數(shù)字技術(shù)在風(fēng)景園林中的應(yīng)用研究

摘 要：結(jié)合數(shù)字技術(shù)的內(nèi)容和特點，著重從資料收集、數(shù)據(jù)共享與信息交流、空間分析與信息提取、景觀表達、景觀評價、植物選擇、動態(tài)監(jiān)測與管理、遠(yuǎn)程設(shè)計、虛擬園林等方面扼要地介紹了數(shù)字技術(shù)在風(fēng)景園林領(lǐng)域中的功能、作用和前景。此外，從應(yīng)用角度簡要談了數(shù)字技術(shù)在風(fēng)景園林若干應(yīng)用領(lǐng)域中的功能和作用。最后，提出了我國當(dāng)前在數(shù)字技術(shù)應(yīng)用中存在的關(guān)鍵問題。

關(guān)鍵詞：數(shù)字技術(shù)；風(fēng)景園林；計算機輔助設(shè)計；遙感；全球定位系統(tǒng)；地理信息系統(tǒng)

中圖分類號：TP文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3198（2008）10-0342-02

1 數(shù)字技術(shù)在風(fēng)景園林中的作用和功能

1.1 資料收集、數(shù)據(jù)共享與信息交流

應(yīng)用多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，各園林科學(xué)研究單位、高等院校、規(guī)劃設(shè)計單位、園林生產(chǎn)單位之間，可以進行科學(xué)研究、規(guī)劃設(shè)計、遠(yuǎn)程教學(xué)等方面的廣泛交流與合作，包括在網(wǎng)絡(luò)上實現(xiàn)信息目錄檢索與查詢、風(fēng)景園林信息發(fā)布、方案征集、網(wǎng)絡(luò)會議、網(wǎng)上方案評審等。全國乃至全球風(fēng)景園林領(lǐng)域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)用戶都可以通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)風(fēng)景園林信息的共享，這對于促進全球的風(fēng)景園林業(yè)發(fā)展具有重要意義。

1.2 空間分析與信息提取

地理信息系統(tǒng)(GIS)為風(fēng)景園林專業(yè)人員提供了直觀而理性的空間分析工具。通過GIS對遙感技術(shù)(RS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)等收集的各種資料進行各種領(lǐng)域的信息提取分析，可以在風(fēng)景評價和規(guī)劃中建立所需的空間數(shù)據(jù)庫，并可以對各種信息進行提取查詢，可以將反映基地的各種景觀要素信息進行統(tǒng)計，可以對各地圖要素進行操作、編輯、提取和輸出。

1.3 景觀表達

運用電子信息數(shù)據(jù)形式來描述景觀，主要有兩種形式:一種是靜態(tài)形式，一種是動態(tài)形式。

1.4 景觀評價

采用“3S”技術(shù)，能夠更客觀地對景區(qū)的資源狀況進行評價。

1.5 植物選擇

園林設(shè)計師應(yīng)具備選擇適宜不同場合植物的能力。

1.6 動態(tài)監(jiān)測與管理

利用不同時期的遙感圖像，通過GIS軟件的疊加分析，可以對區(qū)域綠地變遷、城市綠地發(fā)展、風(fēng)景園林建設(shè)進行動態(tài)監(jiān)測，這對于營造大地景觀，促進城市綠化，控制綠地流失，建設(shè)人居環(huán)境具有重要意義。

1.7 虛擬園林

1.8 遠(yuǎn)程設(shè)計、施工與管理

在將來，通過計算機網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)技術(shù)，園林設(shè)計師可以方便地進行千里之外的基地設(shè)計、施工與管理。

2 風(fēng)景園林?jǐn)?shù)字化的內(nèi)容及方法

根據(jù)風(fēng)景園林及其規(guī)劃設(shè)計的特點，筆者認(rèn)為風(fēng)景園林?jǐn)?shù)字化的內(nèi)容應(yīng)包括風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計的數(shù)字化、風(fēng)景園林實景的數(shù)字化——即風(fēng)景園林實景的三維模擬以及風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計的文字信息、風(fēng)景園林的主題及景點介紹等相關(guān)信息的數(shù)字化三部分。具體內(nèi)容及相應(yīng)方法分別介紹如下:

