在W生发现探索阶段，通过计算机演示学生可能的各种解答方案；通过计算机动画，将一个复杂抽象的空间几何问题转化为一个简单有趣的活动；通过活动调动学生的积极性去发现问题的本质，理解本节课“空间问题平面化”的思想精髓。在练习中用几何画板来分析各种解法，既快捷又准确，通过变化直线的颜色可以起到区别和强调的作用，同时也将正确答案显示在屏幕上，便于学生检查和矫正。在处理教学重难点时，采用合作探究的方法，通过“各自发表见解―综合讨论，归纳成文―展示成果”的过程，培养学生的合作探究能力。在整个教学过程中，笔者合理地应用了电子白板的聚光灯、拉幕、遮盖、拖拽、超链接等技术，提高了教学的有效性。
教材分析
本节课是数学必修2第二章2.1.2“空间中直线与直线之间的位置关系”第一课时的内容。鉴于本节课的重要性，安排了两个课时教学，本节课是第一课时。主要学习内容有两个：一是异面直线的概念，二是异面直线的夹角。
本节课是对学生原有的平面知识结构基础的拓展，也为今后学习立体几何知识打下基础，同时，异面直线也是高考考查的热点之一，其重要性不言而喻。因此，本章知识起到了承上启下的作用。
学情分析
空间直线的三种位置关系在现实中大量存在，学生已有一定的感性认识。其中，相交直线和平行直线都是共面直线，学生对它们已经很熟悉，异面直线的概念学生比较生疏，从知识储备的角度来说，学生已经掌握平面内两条直线的位置关系，为探究空间关系打下基础，同时高一学生也具备了一定的探究能力。
教学目标
知识与技能目标：①理解异面直线的概念；会判断两条直线是否为异面直线；②理解异面直线所成角的概念；会求简单的异面直线所成角的大小。
过程与方法目标：①培养空间想象能力和化归转化能力；②了解科学学习方法和研究方法，增强创新意识和实践能力，训练独立分析问题、解决问题的能力；③经历异面直线概念的形成过程，借助平面的衬托，体会异面直线的直观画法，并能够画出两异面直线的位置关系。
情感态度与价值观目标：①通过本节课的学习，感知数学，体验数学；②激发学习兴趣，培养投身科学、追求真理的积极情感；③能够自主发现问题与解决问题，并养成独立思考的习惯。
教学环境与准备
采用电子白板、微视频、几何画板等有效教学手段，通过对图形的观察、实验和画图，实现师生交互、分层教学，使学生进一步了解空间中直线与直线的位置关系。
教学过程
1.创设情境，复习回顾，提出问题
教师首先呈现思考问题（如下页图1），然后设疑：空间中直线与直线是否仍然存在这种位置关系？接着利用电子白板的拖拽、遮盖功能给出相应答案，并展开师生互动。
设计意图：由教科书“思考”中的问题，引起学生注意，诱发他们探知的欲望，养成思考问题的习惯。
2.自主合作，探索新知，应用提升
①异面直线的定义。
师：请同学们说一说生活中常见的十字路口所形成的两条直线是什么位置关系？立交桥的建立有什么作用？立交桥所代表的两条直线是什么位置关系？
生：立交桥所代表的两条直线既不相交，又不平行。
师：生活中这样的例子还有很多，利用电子白板的拉幕功能给出其他的例子（如图2）。
设计意图：由生活出发，让学生观察空间图形中直线的位置关系，直观感知空间中两条直线间的位置关系，发现特征，再利用白板的拉幕功能给出更多实例，让学生直观感知。
师：这种关系我们定义为异面直线。我们把不同在任何一个平面内的两直线叫做异面直线，其关键点是不同在任何一个平面内。
教师利用白板的聚光灯、标注功能进行强调；学生观察、思考并讨论。
师：同学们请结合直观感知，总结出空间中两条直线的三种位置关系。
教师插入微视频；学生观看视频，总结得出三种位置关系。
设计意图：给出异面直线的定义，并强调不同在任何一个平面内的直线才叫异面直线，利用电子白板的聚光灯、标注功能对异面直线的定义进行强调，加深学生的印象，进而完成异面直线概念这一教学目标，同时突出第一个教学重点。
②异面直线的画法。
教师利用几何画板演示异面直线画法，利用一个平面和两个平面分别衬托异面直线（如图3），其中两个平面衬托画法给出相关动画演示。
设计意图：利用几何画板演示异面直线画法，借助图形强调直线与平面的位置关系，能让学生体会数形结合思想的运用，并且突破“异面直线画法”这一教学难点。
教师引导学生对“异面直线的画法”展开合作探究，先让学生自主还原正方体，找一位学生上黑板进行还原，主要确定各点的位置关系，通过拖动字母，将点标在正确的位置（如图4），接着给出动画演示，进行检验。
设计意图：本环节教师提出问题，调动学生思考，从不同的角度帮助学生加深对概念的理解，培养他们的空间图形与平面图形之间相互转换的能力，并通过信息技术的有效引导，完成三维教学目标。
③异面直线a与b所成的角。
展开师生互动环节，教师先由平面内两条直线所成的角引入到空间直线的成角，即异面直线成角的概念（如下页图5），接着，利用超链接几何画板，引入动画，将图像直观形象地呈现在学生面前。
设计意图：引导学生知道异面直线间也有成角，这个概念既本节课的教学重点也是教学难点。因此，本环节利用几何画板引入动画，直观形象，进而突出重点，突破难点。
3.例题讲解，巩固新知
教师利用电子白板呈现例题（如图6），要求学生自主结题，写出疑问，教师针对问题详细讲解（如图7）。
设计意图：这个环节是为了让学生养成借助正方体模型判断问题的习惯，克服平面内两直线定势思维的影响，将平面内容上升到空间关系。让学生掌握数形结合思想的应用，掌握解决抽象问题的方法，这样、既可以巩固本节课的主要内容和思想方法，又实现对知识的再次深化，进而突破难点。
4.课堂小Y
教师首先提出问题：“本节课都学习了哪些内容？”然后由学生逐一列出后，教师根据学生的思路，拖出内容，并进行补充，学生交流、总结出本节课所学的内容。
教学反思
本节课的教学活动分两种形式展开。
