合設(shè)計(jì)：新概念公園設(shè)計(jì)，對(duì)新主體公園進(jìn)行新的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)之后能夠自動(dòng)顯示成本。

3、能夠?qū)?shí)體公園模擬，將實(shí)體轉(zhuǎn)化成數(shù)字圖像的形式，對(duì)實(shí)體公園進(jìn)行分析。

4、通過模擬公園，結(jié)合公園實(shí)際情況，分析公園存在的問題，對(duì)改善公園、提高公園管理、服務(wù)水平；

5、通過用虛擬技術(shù)模擬實(shí)體公園能夠研究公園的植物生長情況、病害情況、植株新培植或移除；

6、通過對(duì)公園墑情采集，分析植株水源參數(shù)監(jiān)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，制定出符合公園計(jì)劃用水管理、多種灌溉的方案；

7、根據(jù)公園需要，對(duì)燈光設(shè)計(jì)、景觀設(shè)計(jì)等都具有重要的參考、分析價(jià)值。

雖然以上描述了本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，這些具體實(shí)施方式僅是舉例說明，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的原理和實(shí)質(zhì)的情況下，可以對(duì)上述方法和系統(tǒng)的細(xì)節(jié)進(jìn)行各種省略、替換和改變。例如，合并上述方法步驟，從而按照實(shí)質(zhì)相同的方法執(zhí)行實(shí)質(zhì)相同的功能以實(shí)現(xiàn)實(shí)質(zhì)相同的結(jié)果則屬于本發(fā)明的范圍。因此，本發(fā)明的范圍僅由所附權(quán)利要求書限定。