2．1 風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計的數(shù)字化

在設(shè)計工作實踐中，人們需要對設(shè)計效果的可預(yù)見性，需要大量的表現(xiàn)圖和信息化的資料來表達園林景觀設(shè)計的意圖，希望在未建成之前，就能看到其設(shè)計效果，及時地根據(jù)功能需要，藝術(shù)要求，環(huán)境條件等因素進行修改，以利領(lǐng)導(dǎo)或甲方對設(shè)計的方案提出建議和決策。數(shù)字化技術(shù)的飛速發(fā)展，計算機日益更新?lián)Q代，給園林景觀設(shè)計意圖的表現(xiàn)，提供了一個能隨時修改和展示空間。將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于園林景觀的設(shè)計，很好地解決以前圖紙修改困難，表達不直觀，而到建成后又留下不少遺憾的難題。

2.1.1 建立數(shù)據(jù)庫，現(xiàn)狀信息采集

園林設(shè)計與建筑、市政設(shè)計相似，首先依據(jù)已有的地形圖及數(shù)據(jù)庫和信息化的資料，進行現(xiàn)狀調(diào)查，現(xiàn)狀信息采集，包括周邊環(huán)境，歷史文物、名勝古跡的現(xiàn)狀信息進行采集，對已有的地形圖及數(shù)據(jù)庫和信息化的資料進行校核和充實，建立圖樣庫。對現(xiàn)狀信息采集，以前通常采用照相機拍照，再經(jīng)掃描儀掃描后傳給計算機(這樣常會有部分信息損失) 。現(xiàn)在采用數(shù)碼相機，把現(xiàn)狀拍攝下來，效果立刻可見，不滿意可以重拍(不會浪費膠片) ，采集下來的圖片是以數(shù)據(jù)信息來存儲的，可以直接傳給計算機，減少了信息的損失。也可以采用數(shù)碼錄相機把現(xiàn)場錄制下來，以計算機能識別的信息數(shù)據(jù)傳給計算機，經(jīng)刻錄程序EasyCD等軟件加工后，作為動畫以真實再現(xiàn)的形式輸出。

2.1.2 三維建模，顯示立體效果

任何一種建筑設(shè)計都是為了滿足某種物質(zhì)和精神的功能需要，采用一定的物質(zhì)手段來組織特定的空間。在該設(shè)計地段范圍內(nèi)，利用并改造天然山水地貌或人為地開辟山水地貌，結(jié)合植物的栽植和建筑的布置，構(gòu)成一個供人們使用、居住和觀賞、游憩的環(huán)境。我們將采集回來的現(xiàn)狀信息，轉(zhuǎn)成計算機信息后，作為背景或參考底圖，由設(shè)計人員進行初步方案的設(shè)計，根據(jù)功能需要，藝術(shù)要求，環(huán)境條件等因素，勾勒出大致的設(shè)計意圖(立意)。再由數(shù)字化制作人員，依據(jù)設(shè)計意圖，將設(shè)計人員設(shè)計的AutoCAD格式的二維圖形，轉(zhuǎn)成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)文件格式傳給現(xiàn)代先進的三維造型軟件3DS或3dsMAX等軟件，進行初步的三維粗胚模型制作，以尋求環(huán)境分布關(guān)系和空間分布關(guān)系，來確定設(shè)計的合理性，在藝術(shù)構(gòu)圖技法上考慮統(tǒng)一、變化、尺度、比例、均衡、對比等原則。同時，園林建筑和園林景觀是一種占有時間空間，有形有色，以至有聲有味的立體空間塑造，它較其它一般建筑設(shè)計更加需要意匠。意者立意，匠者技巧，通過數(shù)字化計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)，把立意表現(xiàn)出來，立意與多媒體計算機技術(shù)相結(jié)合，相輔相成。