一是以教师为本，进行传授式学习，通过直观感知和操作确认的方法，概括出异面直线的概念。教学中，采用交互式电子白板、几何画板等有效手段，师生交互，通过对图形的观察及还原，使学生进一步了解空间中直线与直线的位置关系。利用向学生提供研究数学活动的机会，激发学生的学习积极性，使学生主动参与学习的全过程。
二是以学生为本，采取主题探究式教学，整节课由以下学习方法贯穿：①对照比较学习法。学习空间直线间的关系，并与平面直线位置关系相对照。②探究式学习法。学生通过分析、探索，得出异面直线的定义。③反馈练习法。检验知识的应用情况，找出未掌握的内容及其差距。这样可以发挥学生的主观能动性，有利于提高他们的空间想象能力。
新课程标准注重信息技术与数学课程整合，强调“高中数学课程应提倡利用信息技术来呈现以往教学中难以呈现的课程内容，在保证笔算训练的前提下，尽可能地使用科学型计算器、各种数学教育技术平台，加强数学教学与信息技术的结合，鼓励学生运用计算机、计算器等进行探索和发现”。本节课笔者力图在这一方面有所尝试：
第一，将大量的信息放到课件中，通过演示的方式让学生学习。这种方式既增加了课堂容量，节省了时间，使学生有更多的时间来思考和练习，又将复杂抽象的空间几何问题用直观形象的图片和动画显示，使学生更容易理解问题的本质，达到了很好的教学效果。
第二，在学生自主合作、探究新知阶段，通过演示学生中可能出现的各种解答方案、通过计算机动画，将一个复杂抽象的空间几何问题转化为一个简单有趣的活动，通过活动调动学生的积极性，使他们主动去发现问题的本质，去理解本节课“空间问题平面化”的思想精髓。
第三，在练习中用几何画板来分析各种解法，既快捷又准确，通过变化直线的颜色可以起到区别和强调的作用，同时也将正确答案显示在屏幕上，便于学生检查和矫正。
第四，在课堂小结阶段，通过超链接和回放使学生对本节课有一个整体的认识，让学生的思路清晰明了。
展示的环境规划设计是整个展示的基础，展示的空间设计是在建筑和室内环境下进行的，建筑环境对展示空间设计有直接的影响和限制。因此，对建筑环境进行合理的规划，获取可发展的空间元素。一个展示的成功与否，直接与规划设计有关，好的规划通过主题、分类、导向等综合设计来体现。
合理的布局，把展区分为几大类，可以方便参观者选择需要的目标，也使得人群分流，不会出现拥挤的场面。通过同类集中、动静结台、大小组合等形式，使得展区充满生动活泼、热烈的气氛。通过建立独特的展示形象，以求获得更大的商业利润，在合适的地点、时间和价格上，造成具有吸引力和诱导性的展示。
在平面设计中，空间是一种尤为生动的设计元素，能够吸引人们的目光，给人留下深刻印象。我们常常将设计师画出来的形状命名为“正形”，而周围空白的部分称之为“负形”。许多图形都证明了正负形两者同样重要，因此，展示空间也有创意设计的方面，它可以向人们传达一种空间感。展示空间与绘画的平面形态不同，它不是设计师有意创造或刻意使用的元素，所有的事物都有自己存在的空间，对于展示酾十师来说，如何合理利用空间才是最重要的，它不仅承载设计作品的形式与形态，还决定了设计的美感。对空间尺度的把握，体现了设计师对展示空间的感受。
展示空间也体现了时间与活动的特征。在展示设计中，时间是一个重要的因素，在欣赏的过程中运动也成了关键的组成部分，人们必须围绕着展区缓步行走，慢慢感受整个空间，体会流动和节奏的美感。来看中国的建筑代表苏州园林，那些迂回曲折的道路，不断变化的视点，到空间的转换，正负空间的对比，层次的递进，以及尺度的微妙变化，无一不给我们以启迪与借鉴。
展示设计师不仅要依赖于环境设施条件进行设计创作，而且也依赖于正确处理好“人、产品、环境”之间的关系。展示谢十是以人为中心的设计，人是衡量尺度的标准，要保证人有必要的活动自由度，要符合人体工程学，心理学的要求。设计师要注意人体对尺度关系的感知和适应能力，以及人们的心理、生理承受能力，当展示空间的尺度关系处理的不恰当，就会产生问题，例如造成人们的不舒适或不愿意观看。
在展示设计中，对人体工程学的研究是设计师确定各项设计形式、制定各项标准的依据，因此，了解人们在展示环境中的行为运动状态和适应程度，是确定各种展示空间数值的基础。在展示活动中，人的基本活动行为是行走和观看，我们在研究展示空间设计中各种物体的尺度，也都围绕人的观展行为而展开。
从展示活动的特点来看，与尺度有关的行为主要是人的行为。人的空间尺度问题是人机工程学中最基本的内容，也是最早开始研究的内容。对人体的测量，包括人体的高度、宽度以及行为动作时的空间尺度进行科学测量运用数理统计分析，从中总结出的尺度分布规律。通过这些测量和数理统计的数值，就是我们确定展示设计有关空间尺度的依据。
在展示空间中，与尺度关系最为密切的是可容性空间，即指展示的场地、通道和其他人们活动的空间，设计师应该具备一定的预见性，全面掌握参展单位、展示主题以及产品的属性等情况，权衡各种设计要素，从而获得对展示空间和尺度的准确信息，尽可能地满足人们活动的需要。设计的手段与风格是多样的，建筑的结构有时的确限制了展示酗十的空间发展，对展示设计师来说，在原有的空间环境中，运用一定的技术手段来改变空间次序与相互关系，同样可以实现自己的设计构思。
空间尺度还与展示产品的密度相关。密度是指展示对象所占展示区域空间的百分比，设计得当的产品展示密度，不仅可提高展示的效率，也能使人们在轻松愉悦的气氛中观赏展示对象。对密度的把握，影响到展示的整个效果。过于密集的展示，容易出现难以控制的拥挤场面，而密度过低，也显得展示效果的平庸，空旷。展示的密度还与展区的空间跨度、净高有直接关系，同时受到展示产品的可视距离、展示高度、展示产品的大小、展示的形式以及不同的消费人群等因素的影响。展示设计一方面掌握人体空间尺度的活动范围，另一方面，还要注意人体的视觉尺度，根据人的视觉范围限定，注意处理好视角与视距的问题。一般来说，能使人们看到产品全貌的正常竖向视角为26度，正常横向视角为45度。观看的视距是由竖向与横向的视角决定的。垂直与水平的视角相当，视距也就会合理。这说明视角与视距是相互依赖的因果关系。视距应该是展品高度的1.5至2倍，展品的尺度与视觉尺度成正比关系。此外，利用人视角的局限性，合理安排展区的人流线路，通过展品分布的远中近，使人们在参观中建立对整体与局部有机的完整形象。
