風景園林數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計概念譜系與流程圖解

蔡凌豪

1 風景園林數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計的背景與困境

1.1 背景

風景園林規(guī)劃設(shè)計的過程，是將科學技術(shù)和藝術(shù)融合重構(gòu)的過程，它既需要對地理、生態(tài)、氣候、地形、水文、植物、場地、視景、交通、構(gòu)筑物和居所等客觀要素進行綜合解析、重構(gòu)與表達，也需要產(chǎn)生不同的藝術(shù)形式去承載和敘述特定的場所語義與人文價值。

20世紀90年代以來，計算機開始進入風景園林規(guī)劃設(shè)計的視野。以Autocad，photoshop,3dsmax為代表以計算機圖形學為基礎(chǔ)的軟件，因為其快捷、高效、易修改、耐儲存等特性迅速取代了圖板、丁字尺和針管筆，成為風景園林規(guī)劃設(shè)計的標準裝備，并形成一種錯誤的概念——這三個軟件即代表了所謂的“計算機輔助設(shè)計”。

實際上，Autocad，photoshop,3dsmax等軟件僅僅是在規(guī)劃設(shè)計流程的后端替換了徒手制圖的工作方式，它們可以使圖紙更精確、更美觀、更真實，卻無法使設(shè)計更科學、更合理、更具創(chuàng)造力，換言之，它們僅僅是計算機輔助繪圖，而非輔助設(shè)計——計算機并沒有輔助設(shè)計師進行更深層次更廣領(lǐng)域的思考與協(xié)作。

未來的時代是數(shù)字和信息的時代。由于計算機運算能力與數(shù)字技術(shù)的飛速發(fā)展，使人類處理復雜環(huán)境中的復雜問題具備了前所未有的能力。在建筑學、城鄉(xiāng)規(guī)劃學等相關(guān)領(lǐng)域，參數(shù)化建模、算法生成設(shè)計、BIM等數(shù)字技術(shù)的運用已深入到學科行業(yè)的各個環(huán)節(jié)，計算機輔助設(shè)計日益從前沿轉(zhuǎn)為主流，技術(shù)不斷趨于實用。

隨著內(nèi)涵的不斷豐富，“計算機輔助設(shè)計”概念也已無法容納日新月異的數(shù)字化設(shè)計思想、方法和技術(shù)。計算機不僅能輔助設(shè)計，且能夠幫助我們更為精確和科學得認知分析，建立設(shè)計邏輯，評價設(shè)計結(jié)果，跨學科協(xié)作，網(wǎng)絡(luò)計算與移動辦公，輸出更具有真實體驗性的設(shè)計成果，虛擬建造乃至數(shù)字化管理，甚至能夠進行某種程度的智能運算，產(chǎn)生多種方案以供優(yōu)選。

因此，“數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計”這個概念更能精確得描述未來規(guī)劃設(shè)計的特征與趨勢。計算機輔助設(shè)計、計算機輔助繪圖、BIM等均是“數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計”的子集①。規(guī)劃設(shè)計即將全面進入數(shù)字化的時代，并成為“智慧城市”及“智慧地球②”的組成部分。

1.2 困境

在新的生態(tài)文明和信息時代的要求下，風景園林行業(yè)所需要面對，將是一個日益復雜的動態(tài)巨系統(tǒng)。在國外，風景園林的學科內(nèi)涵已拓展至都市、生態(tài)區(qū)域和基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域。那些表面紊亂的復雜系統(tǒng)，事實上具有深層次的邏輯結(jié)構(gòu)和空間秩序。要發(fā)現(xiàn)、理解并利用這種動態(tài)關(guān)系，計算機因為強大的運算處理能力，成為最好的工具。風景園林作為“智慧城市”及“智慧地球”的一個部分，將最終匯入到整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中去，成為“智慧園林”。而風景園林規(guī)劃設(shè)計過程也應(yīng)在前端就具備感知化、互聯(lián)化與智能化，建立動態(tài)回饋機制,方能無縫對接。

當前國內(nèi)的風景園林規(guī)劃設(shè)計的數(shù)字化進程，從理論研究到實踐應(yīng)用，均遠遠落后于國外及國內(nèi)相關(guān)行業(yè)。大多數(shù)院校和風景園林規(guī)劃設(shè)計部門，還都處于計算機輔助繪圖的低端應(yīng)用階段。由于缺少科學客觀的分析評價標準和流程，風景園林規(guī)劃設(shè)計一直停留在感性的主觀層面上，強調(diào)靈感式的設(shè)計方法，偏藝術(shù)而輕科學，偏設(shè)計而輕規(guī)劃，偏描述而輕評價。作為一門學科，它缺少科學的理論體系支撐，缺少與其他學科對話的平臺，從而無形中降低了行業(yè)的門檻。長此以往，將對行業(yè)的話語權(quán)、行業(yè)地位和學科發(fā)展，構(gòu)成不利影響。