2.1.3 設(shè)計反饋，確定空間關(guān)系

設(shè)計人員依據(jù)計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)得到的空間分布關(guān)系圖，結(jié)合當(dāng)?shù)氐闹苓叚h(huán)境、歷史文物、名勝古跡進行深入的園林布局考慮，把周邊環(huán)境插入計算機虛擬現(xiàn)實的透視圖中，進行借景的考慮，進行尺度與比例的綜合考慮。再考慮以功能的需要，藝術(shù)的要求，環(huán)境的條件等因素，經(jīng)過綜合思維產(chǎn)生出總的設(shè)計意圖。

2.1.4 材質(zhì)設(shè)定，增強藝術(shù)感染力

數(shù)字化制作人員依據(jù)設(shè)計人員修改后的意圖，可以利用AutoCAD軟件包中嵌入的LISP語言，完成科學(xué)計算和數(shù)據(jù)分析及圖形處理，也可以利用3DS或3dsMAX等軟件的二維造型2Dshaper、三維造型3Dlofter的功能，進行精確的三維建模工作，利用材質(zhì)編輯器Material的復(fù)合材質(zhì)與貼圖，進行彩質(zhì)的賦予，進行色彩與質(zhì)感的處理，考慮綠化景觀的地域性(如福州的南國風(fēng)光) ，分析園林空間的藝術(shù)感染力的關(guān)系。

2.1.5 后期處理，綜合考慮

應(yīng)用強大圖像處理能力計算機的PhotoShop軟件，進行圖像后期處理，由彩色激光打印機將透視圖輸出。利用計算機軟件的多種特殊濾鏡功能，進行藝術(shù)效果的綜合分析并及時地修改其藝術(shù)效果，同時園林景觀的設(shè)計不僅是作為游賞的場所，還利用它來改善城鎮(zhèn)的小氣候條件，調(diào)整局部地區(qū)的氣溫、濕度、氣流，以它來保護環(huán)境，綠化視覺，凈化城市空氣、減低城市噪音，抑制水質(zhì)和土壤的污染，進行綜合考慮，達到設(shè)計完美的境界。設(shè)計人員在確定效果圖的同時也確定了圖紙的設(shè)計，再配合設(shè)計規(guī)范的要求和計算機數(shù)據(jù)，依法設(shè)計，使該項目不僅具有藝術(shù)效果，而且合法合理。

2.1.6 投影匯報，聲圖文并茂

設(shè)計成果的投影匯報，應(yīng)用計算機的投影儀，用世界通行的Power point或Author ware軟件，進行現(xiàn)狀信息、設(shè)計意念，功能分區(qū)，設(shè)計圖、三維效果圖、三維動畫效果有機的合成。將聲音、圖片、動畫以及地理數(shù)字化信息，進行剪接和編輯，制作出正確清楚地表達園林景觀設(shè)計意圖的投影匯報程序。另外，利用Photoshop等軟件支持多種Web使用文件格式及互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)Homepage的功能，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過Intemet全球互聯(lián)網(wǎng)，把設(shè)計完成的作品傳到電話能通到的地方，實現(xiàn)不受地域影響的異地合作設(shè)計或委托設(shè)計。

2.2 風(fēng)景園林實景的數(shù)字化——即風(fēng)景園林的三維模擬

風(fēng)景園林的三維模擬實際上是風(fēng)景園林實景的一種圖像化、圖形化的表達方式。它應(yīng)結(jié)合地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、遙感等技術(shù)獲取實地數(shù)據(jù)和遙感影像，采用可視化、虛擬現(xiàn)實技術(shù)(VR)、3DGIS等計算機圖形圖像技術(shù)，將復(fù)雜的自然景觀圖形化。通過與Internet、Web的集成，鏈接聲音、照片、遙感影像、視頻動畫等，使用戶在三維虛擬風(fēng)景園林中動態(tài)地、多視角地、全方位地、多層面地瀏覽和欣賞園內(nèi)各景點，達到身臨其境的感覺。此外，為了使風(fēng)景園林的景觀更加直觀化，我們還可以使用數(shù)字高程模型(DEM)對風(fēng)景園林進行三維模擬，制作三維模型，從而全面、詳盡地描述景觀整體的美學(xué)特征和環(huán)境氛圍等。這兩種方式都是對風(fēng)景園林實際景觀進行的數(shù)字化，對于專家分析景觀的格局和確定景觀觀光分區(qū)及旅游開發(fā)都有很大作用，從而做到優(yōu)化和美化景觀，發(fā)揮景觀作為人類生存環(huán)境的生態(tài)、經(jīng)濟、美學(xué)價值。