关键词：图底关系室内设计视觉互动
1.图底关系
图底关系作为从格式塔心理学引进建筑领域的一种分析图解，它被广泛的应用到现代设计中，是人的视觉系统对前景与背景做出的一种区分。这里的“图”即图形本身，例如白纸上的一朵雏菊，雏菊便是整张画面的“图”的部分，陪衬雏菊的其他部分，也就是白纸，是我们称的“底”的部分。
然而图底关系的实质是讨论画面前景和背景之间的互动转化，任何一个物体在你把他看作是“图”时，周围都是“底”；反之，把其他的看作“图”，他就是“底”，是“图”还是“底”取决于观者的视觉选择。通常，我们会用一些规律和视觉控制手段强调我们所要强调的，使“图”的特征更强。
2.室内设计中存在图底关系
通常我们对图形的感知是有选择的、不是所有对象都能得到同等强度的感知，这种差异化认知不仅仅存在于二维画面中，同样存在于三维空间里。室内空间中，认知中引人注意的物体成为“图”，退居衬托地位做为背景的成为“底”，从而产生了室内空间中的“图”、“底”之分。
在一个室内空间中，天花、铺装、陈设以及门窗由于功能、尺寸、色彩、明度、导向等多种因素的影响，存在着不同的图底关系。我们可以理解为，室内空间中的家具、陈设与地面铺装的“图”、“底”之分，即家具、陈设为“图”，地面铺装为“底”；室内的门窗作为封闭墙面的一部分，在门窗面积小于墙的面积时，门窗为“图”，墙面为底；另外顶棚与整个室内空间也存在着图底关系。
2.1室内设计中尺度的图底关系
由于视错觉的影响，当颜色质感相同的一大一小两个形态重叠在一起时,我们通常认为那个小的形态为“图”，大的形态为“底”。当然，这种视错觉同样会出现在同色同质的两个形态在长短比较以及体量对比中，设计者需根据这些现象所揭示出的视知觉原理,具体情况具体分析,灵活运用,创造出丰富的室内艺术效果。
2.2室内设计中铺装的图底关系
室内地面铺装设计本身就具有空间上的图底关系。为了把家具、陈设作为前景衬托出来，则可选用素雅的单色或图案花纹简洁的铺装材料作背景；若在狭小空间内选用图案花纹繁复，色彩多杂且鲜明的地面作“底”，则容易与家具陈设混为一体，喧宾夺主；除此之外在材质上，由于质感粗矿的材料具有“前趋感”，容易造成室内空间的“收缩”，从而与室内陈设间产生紧张的图底关系，因此质感细腻的材料比较适合用于小型空间。但是，如果室内空间较大，家具及陈设少，则可利用地面的花纹甚至图案分割，创造出自身的图底关系，来丰富室内空间层次。
2.3图底关系下的室内设计光环境的营造
利用聚焦光束照亮空间中最有趣味或者需要引人注意的“图”的部分，使“底”的区域保持相对昏暗，这样产生的强烈的视觉明暗对比，形成了采光上的图底关系。如室内展厅设计，光线集中在展示部位的单一区域上，其他区域保持相对昏暗或者无光，形成视觉焦点，强化空间主题，从而进一步使空间得到完善和进化。
然而光环境的设计关键不在于个别灯管、灯泡本身，而在于组织与布置。单向的进光方式可与多向进光方式有机的结合，营造层次丰富的光环境。但由于进光口是多向的，多向进光方式的处理难度较大，处理的要点在于必须只有一个焦点。例如。安藤忠雄的“光之教堂”充分体现了光明与黑暗对比共存的设计理念，白天与夜晚的光从讲台后方的十字形开进教堂中，在墙面，天花及地面拉出长长的阴影，水平方向和垂直方向的光形成十字形，仿佛产生了天堂才有的光芒。十字光柱的部分作为“图”比基底更能引起视觉上的注目。
2.4色彩及其他方面的图底关系
不同性质的空间载体所带来的图底关系在室内设计领域中而引发的视知觉感受还有很多，除上面提到的尺度，铺装，照明等方面外，还有色彩图底关系、动静图底关系、立面图底关系、顶棚图底关系等，这些图底从室内空间整体关系来看,造型越复杂,颜色越鲜艳，运动或是有动感的就越容易被注意而成为“图”,反之则成为背景。
另外，在进行矮空间的室内设计时,设计者应淡化顶棚,强化立面。引导观者的注意力集中到立面上,使空间没有低沉感;但若室内空间高且空旷,则应加强凸显顶棚的图底关系,扩大空间视知觉,丰富空间层次，消除空旷冷清感。
3.室内设计中诱发视觉互动的图底关系
众所周知，人在空间中运动,眼睛也随着感受空间中的变化,扫描物体产生刺激,这时物体与物体间的相互关系,随着人的位置的不同而发生转变。所以在室内空间中,图底关系没有绝对的,一定是相互转换的，即“图”与“底”之间是可以相互交替与转换的。在室内设计中应用图底互换形式必须要通过诱发观察者的视点转换,视角转移，维度切换来实现我们的设计目标，应根据视知觉原理,设计与引导人的流线,使这种被诱发出来的视觉互动给受众带来一定的陌生感、惊奇感，让受众不由自主地对“图”开始进行积极主动的认知。利用这种特殊的视觉控制手法，通过对室内空间中“图”的形体、尺度、照明、色彩以及布置关系的设计和调节，设计师便可有目的地注重表达“图”、“底”的自身意义，使观者在每个角度观看时都能具有预期的图底视觉效果的呈现，引发受众的视觉互动。
5.结束语
室内设计中，要明确区分出“图”与“底”，“图”与“底”的转化要避免由于“图底”关系的不明确造成视觉上的无所适从，从而产生不安的情绪。另外设计者也需要考量不同设计元素在不同环境中的“图底”关系，这些图底关系在空间中相互转换，可以根据视觉组织相关原理，依照具体情况，灵活运用，创造出丰富的室内艺术效果。
参考文献：
[1]张福昌.视错觉在设计上的应用[M].轻工业出版社.1983
[2]{美}鲁道夫・阿恩海姆.艺术与视知觉.[M]腾守尧、朱疆源译,中国社会科学出版社,1985
1空间信息技术与城市开放空间系统
