風景園林規(guī)劃設計數(shù)字化方法探索

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摘要：當今世界數(shù)字化、網絡化、智能化的發(fā)展日益增加，科學技術已經成為推動各行業(yè)發(fā)展、國家發(fā)展的主要因素。以行業(yè)大趨勢為基礎，在風景園林規(guī)劃設計中運用數(shù)字化技術，搭建景觀數(shù)字化模型，優(yōu)化景觀設計流程，與建筑BIM、產品生命周期、虛擬設計建造、數(shù)字孿生等數(shù)字化方式相輔相成，構建景觀專業(yè)特有的數(shù)字化方案，改進傳統(tǒng)景觀設計流程，推動園林景觀設計行業(yè)的發(fā)展。

關鍵詞：風景園林；規(guī)劃設計；數(shù)字化技術；BIMLIM

數(shù)字化技術不僅僅是計算機技術、VR技術、互聯(lián)網技術、云技術等信息技術的統(tǒng)稱，同時也是一個時代的技術奇點象征[1]。數(shù)字化的出現(xiàn)使人類社會從工業(yè)時代轉變到數(shù)字時代，對于景觀設計這個古老的行業(yè)來說，人們從相地立基、現(xiàn)場推敲轉向圖紙規(guī)劃、模型分析，最終形成景觀數(shù)字化體系，這是行業(yè)的時代更替，是行業(yè)向高效與先進發(fā)展的必經之路。

1風景園林規(guī)劃設計數(shù)字化的概念與作用

1.1面向風景園林方案設計過程的探討

園林是指借助空間范圍、運用工程技術等手段，對地形、植物、建筑等元素進行改造，形成使人感到美觀、舒適的環(huán)境[2]。景觀的不同實踐類型決定了地域的主題性和功能性，在設計過程中因地制宜，滿足不同實踐類型的設計規(guī)范，再加入不同的空間分類，形成多樣化的景觀空間。在以此為框架的設計流程中，我們可以總結歸納出一套邏輯明確的設計流程，不過在設計過程中出現(xiàn)的不確定因素，往往會影響整個線性設計流程，使整體項目的設計過程并不那么高效精準。

1.2風景園林數(shù)字化的基本概念與現(xiàn)狀

“數(shù)字化”的表面含義，是讓圖形信息、數(shù)據(jù)信息、行為信息等轉化為計算機使用的數(shù)字信號，從而實現(xiàn)計算機自動化，輔助人們工作，甚至產生取代人類工作的人工智能。單從景觀數(shù)字化來看，數(shù)字化是從CAD繪圖軟件取代尺規(guī)作圖開始，直到目前仍在發(fā)展初期的LIM（LandscapeInformationModeling）[3]。對于LIM應用來說，軟件的功能并不夠全面，數(shù)字模型系統(tǒng)目前僅在建筑設計行業(yè)進步較快，而景觀LIM對于景觀工程中的園林植物學、地理學、生態(tài)學、景觀建筑等缺少完善的框架作為支持，其中作為變量的美學因素也無法準確地通過數(shù)據(jù)來衡量[4]。同時，目前國內BIM大多數(shù)仍是先畫施工圖，再用數(shù)字化軟件來“翻模”，其中一部分是甲方的建設需求或者學術需求，更多的則是為了給項目加上BIM的標簽而本末倒置。數(shù)字化不應是反向驗證，而應是正向建模推敲。因此，景觀設計的數(shù)字化還有很長一段路要走。