2.3 風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計的文字信息、風(fēng)景園林的主題及景點介紹等相關(guān)信息的數(shù)字

風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計的文字信息包括:每個案例規(guī)劃與設(shè)計項目的基本情況、自然地理概況、社會經(jīng)濟條件等背景信息、風(fēng)景資源調(diào)查及景觀分析與評價、規(guī)劃設(shè)計的指導(dǎo)思想、規(guī)劃設(shè)計原則及風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計說明書等;主題介紹，特別是專題性的風(fēng)景園林，如紀(jì)念性風(fēng)景園林、觀光型風(fēng)景園林的主題介紹;主要景點介紹，包括那些有充分代表性并且富有特色的景點介紹，如名樹、名花、雕塑、噴泉、廣場的介紹信息。我們必須對這些風(fēng)景園林的相關(guān)信息進行全面的數(shù)字化及管理。首先，這些信息是風(fēng)景園林各項內(nèi)容中不可缺少的一個重要部分，我們必須對它進行數(shù)字化后加以保存并提供利用;其次，把這些信息數(shù)字化甚至同風(fēng)景園林的三維模擬圖形、圖像一起提供上網(wǎng)后，無論是對于用戶理解風(fēng)景園林的規(guī)劃設(shè)計思想還是對于用戶在線游覽風(fēng)景園林來說都是非常重要的。

3 數(shù)字技術(shù)在風(fēng)景園林中的應(yīng)用現(xiàn)狀

美國自60年代在風(fēng)景規(guī)劃專業(yè)領(lǐng)域用計算機來完成各種工作以來，許多大學(xué)、科學(xué)研究機構(gòu)和設(shè)計事務(wù)所都在組織大批的人力、物力、財力致力于風(fēng)景園林領(lǐng)域新技術(shù)的應(yīng)用研究，包括專業(yè)軟件的開發(fā)、專家系統(tǒng)的研制等，并已走在世界的前沿。近十余年來，致力于園林專業(yè)信息技術(shù)理論研究的一些國內(nèi)學(xué)者已經(jīng)在不同的領(lǐng)域取得了可喜進展，如劉濱誼建立的景觀信息系統(tǒng)理論框架，俞孔堅建立的景觀美學(xué)質(zhì)量評價理論模型，趙濤構(gòu)想的風(fēng)景園林綜合信息系統(tǒng)理論框架等。但是，我國當(dāng)前現(xiàn)代信息技術(shù)在風(fēng)景園林領(lǐng)域的應(yīng)用程度依然很低。如今，園林工作者對計算機等新技術(shù)的應(yīng)用大多還偏重于數(shù)據(jù)庫的建立或者單純的制圖，數(shù)字技術(shù)在風(fēng)景園林中的許多強大的功能卻總是徘徊在應(yīng)用的門檻之外。其原因除風(fēng)景園林專業(yè)涉及面廣泛、問題復(fù)雜之外，主要是因為社會各界(包括風(fēng)景園林界)對該領(lǐng)域不夠重視，未形成整體的技術(shù)應(yīng)用與開發(fā)力量。隨著經(jīng)濟全球化和全球環(huán)境的不斷惡化，世人對土地的開發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境的保護提出了更多更高的要求，特別是在大尺度空間土地利用中對資源調(diào)查、景觀分析、環(huán)境保護、廢棄土地利用以及城市建設(shè)等方面，因此，風(fēng)景園林領(lǐng)域所面臨的范圍和問題的復(fù)雜程度也日趨擴大。

參考文獻

［1］馮鐘平.中國園林建筑［M］.清華大學(xué)出版社，1988.

［2］秦然. 風(fēng)景園林的數(shù)字化研究［J］ .福建建筑，2001，（4）：27-30.

［3］曹有新. 園林景觀設(shè)計數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用［J］. 福建建筑，2002，（5）：20-28.