1.1空间信息技术
信息和信息技术对当代的经济、社会、文化、生活等产生了巨大的影响。空间信息技术是20世纪60年代以来逐步发展起来的以获取、管理、分析与地理位置相关的空间信息为主的信息技术的总称。它包括遥感(remotesensing,RS)、地理信息系统(geographyinformationsystem,GIS)、全球定位系统(globalpositioningsystem,GPS)(简称3S技术)等。利用遥感技术可以远距离无接触地快速获取地面各种地物的实时信息;借助地理信息系统技术对整个或部分地球表面与空间有关的数据进行采集、存储、管理、分析、显示和应用;全球定位系统能在任何时刻为全球任何地方的用户提供三维位置、三维运动速度和精确的时间等信息。遥感技术的优势在于它的短周期、视野广阔、信息量丰富及可定时定位观测;地理信息系统的强大之处在于它将空间信息的处理与属性信息完美结合起来,为用户提供了空间检索和分析功能。以“3S”技术为代表的空间信息技术不再局限于数据的采集,而是强调对地球空间数据和信息从采集、处理、量测、分析到管理、存储、显示和的信息流全过程[1]。空间信息技术把整个人类的生活环境作为主要的研究对象,具有信息获取的客观性、信息定位的准确性、信息管理的灵活性、信息分析的空间性、信息表达的直观性等特点[2]。
3S技术集成已成为现代空间信息技术发展的必然趋势。全球定位系统的组合技术系统为遥感对地观测信息提供了准实时或实时的定位信息和地面高程模型,遥感对地观测的海量波普信息为目标识别及科学规律的探测提供了定性或定量数据;遥感、全球定位系统、地理信息系统的集成将使地理信息系统具有获取准确、快速定位的现势遥感信息能力,实现数据库的快速更新和在分析决策模型支持下,快速完成多位、多元复合分析[3]。遥感、全球定位系统和地理信息系统的集成技术将最终建成新型的地面三维信息和地理编码影像的实时或准实时获取与处理系统,形成快速、高精度的信息处理流程。
在自然、经济、社会中出现更多的是空间数据,空间数据是指与空间位置和空间关系相联系的数据。数据库是20世纪后期迅速发展起来的、应用范围广泛的计算机数据管理技术。地理信息系统数据库是地理信息系统的关键支撑技术,它具有数据量特别大、地理要素的属性数据和空间数据结合紧密、数据应用面广等特点。以地理信息系统数据库为依托,社会、资源、环境、经济等多种信息可以组成更庞大的空间信息数据库。空间信息数据库的主要任务是建立资源、环境、社会、经济等多种信息资料的采集、传输、处理、分析、分发、反馈、决策的网络服务体系,它是信息社会和知识经济时代必不可少的基础设施[4]。很多国家和地区已经建立了自己的空间数据库,但是技术平台的差异导致数据很难实现共享,这在GIS数据库中尤其突出。为了实现GIS数据的共享,有关专家学者提出了建立分布式多空间数据库系统来实现异构空间数据源的互操作,以达到空间信息共享的目的[5]。
1.2城市开放空间与城市开放空间系统
现代城市开放空间系统的建构是在生态概念的思想基础上产生的,是生态规划设计观的表现之一。具有现代意义的城市开放空间概念大约出现于1887年的英国,之后人们出于不同的目的分别从不同的角度对其进行了诠释和应用。城市开放空间是指在一定的城市地域内,具有一定结构和多重功能的存在于城市建筑实体之外的开敞空间体[6]。它包括绿地、河湖水体、待建与非待建的空地、广场、道路及农林地、山地、滩地等空间。它们担负着城市多样的生活、活动、生物的自然消长、隔离避灾、通风导流、表现地景以及限制城市无限蔓延等多种功能,是城市生态与城市生活的多重载体。这就意味着城市开放空间是一个空间体概念、一个载体概念,它具有生态、娱乐、文化、美学等多重目标和功能。开放空间研究与可持续发展的概念相一致[7]。
城市开放空间系统则是具有一定要素构成、结构形态和功能组合的各类开放空间的集合体[6]。系统的构成要素按照基本功能的不同可以分为绿色开放空间系统和灰色开放空间系统两大类。绿色开放空间包括绿地、园林和水体,灰色开放空间包括对外交通空间、对内交通空间、广场、未绿化的闲置空地等。城市开放空间系统与城市的生态系统、经济系统、社会系统相互支撑、相互交叉重叠共同构成城市巨系统。城市开放空间系统具有实用功能、生态功能、文化功能、景观功能和调控功能等,它是城市地域内人与环境协调共处的空间前提,是改善城市结构和功能的空间调节器,也是城市建设体现生态思想、促使城市发展进入可持续状态的重要空间载体[7,8]。
1.3建立城市开放空间信息系统的必要性
城市化浪潮席卷全球,与城市化迅速发展并存的是城市的可持续发展问题,建设生态城市是实现城市可持续发展的重要支撑,城市开放空间系统是城市系统的重要组成部分,又是城市生态与城市生活的重要载体,它与城市建筑空间之间存在耦合互动关系,从而又是城市生态和城市生活的重要反映,通过对城市开放空间系统的研究人们可以对整个城市系统进行明晰的解剖和辨识。同时,城市环境的空间布局是一项刚性很强的战略任务,一旦确立了空间布局的框架并将其落实到用地上,就很难在短时期内将其改变[6]。而作为城市巨系统的重要组成部分,城市开放空间系统内部要素的变化不但会导致城市开放空间系统的变化,而且会导致整个城市巨系统的变化,而系统变化的程度和结果却正是人们想预知的。以飞速发展的计算机技术和空间信息技术为支撑的城市开放空间信息系统,可以获得确定空间区域的实时空间信息数据、实现对区域空间信息数据和属性数据的各种分析、实现对城市开放空间系统的空间模拟和发展模拟等功能,并进一步实现城市开放空间系统的空间布局、社会经济发展对城市生态环境后果的预测与模拟。这样,人们就可以借助城市开放空间信息系统预测城市开放空间设计方案,从而可以实现城市开放空间系统的优化,这对实现城市的可持续发展具有重要意义。
2设计思想、可行性研究与开发流程
