濱江濕地虛擬仿真技術設計

侯惠波 呂星曈 高媛 王雪

摘要：濕地旅游虛擬現實系統通過數據采集使用戶能夠身臨其境地觀察、感受到濕地中的動態變化，為用戶提供了逼真的視覺效果。通過虛擬旅游的方式可以為一些不能到達景點的游客提供便捷的方式，也使更多的人通過虛擬旅游的方式觀賞到濕地景觀特色，同時改善濱江濕地的現狀，推進了哈爾濱旅游行業的發展，還能更好保護濕地的生態系統環境。

關鍵詞：濱江濕地設計；虛擬仿真；旅游開發

濕地作為人類共同的財富，在調節全球氣候和維持區域生態平衡以及提供野生動植物的棲息地方面具有重要作用。濱江濕地虛擬仿真設計，簡單介紹一下，依托現代技術，將虛擬現實技術應用到濕地景區開發設計中，是一種全新的濕地設計思維方式。我們將會對濱江濕地的四區一園，兩大島，兩大棧橋，及沼澤、蘆葦動物、建筑等大量信息建成數據庫。借助頭盔式顯示器、數據手套、位置跟蹤裝置和其他必要設備以及強大的計算機系統，通過虛擬現實編輯器的相關處理，使濱江濕地中的多種景觀具有立體感和真實感，使用戶仿佛置身于其中。

一、黑龍江濕地概況及虛擬應用

黑龍江省地域遼闊、景色秀美，濕地面積占全國的1/8。哈爾濱是全國面積最大的城市濕地，也是哈爾濱八大旅游資源之一。目前已開發的濕地景區主要有太陽島濕地、白魚泡濕地、伏爾加莊園阿什河濕地、金河灣濕地植物園和哈爾濱到大頂子山沿江生態濕地。而濱江濕地開發程度較低，利用程度欠缺，但也因此保存較為完善。它位于下游近郊段，有100 多平方公里的沿江水上生態濕地保護區。濕地內有萬畝蒲田、成片菱角塘，水域景觀豐富，沼澤、灘涂、水面、潭池星羅棋布，湖湖相扣，景象壯觀。第7屆哈爾濱松花江濕地節開幕上，現場的布置以實景與虛擬相結合的布置方式，將索菲亞教堂、防洪紀念塔、關東古巷、中央大街、龍塔等哈爾濱知名建筑景點“搬”進現場。

二、濱江濕地虛擬景區旅游開發的可行性

濱江濕地旅游風景區位于松花江哈爾濱市道外區江段，面積約104平方公里，生態資源十分豐富，呈現多島、多溪、多湖、多灘的濕地風景，是罕見的江漫灘型城市濕地景觀之一。島內主要有星星島，太陽灘，月亮灘等景觀，江面棲息繁衍著江鷗、大雁、釣魚郎等近百種珍稀鳥類和多種魚類。可以說資源還是十分豐富的，但開發程度較低，帶來的經濟效益也并不可觀。門票僅為20元一位，這個價位是很低了，也許連服務費都無法收回。這也就造成了景區管理人員少，游客沒人正確引導，對資源產生破壞行為，進而對游客吸引力下降，收入低，沒錢開發，形成一種惡性循環。針對于這種現狀，我們設計了一種濕地開發方案。

結合3D掃描技術，創建3D計算機模型。對濱江濕地進行全面掃描。實地采景，只需必要的工作人員進入即可，不會對濕地景區的生態造成破壞。掃描濕地深處包括水下、蘆葦蕩和魚類。利用這種技術，游客可以在不進入濕地情況下感受濕地風光。既突破原有棧道和乘船的傳統游覽方式，又保護了生態環境。規避了開發與生態保護的難題。另一方面，現如今，VR技術已非常普遍，南方許多濕地都已將此技術運用到濕地參觀上，如西溪濕地等。所以在技術方面完全可以還原濱江濕地包括“四區一園”的景區，即碧水江天、玉帶江灣、黃金江岸、金寨江灘風景區和白漁泡濕地公園。并且通過該技術能同濕地內的動物或植物近距離接觸，充滿教育意義，可進行開發研學旅游，為研究人員提供便利。出于對景區的開發和預算考慮，可將精力及技術用到關鍵部分，即那些未開發，但極具開發價值的區域。所以在一期的開發上預計的設備采購，技術制作，人員上大概花費在10萬元。按照人均客流量500人次計算，將門票提高到45元，扣除景區日均成本，大概一天凈收入在5000，約20天便可收回成本。而且核心保護區利用VR技術還能帶領游客零距離接觸，在彌補不可深入的缺憾同時還能保護生態效益，帶來經濟效益。

