基于LiDAR点云“边界-地面-天空”融合的城市公园三维可视性精准量化方法

针对地面点云稀疏性导致的三维可视域计算偏差问题，研究人员提出“点云-射线-多面体”理论框架，通过“边界-地面-天空”融合方法优化地面可视域计算精度。案例验证表明，该方法能以1m×1m分辨率精准模拟城市公园三维可视性，为景观规划与智慧城市发展提供技术支撑。

　　

在城市绿色基础设施研究中，公园三维可视性作为人类景观空间感知的核心指标，直接影响居民环境满意度与生活质量。然而，现有基于数字高程模型(DEM)或简化3D等视体的方法存在植被遮挡模拟失真、单点观测局限等问题，尤其地面点云稀疏性导致的可视域计算偏差长期未解。为此，福建某研究团队在《Journal of Environmental Management》发表研究，提出创新性“边界-地面-天空”融合理论，通过LiDAR点云精准量化城市公园三维可视性。

研究采用五步法技术路线：首先通过点云体素化(voxelization)构建规则网格结构，随后划分地面/非地面边界，分别计算空中可视体积与基于地面连续性补全的修正地面可视体积，最终导出体积指数(VI)。福州茶亭公园的验证显示，该方法在1m×1m分辨率下显著提升计算精度，尤其解决了稀疏点云区域可视域低估问题。

Voxelization结果显示，体素化处理有效降低数据量并保留空间特征，为后续计算奠定基础。Effect of sight distance分析表明，可视距离(d)与三维可视体积(V)呈正相关，而体积指数(VI)能更敏感反映空间感知差异。Conclusion部分强调，该方法突破传统单点观测局限，实现任意视点的三维可视空间计算，其“地面连续性补全”策略为点云数据处理提供新思路。

该研究的核心价值在于将LiDAR技术从植被结构测量拓展至人本视角的视觉体验评估，建立的“点云-射线-多面体”框架为智慧城市景观规划提供量化工具。通过整合DEM与点云优势，既克服植被遮挡造成的天空可视域计算偏差，又通过地面点云补全算法提升数据利用率。研究团队特别指出，未来可结合VR技术实现动态可视性模拟，进一步推动景观设计从形态美学向人本体验的范式转变。