2.1设计思想
信息系统设计采用原型法思想。原型法的基本思路是:先确定部分基本要求,设计一个初步的原型,并用较短时间开发出一个实验性的简易原型,投入试运行;根据运行中出现的问题进行修改补充;然后再运行,再修改;如此反复迭代,不断完善原型(本质上称为进化型原型),最终开发成完善的信息系统[9]。
2.2系统开发的可行性研究
在进行信息系统设计之前,首先要进行系统分析,包括任务的提出、初步调研和可行性分析等[10]。城市开放空间信息系统的可行性论证包括4个方面:通过初步调查和对本部门业务工作的分析研究,确认信息系统近期和远期应用目标的可行性;论证项目的投资规模(包括硬件、软件、数据和人力资源的投资),编制预算,并估计实施后带来的经济、社会效益和实施中可能遇到的风险;论证几种可供选择的实施方案,确认技术上的可行性,确定最终方案;编制项目初步实施计划,确认实践上的可行性。
2.3系统开发工作流程
城市开放空间信息系统设计是在可行性研究的基础之上进行的,基本上可分为城市开放空间信息系统总体设计、子系统设计及系统评价等3个方面,在对信息系统各项评价结果基本满意的基础上,可对城市开放空间信息系统的功能模块进行进一步的扩展与优化。具体工作流程如图1。
图1基于原型法的城市开放空间信息系统设计基本流程(略)
Fig.1Stepsofdesignofurbanopenspaceinformationsystemwithprototypemethod
3总体设计
城市开放空间信息系统总体设计为全系统确定了整体框架和结构,它是系统研制工作的核心和系统开发的依据。信息系统总体设计流程如图2。
图2城市开放空间信息系统总体设计流程(略)
Fig.2Stepsofgeneraldesignofurbanopenspaceinformationsystem
3.1用户需求调查分析
用户需求调查分析是对用户现行业务运行管理系统的现状和用户对系统的要求进行详细的调查和分析,是系统设计和开发的准备阶段。用户需求调查分析要弄清楚包括潜在用户在内的所有用户对系统的功能、数据内容、应用范围等方面的要求,并详细考察用户原来的业务范围、工作流程以及部门之间的分工和相互关系等。
3.2系统逻辑设计
在用户调查分析的基础上,提出系统的逻辑模型,即确定系统的功能。逻辑模型的基本成分是逻辑结构、子系统划分和子系统功能分析。逻辑结构包括硬件、软件、数据库和人员等。硬件主要指信息系统运行的设备环境,包括计算机、输出输入设备以及网络;软件主要包括系统软件和应用软件,系统软件主要指计算机操作系统如WINDOWS系列,UNIX,LINIX等。城市开放空间信息系统的应用软件主要指遥感软件和地理信息系统软件如CAD,ERDAS,GeoWayImageStation,EPSCHECK,ARC\INFO,MapGIS,SuperMapGIS等。它们可以实现数据采集与输入、数据存贮与管理、数据处理与分析、成果生成与输出等功能。数据库是信息系统的核心部分,主要存贮城市开放空间的各种数据信息、城市的各种相关社会经济信息等。人员包括系统设计开发人员、系统运行和维护管理人员、操作人员和最终用户。城市开放空间信息系统(图3)包括专题信息子系统和应用信息子系统等2个一级子系统。专题信息子系统主要用于某一专题信息的管理和应用,并将获得新的信息数据返回城市开放空间信息数据库,进行必要的信息数据库更新与维护。具体而言,城市开放空间信息系统的专题子系统包括绿色开放空间信息和灰色开放空间信息等2个二级子系统。绿色开放空间信息子系统包括绿地信息、园林信息和水体信息等3个三级子系统;灰色开放空间信息子系统包括对外交通空间信息、对内交通空间信息、广场信息、未绿化的闲置空地信息等4个三级子系统。绿地信息子系统用以处理城市开放空间中与绿地相关的信息数据,它可以实现城市开放空间中绿地的布局分析、规划分析,并可以预测城市绿地布局对城市开放空间系统乃至城市巨系统造成的生态后果,从而为城市开放空间设计乃至城市整体规划中的绿地设计提供有价值的参考;园林信息子系统用以处理与园林相关的信息数据,分析园林规划的各种可能性,进一步分析园林布局变更造成的生态影响,为城市园林设计提供一定参考;水体信息子系统用以分析水体质量及其对开放空间环境质量的影响,并根据现实数据预测未来时段水体环境质量的变化情况及对开放空间环境质量的可能影响,为城市各种水体的管理提供信息和帮助;对外交通空间信息子系统用来进行城市实施对外交通时所需城市内部空间的预测与布局分析,并根据现有的信息数据进一步预测布局的可能后果;对内交通空间信息子系统基于分析现实交通线路状况的基础之上,依据现有的信息数据为未来的对内交通线路布局提供参考方案和相关分析;广场信息子系统用以分析开放空间内广场布局的合理性,进一步提供广场的需求信息,并为开放空间的广场布局提供参考方案;未绿化的闲置空地信息子系统基于各种信息数据分析闲置空地的可能用途。应用信息子系统是在综合各种因素的基础上向用户提供有关城市开放空间系统的查询和运算结果,它将专题信息子系统的运算结果进行进一步的综合、分析,得到城市开放空间中某一个或几个因子布局对于城市开放空间系统的效应,进一步预测其布局改变或者社会经济状况改变对其他因子、城市开放空间系统乃至城市巨系统的影响及其生态响应,以最终满足用户需求;可以将最终查询结果或运算结果输出成图。借助大量分布的城市开放空间信息系统的客户端,公众可以了解自己所在的城市开放空间的各种信息,了解开放空间内正在进行的某一项建设对城市造成的诸多影响,借此也可以提高公众参与城市建设的积极性。
图3城市开放空间信息系统组成(略)
Fig.3Thestructureofurbanopenspaceinformationsystem
