还在死磕GIS?景观师“玩水”有了新工具!
如何通过塑造地形营造景观水体?
如何评估不同水域治理方案下的洪涝风险区?
如何推演滨水缓冲带的气候韧性?
景观设计总是离不开对“水”的考量,因此这些问题常常受到设计师们的关注。
三亚红树林公园的指状湿地把海潮引进公园 © 土人设计
水文与地形的动态关系在设计中主要靠GIS等高线地形图、模型或动态水文分析图来表达,修改参数十分繁杂,难以快速推演多个设计方案,在向甲方汇报时也不够直观。
景观地形模型 © Sabrina Wang, Chris Tomasetti
活水沙龙推出的AR活水沙箱是一款有趣且实用的设计辅助工具,帮助解决这些痛点。它能在沙子塑造的任意地形上,进行高程模拟、水文模拟、互动手势模拟降雨、一键全地形降雨及排水模拟等操作。
它还受到央视科教频道的关注,拥有了一期属于自己的专栏节目。AR活水沙箱怎么使用,有什么神奇之处?让我们一起来看看吧。
什么是AR活水沙箱?
AR活水沙箱的全称是“增强现实(AR)流域模拟器”,是一种交互式增强现实3D展示的机器,能够将计算机传感器生成的图像输入实时叠加到现实环境中。
AR流域模拟器(活水沙箱)© 活水沙龙
参与者可以随意用手或者铲子塑造沙子形成高山或盆地等各类地形。动作传感器利用深度检测技术实时检测手势与沙子,并在沙子上叠加出色彩丰富的高程地图以及等高线,其中暖色代表高海拔地区,冷色则代表低海拔地区。
在AR活水沙箱上方张开双手,雨水就会落在沙子表面上,并随着重力流动到地势最低处。整个流域都在操控之中。
AR活水沙箱最初由加州大学戴维斯分校地球科学中心开发。2020年,不止鱼科技旗下的活水沙龙引入此项技术,并与美国关岛大学教授团队联合进一步升级研究。
它的水流及降雨模拟可视化基于Saint-Venant 浅水方程和Navier-Stokeser-Stokes流体运动方程。浅水方程是描述浅水流动的数学模型,它能揭示浅水流动的一般规律,是反映浅水流动的一个依据。基于这些方程的水流及与降雨模拟保证了模拟器的准确性和科学性。
Navier-Stokeser-Stokes流体运动方程
助力景观设计与研究
AR活水沙箱能够帮助景观专业研究机构和设计公司通过沙箱进行地形变化导致的水流动态、河道水体系统治理成效、洪水演替、滨河缓冲带修复等多方面研究。
例如,瓦地设计公司的设计师利用AR活水沙箱和合作方一起探讨如何在河道修复项目中重现设计场地地形,模拟河道洪水,根据结果及时调整设计并反馈至最终方案中。
英国纽卡斯尔大学的研究人员用沙箱学习、研究并评估各地区洪水带来的风险。
Zephyr教育基金会用沙箱还原波士顿城市地形,并利用虚拟降雨探索海平面上升和风暴潮时候的情景。
迄今为止,全世界超过150所大学、科研中心、会议机构、政府机构和学校中使用过AR活水沙箱。
AR活水沙箱也在亮相了多个国内专业平台,如中国水博览会水务高峰论坛、中国城市科学研究会景观学青年论坛、韩江水情教育基地等,现场嘉宾及观众对其表现出极大兴趣,积极互动,现场反响热烈。
中国城市科学研究会景观学青年论坛现场
中国水博览会水务高峰论坛现场
活水沙箱的更多功能
教育和科普
通过与AR活水沙箱交互,教师可以演示水文水力学、景观地理、雨洪管理相关知识,例如如何阅读泛洪平原地图,如何理解等高线、流域、集水区、城市水文系统等概念。教师还可以通过沙箱展示地球表面多样的地貌,鼓励学生自己动手塑造地形,并讲解如洪水、侵蚀、地质构造、冰川作用等的形成过程。
沙箱用于小学科普教学
加州大学戴维斯分校大学教授就利用沙箱给水文及地貌专业的大学生授课。学生前往野外勘探学习之前,会先用沙箱观察了解场地地理构造。
公众参与
在会议和讨论中,AR活水沙箱能够动态演示雨洪或径流对周边社区和居民的影响,以及地势、地形改造的可能性,互动演示让大众或者政府决策者有具象而直观的理解。
居民参与体验社区雨洪评估
儿童参与和互动
规划和管理决策
此外,AR活水沙箱还可以模拟环境变化,帮助政府和规划部门完成相关的自然灾害规划决策。例如,美国地质调查局柯斯卡特火山观测站利用沙箱研究圣海伦斯火山爆发时的岩浆如何向山下流动。
如何拥有一台AR沙箱
目前活水沙龙积极与各界科学家、教育者及开发者合作,进一步优化加强AR活水沙箱的功能与使用领域,并提供一站式购买安装服务,快把有趣的AR科技应用到你的研究或教育中吧!AR活水沙箱的多种型号,适合不同应用场景的客户:
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