三、虛擬現實濕地設計與傳統濕地設計方法相比的優勢

一是不受時間和空間的限制，可以在任意時間，從任意角度、視角來觀察和體驗濕地景觀，身臨其境般感受濕地的魅力所在。例如每年當松花江水位升至116米，濱江濕地水道湖面會更加寬廣，形成江湖相連的壯觀景象，游客此時的參觀更加不便，我們依據此種現象，通過VR頭盔，數據手套，使操作者以更加直接，有效的方式與虛擬世界進行交互，大大增強了游客與濕地的互動性，不會因為各種因素看不到而遺憾。二是哈爾濱許多大中小學生都會有課外實踐課程，而濕地作為哈爾濱的特色資源，自然會成為科普的熱點。從前的濕地探索課程，只是走一走，看一看，由于需要保護的原因，很多區域學生們無法進入，只能在棧道上“遠遠”觀望，學生們興趣不高，當然也無法真正達到科普的目的。有了虛擬技術就不一樣了，我們可以讓學生們通過VR頭盔，數據手套，在奔月長廊、逐日長廊等，在虛擬濕地中探索，發現，引發思考，從而達到科普的目的。

四、虛擬現實技術在濕地資源保護中的作用

近幾年，由于人類的破壞，以及各種原因濕地景觀面臨著將要消失的危險，許多著名的濕地都在遭受著不同程度的破壞，如何正確處理好濕地資源保護與利用的關系是我們當前面臨的嚴峻問題。將VR虛擬技術同濕地公園結合起來，可以將更深處的濕地優美景觀展現在游客的眼前。豐富的科技體驗可以減少對濕地公園開鑿建設，不需像之前那樣花費大量人力物力財力大興土木修建長達1800的觀光棧橋（棧橋是在濕地打下木樁，鋪上橫木，豎起欄桿而成，對濕地的水草產生一定毀壞）便可達到足夠的觀賞性與趣味性，可以在一定程度上減少對城市中濕地生態環境的破壞。例如濱江濕地的核心景區，龍王島和牛郎織女島，島內瀕臨滅絕的白獾，江雁等許多珍稀物種，我們建立詳細的景觀數據庫，運用現代化的手段把濕地景觀的資料、瀕臨消失的動植物通過圖片，視頻各種形式保存下來，再通過虛擬現實技術建立虛擬景觀，為將來濕地改造提供有效資料。對于已經消失的濕地景觀，也可以通過尋找遺存的各類信息資料，建立其三維景象，最終實現虛擬現實場景，讓人們感受自然給予的神奇之處，找尋原始的美麗。

五、與國內其他濕地相比的優劣勢

國內許多濕地普遍存在過度開發、生態環境破壞嚴重等問題。

在南方已有許多濕地公園通過VR技術制作宣傳片等，以展現其濕地風貌特色。例如蘇州濕地科普全景宣傳片，西溪國家濕地公園宣傳片等。技術上的不成熟和體驗感欠佳讓虛擬技術在社會上沒有收獲到良好的反饋。因此，已有的濕地VR視頻 在內容和體驗上的單一重復、缺乏記憶點，是現有虛擬技術運用在濕地公園中所存在的不足。

針對于現有VR技術和濕地公園發展現狀，我們從濱江濕地公園特有的地理環境出發，在設計中更注重參與度和體驗感。

景區主要有三區：入口服務區、低碳娛樂區、生態涵養區。我們將在這三區進行改造，在生態區與娛樂區的制作中通過鏡頭的軌道運動，與現實中的機器操作結合起來，游客在觀看中，能夠感受到上升下沉、水花濺起、生物游過等沉浸式的體驗。在所需技術一致的條件下，這種互動式的觀影體驗能夠更好地加深游客們對濕地優美景色的印象，兼具娛樂、科普和陶冶情操的功能。而入口服務區設虛擬仿真小屋，360度展示濱江濕地全貌，讓游客對濕地整體有一個簡單了解。

六、虛擬現實技術在濕地設計上的發展前景

近年，虛擬旅游系統隨著科學技術的發展得到廣泛應用。濕地旅游虛擬現實系統使用戶能夠身臨其境的觀察、感受到系統中的動態變化，為用戶提供了逼真的視覺效果。濕地的核心區域是被保護的，無法被游客所參觀，這就會降低游客對濕地體驗與感受。而虛擬現實技術的應用會改變這一情況，利用虛擬現實技術對濕地核心區域的采集、成像，最終傳達到人眼。

虛擬現實技術與濕地旅游的結合不用投入大量人力，也不像傳統項目需要投入龐大的資金，需要的空間也較小。同時，隨著科技的不斷進步與發展，虛擬現實技術會越來越成熟，虛擬現實技術的成本也會被降低，這就更方便應用到濕地旅游中。加之數字化的今天，人們對新技術的需求，也為我們的濕地虛擬仿真設計提供了廣闊的發展空間。

結語：

濕地是人類的寶貴財富，而科技同樣也對人類進步產生著強大的推動作用，自然與科技結合，保護與利用并行，才是我們追求的最理想的效果。而濕地旅游與虛擬現實技術的結合便是最好范例。

參考文獻：

[1]李慧，石長波.虛擬旅游在哈爾濱濕地開發中的應用[J].科技致富向導，2013.

[2]焉申堂，康鐵鑫.王薇娜.淺談黑龍江省濕地資源空間分布及濕地建設發展方向[J].防護林科技，2014.

[3]張雋殊，呂秀玲.基于生態理念的黑龍江省濕地游產品開發研究[J].產業研究，2015.

基金項目：

本文系《基于虛擬現實技術開發濕地生態游》的研究成果之一。