3.3数据组织与数据库设计具体包括数据库实体设计、标准化设计、软硬件配置、系统开发计划、经费预算和组织实施。数据库是城市开放空间信息系统的核心部分,其设计质量的好坏直接影响到系统的应用、维护管理和数据更新。数据库设计的基本要求是:对数据体用非冗余结构定义;在插入、修改和删除冗余数据元素时,数据元素的结构、相互关系和从属性应保持不变;数据独立;保持数据的安全性;系统要保证数据在逻辑意义上的正确性、有效性和兼容性;要有利于数据库维护以及经常性的组织和必要的数据库操作辅助程序;要便于用户对数据的独立写入、修改、补充和删除;要有不断的扩充和更新的能力。城市开放空间信息系统数据库包括社会经济信息数据、空间信息数据、元数据和其他信息数据等。社会经济信息数据主要属于非空间型属性数据,主要包括开放空间所在城市的社会经济文化等信息数据;空间信息数据主要包括城市开放空间地形图、政区图、交通图、各类地物的空间分布图等空间型数据及其附属的属性数据等,也包括经过处理的遥感影像数据。元数据是关于数据的数据,是关于数据的质量、内容、条件和其他特性的数据,其在数据的共享中具有重要作用。所有的数据库都可以归结为地理信息系统基础数据库、元数据库和综合信息数据库。数据的管理模式为GIS管理空间数据、DBMS管理属性数据,并通过关键字段在空间和属性数据间建立关联,这种模式为空间和属性数据的单独处理提供了较大的灵活性,能发挥空间数据和属性数据管理系统各自的优点。
4子系统设计
城市开放空间信息系统详细设计是根据总体设计方案确定目标的阶段开发计划,对子系统进行详细设计,指导子系统的开发[10,11]。子系统设计以对用户需求作进一步的详细调查分析为基础,子系统设计的内容包括:子系统逻辑结构设计、数据库设计、功能模块设计和用户界面设计。
4.1子系统逻辑结构设计
每个子系统的逻辑结构包括硬件、软件、数据库和人员。软硬件应根据子系统的功能和规模并兼顾到与其他子系统的兼容来购买,城市开放空间信息系统的系统软件一般采用WINDOWS系列或者国产的LINIX系统,应用软件主要为ERDAS,ARC/INFO系列,CAD及其MapGIS系列软件;城市开放空间信息系统数据库包括社会经济信息数据、空间信息数据、元数据和其他信息数据等;人员包括子系统开发人员、运行人员、维护管理人员、操作人员和最终用户。
4.2系统数据库设计[12]
主要内容包括数据源的分析与选择;数据采集方式的确定;数据更新的技术方法;数据采集前的预处理;数据采集技术要求和技术规定;数据编辑处理和拓扑关系建立;属性项的选择、定义和属性文件的建立,与已有关系数据库的连接;数据质量控制和检查验收;平面坐标的配准、投影参数设置、与国家统一坐标系间的转换;数据接边问题;其他有关问题等。
4.3系统功能模块设计
系统应具有数据输入、图形或属性信息的查询检索、数据处理与分析、坐标变化和投影转换、图形图表显示或输出以及数据更新等功能,还应针对不同的专题子系统,涉及专题应用和辅助业务管理功能。
4.4系统用户界面设计
用户界面设计应该体现友好、方便、快捷的原则,采用汉化的菜单式用户界面,用户只需进行简单的操作就可以实现相应的功能。具体地,在系统维护管理、操作等的用户界面应该具有用于数据库维护与管理的数据输入与修改模块、数据查询模块、图形查询模块、运算结果的输出包括图形打印模块等,而在面向公众的用户查询界面和前者相比减少了数据库的维护与管理模块,数据的输出模块的功能也相对简单,其他基本相同。
5城市开放空间信息系统评价
城市开放空间信息系统评价是从技术和经济的角度对信息系统进行功能和效益评定,基本做法是将系统的运行和预期目标进行比较,评价主要包括以下项目[11,13]:系统效率评价、系统可靠性评价、系统的可扩展性评价、系统的可移植性评价、系统效益评价等5个方面,信息系统评价可采用定量评价和定性评价相结合的方法进行。
5.1效率评价
信息系统的各种功能指标、技术指标和经济指标均是系统效率的反映。初期的评价主要为城市开放空间信息系统的各项功能是否可以实现,是否可以满足用户的各项需求,所提供数据的质量是否达到了预期的设想;然后根据信息系统设计方案中系统的技术指标和经济指标体系进行城市开放空间信息系统效率的评价。
5.2可靠性评价
可靠性评价主要考察城市开放空间信息系统在运行时的稳定性、系统的数据文件和程序是否妥善保存以及系统是否具备后备开发体系等,并要进一步评价系统运行期间出现事故的可能概率、信息系统出现事故后的自我恢复状况、系统事故恢复后继续运行的稳定性等。此外,还要评价信息系统出现事故后对运算结果的处理状况,特别是对数据库文件的处理结果。
5.3可扩展性评价
城市开放空间信息系统基于原型法的设计思想,系统功能模块的开发是基于由少到多、由简单到复杂的设计思路进行的。首先开发出一个功能简单的信息系统,然后在此基础之上增加其他的功能模块,完善系统的功能。在已有信息系统的基础之上增加其他的功能模块时,不需要进行大的改动或者不影响整个信息系统的结构,不会影响整个系统运行的稳定性,是对城市开放空间新型系统设计的基本要求。
5.4可移植性评价
可移植性是包括城市开放空间信息系统在内的所有信息系统是否具有开放应用价值的关键指标。可移植性要求城市开放空间信息系统不仅能在本机上运行,而且还可以在其他型号的机器上稳定运行。要实现此功能就要求系统的设计必须基于国家标准规范或通行的标准进行,以保证软硬件、数据的匹配和共享,这也是不同城市的开放空间信息系统之间实现连接、数据共享的重要保证。
5.5效益评价
关键词：室内设计；空间；设计风格；关系
在经济和文化不断发展的今天，在室内设计中，人们越来越关注于室内空间设计与室内设计的风格。室内设计的设计者们通过不断地挖掘和利用不同的文化因素和风格元素，使室内空间设计能够最大程度上满足人们日益多样化的心理需求，同时使设计风格散发出独有的文化魅力和思想意蕴。
一、室内空间设计的内涵及内容
1、室内空间设计的内涵