1.3改進低效的傳統(tǒng)線性設計模式

（1）運用景觀數(shù)字平臺中更科學的數(shù)據(jù)進行前期設計階段分析，通過與地理信息（GIS）的協(xié)同，合理安排空間資源與經濟資源，避免盲目地依靠審美與文化表達來做方案而導致的科學分析的缺失。景觀設計是具有文學思維的科學方法，不應舍本逐末，脫離理性的思考。通過數(shù)字化可快捷高效地提供給設計師科學思維，在解決根本問題的同時，擴大設計師的藝術創(chuàng)作空間。（2）運用景觀數(shù)字平臺的數(shù)字化標準空間與景觀植物素材庫，規(guī)范設計手段，突破平面圖的二維局限性，直觀體現(xiàn)效果，減少由于規(guī)范產生的不必要的多次方案修改。在目前傳統(tǒng)設計中，大多數(shù)景觀設計師仍然選擇從平面的空間設計與模式化的植物搭配中向三維空間推進的設計方法，幾乎舍棄古人相地造園的傳統(tǒng)，這種一味注重平面表現(xiàn)的設計方法是不可取的。在數(shù)字化平臺下運用三維協(xié)同框架進行設計，可將平面與空間同時考慮，提高方案推進效率與說服力。運用數(shù)字化平臺收錄的國標植物素材庫，也可在不同地域的植物選擇與配植上進行更好的推敲與創(chuàng)新。（3）運用景觀數(shù)字平臺的協(xié)同特性，與項目中其他專業(yè)進行協(xié)同設計，可在項目全過程控制與不同專業(yè)的對接，實時動態(tài)調整方案，免去線性設計流程帶來的繁瑣更改。景觀專業(yè)是多專業(yè)融合的媒介，在傳統(tǒng)設計下，設計師如果缺少對其他專業(yè)規(guī)范的敏感性，在設計景觀空間時，很有可能與其他專業(yè)規(guī)范沖突。數(shù)字平臺會根據(jù)其他專業(yè)的需求，對所設計的景觀空間進行限制與協(xié)調，以滿足各專業(yè)規(guī)范的需求。（4）運用景觀數(shù)字平臺的信息深度系統(tǒng)來統(tǒng)一模型與施工圖，賦予模型較大的LOD（LevelofDetail/Development），達到模型即可施工的標準。以景觀地形為例，數(shù)字化平臺可以從三維角度來設計推敲最合適的地形，生成土建所需坐標、等高線、土方量、工期預測等數(shù)據(jù)，所有數(shù)據(jù)都會隨地形的變動而動態(tài)直觀地展現(xiàn)，也可按需求設定工期、預算等限制，在限制范圍內設計地形最優(yōu)解，達到方案與施工的效果同步。（5）運用景觀數(shù)字平臺的信息維度特性來打造一個虛擬施工場景，向靜態(tài)的藍圖加入時間、造價、用量等維度，將每個施工階段、施工所用素材、產品等進行施工模擬，將可能出現(xiàn)的種種問題在方案階段提前解決，從整個項目周期上把控施工全過程，形成多維度的生命周期管理系統(tǒng)。（6）運用景觀數(shù)字平臺進行方案匯報，向業(yè)主直觀展現(xiàn)建成效果，力求做到所見即所得。同時，能清晰地體現(xiàn)項目細節(jié)與責任分類，避免施工過程中的責任推諉，提高業(yè)主的項目把控能力。

2風景園林規(guī)劃設計數(shù)字轉型的道路

數(shù)字化的出現(xiàn)，派生了建筑信息模型BIM，與之同族的還有城市信息模型CIM與景觀信息模型LIM等。其中的“M”可以看作內含幾何數(shù)據(jù)、圖形信息的文件，而“I”則定義了這些圖形信息的分類、精度、功能、材質等屬性，其中最重要的因素是賦予了模型相應的規(guī)則。此時的模型可以看作是現(xiàn)實空間的建造活動與結果在數(shù)字空間的孿生投射。對于風景園林來說，LIM與BIM相似，但LIM的尺度較大，包含的問題也較建筑廣泛，與地理信息和建筑信息均有交集與互補。在數(shù)字化領域，風景園林特有的核心競爭力是植物信息模型與豎向信息模型，這些信息模型是其他專業(yè)所不具有的。（1）在建筑與地理空間之間，風景園林的豎向設計起到承上啟下的過渡作用，LIM可接管其中的園路和地形設計。（2）植物設計中，通過LIM的植物模型信息庫可起到集設計、施工、表現(xiàn)為一體的作用。（3）植物與地形結合，可通過信息模型賦予渲染工具更大的力量，通過虛擬現(xiàn)實技術（VR）呈現(xiàn)出虛擬施工場景，為項目的成果提供最直接的可視化方案。

3風景園林規(guī)劃設計的數(shù)字化改革創(chuàng)新

3.1風景園林數(shù)字化無法取代設計師職業(yè)

在規(guī)劃過程中，雖然已有很多依據(jù)規(guī)范和場地模型生成強排的程序出現(xiàn)，但是并不能取代設計師的主要工作。景觀設計具有藝術性與文化性，這也是弱人工智能無法解決的問題。設計方案不僅僅是提出解決問題的方法，而是在解決問題的同時通過美學、生態(tài)學、文學以及環(huán)境行為心理學等學科進行多方面分析，從而創(chuàng)造具實用性、藝術性、文化性兼具的風景。按照算法生成的方案只能作為解決問題的最低標準，不能作為最終優(yōu)化的答案。