室内空间设计能够使人们的居住环境更为舒适和惬意，是一种改造居住环境的创造性活动。从古至今，人们对居住空间的舒适改造从未停止，他们通过采取各种设计手段使居住环境和空间更为美观、舒适和安全。在原始社会，人们对室内空间设计就有了模糊的概念，他们懂得将兽皮、树叶等铺设在洞穴内以提高舒适度，在洞穴内壁上涂上各种彩绘以提高美观程度。室内设计专注于解决人与自然之间的关系问题，同时也注重于解决人与社会的关系问题，以期能够有效提高在社会生活中人们的舒适和满意程度。
2、室内空间设计的内容
对室内空间进行详细的考察，对室内空间状况有充分的了解是室内空间设计得以展开和实施的前提条件，对室内空间的了解程度有利于设计者创造一个更为满意舒适的生活居住环境。对于设计者而言，室内空间具有功能性、实用性和艺术性，在这一空间中设计者能够在遵循设计的基本原理的基础上，发挥自己的才能和创意，收获他人认同和肯定，是设计者们的乐园。不同的设计师有其不同的设计品味，其设计水平也有高有低，在设计方法和材料的选用上自然也存在着差异。通常，室内空间设计包括两类，即物理空间设计和心理空间设计，物理空间设计是心理空间设计的载体和表现形式，正因为物理空间设计的存在，心理空间设计才才能得以实现。基于不同的需求和需要，人们对这两种设计效果进行选择。物理空间设计是对物理环境的实质进行设计，它专注于室内的功能性设计。通过新技艺和工艺的有效利用，人们得以更有效地利用室内空间，在某种意义上实现人与社会、人与自然的和谐相处。心理空间设计，顾名思义是进行心理空间的设计，利用物理空间设计的手法，以关注室内心理空间的营造为主要内容。与物理空间设计相比，心理空间设计则更加注重于人们的心理感受和情感世界的设计。
二、室内设计风格
室内设计风格因文化、时代、居住和生活环境等因素而有所不同，例如在世界上具有独特文化意蕴的中式传统设计风格的罗马的设计风格。由于室内设计风格本身所具有的独特的设计内涵，使其能够对人的心理和情感造成直接而显著的影响。室内设计风格与历史文化因素之间有着一定的联系，在对室内设计风格的要求逐渐提高的同时，某些设计元素也在生化，于是我们可以看到很多具有现代元素而又别具一格的设计作品。现今，室内设计的风格融入了很多新元素，艺术表现形式也趋于多样化发展，人们能够在各种不同的室内设计得到不同的意境享受。
三、室内空间设计与室内设计风格之间有着必然的联系
室内空间设计和室内设计风格是共同存在的，两者不可分割。所以设计者在进行室内设计时，一定要处理好室内空间设计和室内设计风格两者之间的关系，提高空间利用率。不同的人对于文化的品味和感受是不同的，因此在室内设计中，人们对于室内设计风格的期望也有所不同。因此，在进行室内风格设计时，设计师只有从用户的期待和需求出发，同时考虑室内空间条件，才能使设计风格能够达到最佳效果。室内设计工作开展之前，设计师必须要进行的一项工作就是考察和了解当地的民族风俗和历史文化，只有做到了这一点，才能使设计师的审美功能得以充分发挥。例如，通常老年人都比较钟情于具有文化底蕴的、传统的、古典的设计风格。而对于年轻人来说，具有时尚元素的设计风格才是真正所选。不同的民族和国家具有不同的文化传统和风俗习惯，不同的国家在室内设计风格上也都有着不同的设计理念，通常一个国家的室内设计风格都是其国家文化氛围的体现。不管是室内空间设计还是室内设计风格，其都是为了获得审美价值，人们在室内设计中通过添加一些具有独特风格和特征的设计元素，来增强其审美感受。时代在不断的发展和进步当中，人们对于居住环境的要求也逐渐提高，人们期望其居住环境越来越舒适的同时，还要能从其中得到精神和情感方面的享受，室内设计风格要更加具有意境美。例如，在这个经济、科技迅速发展的时代，一些人们期望能“脱离”城市的喧嚣，享受大自然的风味，将其室内设计成田园风格。在具有田园风格的室内环境中，人们似乎与大自然有了最直接和亲密的接触，在获得了视觉享受的同时，陶冶了情操，净化人们的心灵。这种设计风格从人的心理需求出发，展现了其独特的艺术效果。
四、结束语
室内空间设计与室内设计风格是共同存在的，任何一方不得孤立存在，只有处理好了两者之间的关系，才能达到室内设计与室内设计风格的完美统一。在进行室内设计时，设计者要不断挖掘新的设计风格元素将其融入到室内设计当中，此外，还要注重用户的心理和情感方面的需求，使室内设计更加具有意境美。只有这样，才能使室内设计符合现代的设计理念和思想，满足人们的设计要求，提高人们居住环境质量。
参考文献
[1]张文景.论室内空间设计与室内设计风格[J].现代装饰理论.2014
[2]钱思慧.论室内空间设计与室内设计风格[J]现代装饰（理论）.2013
[3]梁怡.探究室内空间设计与室内设计风格[J].建筑设计管理.2016
[4]李永娟，李永慧.浅谈室内设计风格的演变发展与创新[J].大众文艺.2011
[关键词]高层建筑；顶部设计；城市广场
中图分类号：TU972文献标识码：A文章编号：1009-914X（2017）06-0115-01
广场周边高层建筑顶部设计在多样性的前提下注重统一性；通过突出和强化重点的方法，有意识突出处于主要地位的建筑顶部，依靠它的强度和它所在位置上的优势统领全局；有规律地重复和交替来作为一种构图手段，错落有致地组合高度不同的建筑顶部，整体形成一种起伏的韵律与节奏，在视觉上产生强烈的方向感和运动节奏，引导视线与行走方向，使人们不仅产生连续感的趣味，又可以求得丰富多彩的变化；把对比与微差巧妙结合，达到既有变化又和谐一致，既多样又统一。
1.高层建筑顶部的界定
1.1高层建筑顶部的界定
“格式塔完形心理学实验证明，顶部造型是视觉在对高层建筑形象产生认知时最受关注的区域”。的确在今天的城市里，当人们从拥挤的街道上欣赏高层建筑物时，它的墙身和基座很容易被遮挡，唯有顶部造型能完整的呈现出来。正因如此，高层建筑物的顶部造型往往是建筑师充分发挥想象力的地方。
（1）从概念界定上来看，它是城市一定区域范围内的“高层”建筑在竖向构图上的结束，如同文章的结尾、戏剧的尾声一般，也是所在区域的空间趣味的高潮部分。
（2）墓δ芤求上来看，高层建筑顶部的用房往往具有公共性或内部的公共性，一般能够提供俯瞰城市景观的场所。
（3）从审美角度上看，它是建筑造型不可忽视的终端形象，是区别于城市其他建筑的个性与意义表达的重要部分，也是城市天际线的亮点所在，是反映城市形象及特色的标志性元素，成功的高层建筑顶部形象是市民对城市产生认同和归属感的心理寄托。
1.2高层建筑顶部形态的构成元素
高层建筑顶部空间通常是结合设备、屋面设施和使用用房为一体的综合性空间形态。
（1）设备：设备包括高位水箱间、电梯机房及其他设备间等。它们是支撑高层建筑顶部空间服务系统正常运转所必须的水、电、暖设施。
（2）屋面设施：屋面设施包括屋顶直升机停机坪、太阳能集热装置、防避雷装置、屋面擦窗机、无线电接收与发射杆塔、屋顶眺望台等。屋顶设施对顶部造型有一定影响。
（3）使用房间：使用用房包括主要房间（如旋转餐厅，观景平台等）和辅助用房（如电梯机房、高位水箱间），是顶部空间造型最主要的功能依据与构成元素。
（4）装饰性构件：没有使用功能，对设备、屋面装置、使用房间起装饰作用的构件。
2.城市广场的概念
城市中的广场是城市空间体系的重要节点，既是城市道路的间隔、延续或转折，也是城市空间的结合点和控制点。城市广场是由周边建筑为背景。围合而形成的，这些周边建筑不仅构成了广场的要素，也使广场成为视觉焦点，形成了广场空间界限，同时周边的建筑和景观也体现了一个城市的特点并潜藏了丰富的城市生活内涵。广场和周边的客体要素密不可分，成为空间结构的一个重要组成部分。
3.广场周边高层建筑顶部的高度与广场尺度分析
一个场所给人的感受除了受围合方式影响外，空间的尺度感也十分重要。尺度感决定于场地的大小、延伸了邻接开放性空间的深度以及周围建筑立面的高度与它们体量的结合。广场周边垂直界面的尺度要考虑D/H的比例关系，以及它对人心理、视觉的影响。如建筑的高度为H，观看者与建筑的距离为D，D与H比值不同会得到不同的视觉效益。
当D：H=1，即垂直视角为45。时，是全封闭广场的最小空间尺度，可观赏到建筑的细部，给人产生良好的封闭感、安定感和内聚性；
当D：H=2，即垂直视角为27“时，可观赏到建筑的整体立面效果；
当D：H=3时，即垂直视角为18。时，可观赏到的不仅是建筑的整体立面，还可观赏到建筑群的背景建筑。所以D：H在1至3之间是广场视角、视距的最佳值。
4.围合广场空间的群体高层建筑的顶部设计
与街道空间的连续性与动态性不同，广场是由建筑物与构筑物界定范围的围合空间和相对的静态空间。构成城市广场空间的物质要素存在着其固有的组织规律，它们具有普遍性和共性特征，即符合形式美的规律。下文着重从美学规律方面探讨构成城市广场空间的重要物质要素―高层顶部的设计。
1.广场周边高层建筑顶部设计的多样与统一
构成广场空间的各高层建筑由于其功能的多样性与使用的复杂性，必然导致其顶部形式的多样化。对于群体高层建筑顶部设计来说，可通过多种途径达到统一：通过对称达到统一、通过轴线的引导达到统一、通过向心达到统一、通过共同的体形或构件达到统一。
2.广场周边高层建筑顶部设计的主从与重点
从很多设计实例中可知，对称的构图形式较容易表现主从关系。对称形式主要表现为一主两从或多从的结构，主体部分位于中央，其他部分形成陪衬。起广场标志性作用的高层建筑顶部，它的建筑布局应处于显要位置，其它建筑可左右对称处于从属陪衬位置。通过突出和强化重点的方法，有意识突出处于主要地位的建筑顶部，依靠它的强度和它所在位置上的优势统领全局，包括注重视觉的重点区域和焦点，以此突出广场空间的主题和韵味，并形成视觉中心和趣味中心，产生鲜明的广场空间特征。
3.广场周边高层建筑顶部设计的韵律与节奏
在构成城市广场空间的高层建筑顶部设计中，常常运用形式因素有规律地重复和交替来作为一种构图手段，错落有致地组合高度不同的建筑顶部，整体形成一种起伏的韵律与节奏，在视觉上产生强烈的方向感和运动节奏，引导视线与行走方向，使人们不仅产生连续感的趣味，又可以求得丰富多彩的变化。如以同一构件或同一色彩等，在不同的高层建筑顶部间有节奏有韵律的重复出现，形成整体性美感。
4.广场周边高层建筑顶部设计的对比与微差
构成城市广场空间的高层建筑，由于性质、功能的不同，其顶部形式上也应该呈现出各种各样的差异性。对比指的是各高层建筑顶部之间所存在的显著差异，微差指的是不显著的差异，就形式美而言，这两者都是不可缺少的。对比可以借彼此之间的烘托陪衬来突出各自的特点以求得变化，从而呈现出活力和动感；微差则可以借相互之间的共同性以求得和谐。没有对比会使人感到单调，过分强调对比以至失去相互之间的协调一致性，则可能造成混乱，只有把两者巧妙结合，才能达到既有变化又和谐一致，既多样又统一。
建筑顶部之间较为多见的对比与微差有如下形式：在平面组合方面有大小对比、规整与自由、几何形状对比；在空间形态方面有平面与立体型对比、实与虚的对比，以及色彩的对比、质感的对比等形式。
5.广场周边高层建筑顶部空间的虚实处理
虚与实、凹与凸在构成建筑体形中，既是相互对立的，又是相辅相成。虚的部分如玻璃、孔洞，实的部分如墙、梁柱构架等，虚实结合、互相对比陪衬，才能使顶部既轻巧通透又坚实有力。而凹凸的处理更加强了顶部的立体感和光影变化。
5.结语
高层建筑以其巨大而高耸的形象，在城市建筑空间环境中具有举足轻重的地位，而顶部作为其竖向构图在天空中的结束，其处理的优劣与否，关乎建筑的整体造型，对城市形象的影响也是巨大的。因此，处理好高层建筑的顶部造型，在高层建筑设计中是十分重要的。
参考文献
[1]王十兰等著.小城镇城市设计[M].中国建筑工业出版社，2014.