3.2以哲學主導的風景園林數(shù)字化轉型

首先，設計師要不僅擁有方案設計能力，還應具有高水平數(shù)字化編程思維和技能，這是作為勞動者不可或缺的主要部分；其次，對于相關LIM軟件的開發(fā)與升級是推動景觀數(shù)字化進程的必備工具；最后，應產出多元的數(shù)字化產品來替代目前的施工圖紙，推動景觀行業(yè)轉型為制造業(yè)。只有滿足以上3個條件，才能形成數(shù)字化的生產力，以決定數(shù)字化的生產關系。設計行業(yè)在生產關系中積累的經濟基礎，會決定上層建筑的改變。在數(shù)字平臺下，行業(yè)內部更應開放共享，學習互聯(lián)網的開源精神，達到設計師自由和技術傳播自由，形成互利共贏的開放平臺。且讓每個設計師都能成為中心，關聯(lián)有巨大經濟價值的設計網絡，從分工管控轉向協(xié)同共生制度，達成共生的價值觀，從而實現(xiàn)底層邏輯的轉型。

3.3“元宇宙”中的風景園林規(guī)劃設計

近年出現(xiàn)的元宇宙（Metaverse）概念也被景觀設計圈所借鑒，催生出了不少沉浸式、高交互的景觀作品[5]，而元宇宙不僅僅是一個景觀設計的題材與裝置理念，更應融入數(shù)字化的設計模式。設想中的元宇宙可以以區(qū)塊鏈技術和虛擬貨幣為經濟基礎，NFT為虛擬物體資產化，同時虛擬貨幣與物品也能作用于現(xiàn)實世界。因此，元宇宙除了VR、AR設備帶來的表面視覺感受外，更將是現(xiàn)實世界的平行與延伸。在風景園林的數(shù)字化過程中，也是將真實場景虛擬化的過程，這里引入制造業(yè)PLM（ProductLifeMan‐agement）的概念[6]，形成數(shù)字孿生的景觀。數(shù)字孿生的虛擬場地的生態(tài)、物理、結構與財務價值等參數(shù)與現(xiàn)實世界的真實場地完全相同，這種孿生是從項目初期、項目完成甚至后期管理的完全對稱，是整個產品生命周期的孿生。此外，虛擬空間也會在較小的成本下帶來更大的嘗試空間，以現(xiàn)狀數(shù)據(jù)為基礎進行時間層面的預期演算，如植物生長、雨洪預測、四季景觀、維護周期等，以便對未來的隱患產生預警，對遠期效果提前干預，隨時保證景觀的最佳效果。

4結語

風景園林規(guī)劃設計的數(shù)字化是技術的創(chuàng)新，也是商業(yè)模式的創(chuàng)新。數(shù)字化模式帶來的更高效的技術與更先進的服務模式，將徹底顛覆傳統(tǒng)設計中的圖紙交付、設計咨詢的商業(yè)模式。設計師們在提升設計水平的同時，也不應甘于當前技術的落后、忽視新技術與制度對行業(yè)的沖擊。數(shù)字化是風景園林行業(yè)的一場革新，也是建設行業(yè)的一場革新。星星之火，可以燎原，將汗水留在數(shù)字時代，將行業(yè)帶入美好未來。

參考文獻

[1]馮凱,周士鳳,周士龍.園林景觀設計過程中數(shù)字化技術的應用[J].現(xiàn)代園藝,2019(22):88-89.

[2]劉福龍.基于城市景觀場所精神表征的公共藝術介入策略研究[D].西安:西安建筑科技大學,2019.

[3]艾丹·阿克曼,農麗媚,李韻冰.我們來自何處,去向何方?——針對CAD與BIM/LIM應用理論的比較研究[J].中國園林,2020,36(9):6-16.

[4]吳建明.基于形態(tài)發(fā)生學的景觀設計數(shù)字化圖解研究[D].武漢:湖北工業(yè)大學,2020.

[5]袁亦堯.基于數(shù)字技術的可視化交互景觀設計方法研究[D].南京:南京藝術學院,2018.

[6]何恩琪.基于PLM的B公司產品研發(fā)流程管理改進研究[D].上海:華東師范大學,2021.

作者:李卓 單位:清華大學建筑設計研究院