風景園林數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計落伍于時代，外因在于：

（1）需求力不足：國內(nèi)風景園林設(shè)計和建設(shè)還處于較低的水準，其投資規(guī)模、建設(shè)標準、復雜程度都相對有限，再加上國內(nèi)快速城鎮(zhèn)化的過程中建設(shè)量大，設(shè)計和建設(shè)周期短，設(shè)計團隊規(guī)模小，專業(yè)協(xié)作模式簡單，員工培訓機制欠缺等原因，大多數(shù)規(guī)劃設(shè)計單位只依靠幾個輔助繪圖軟件就可基本應(yīng)對設(shè)計要求。整個風景園林規(guī)劃設(shè)計行業(yè)對全面推廣數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計的急迫性認識不足，缺少對數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計的需求熱情。

（2）推動力不足：風景園林數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計缺少來各個層面的推動力。作為政策與行業(yè)規(guī)范制定者，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部沒有制定任何風景園林規(guī)劃設(shè)計數(shù)字化的指導方針與規(guī)范條例，甚至連基本的計算機制圖標準尚付闕如?；鶎釉O(shè)計單位也沒有主動推廣數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計的內(nèi)在驅(qū)動力。

風景園林數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計缺少需求力和推動力，既與當前國內(nèi)行業(yè)特征有關(guān)，也有其深刻的自身原因。這些內(nèi)因包括：

（1）概念混亂：風景園林數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計的理論和概念均從其他相關(guān)學科引入，不加區(qū)別、一知半解導致了許多概念的混亂。這些從外部引入的數(shù)字化設(shè)計理論與方法，是否適用于風景園林行業(yè)，是否符合風景園林學的特點，能否獲得科學合理的設(shè)計成果，能否推動學科的良性發(fā)展？這些都缺少相關(guān)的研究和論證。

（2）體系不清：基本概念的混亂導致了風景園林數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計體系的支離破碎。隨意從相關(guān)專業(yè)的數(shù)字化設(shè)計體系中截取某些片段，致使風景園林數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計體系碎片化、表面化。體系不清也帶來了流程的混亂，因此，亟待建立起一個真正適應(yīng)于本行業(yè)的數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計體系與流程，才能有效得普及推廣數(shù)字化設(shè)計方法。

（3）平臺薄弱：行業(yè)薄弱使得數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計平臺的薄弱。由于缺少用戶，大部分國內(nèi)外軟件開發(fā)商均只關(guān)注建筑或城鄉(xiāng)規(guī)劃領(lǐng)域的應(yīng)用軟件，真正針對風景園林領(lǐng)域的數(shù)字化設(shè)計軟件鳳毛麟角。而直接使用相關(guān)行業(yè)的軟件平臺，存在許多功能缺陷，無法滿足本行業(yè)的需求。而行業(yè)內(nèi)又缺少專門的技術(shù)力量對其進行改造以增強其適用性。平臺薄弱使風景園林數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計如無水之魚。

（4）人才稀缺：長期以來對數(shù)字化設(shè)計的忽視，使風景園林數(shù)字化設(shè)計教育滯后，人才稀缺。數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計需要跨學科、跨行業(yè)、多工種的合作。學科的封閉致使缺少跨學科的交流，其他學科對本學科的陌生也使協(xié)作無從談起，無法幫助本學科建立起數(shù)字化設(shè)計的體系，開發(fā)相關(guān)軟件或配合規(guī)劃設(shè)計工作。

2 風景園林數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計的概念與構(gòu)成

2.1 風景園林數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計的概念③

建立完整的風景園林數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計體系，首先需要明確它的基本概念：風景園林數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計是將風景園林規(guī)劃設(shè)計的整個流程建立在數(shù)字化平臺之上，依靠計算機的運算能力和圖形能力，科學分析和評價空間環(huán)境，理性建構(gòu)客觀嚴密的設(shè)計邏輯，增加設(shè)計者應(yīng)對復雜環(huán)境和設(shè)計對象的解決問題能力和創(chuàng)造力，并以更具體驗性和真實性的設(shè)計表達媒介，最終產(chǎn)生兼具科學、藝術(shù)、社會價值的風景園林設(shè)計成果。風景園林數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計，應(yīng)具有以下基本特征：

（1）全周期與系統(tǒng)化

風景園林規(guī)劃設(shè)計的全周期過程包含著以下主要環(huán)節(jié)：信息獲取——環(huán)境分析——設(shè)計建構(gòu)——設(shè)計評價——設(shè)計修改深化——設(shè)計表達媒介。數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計需深入介入規(guī)劃設(shè)計的每個環(huán)節(jié)，建立一個完整的數(shù)字化設(shè)計策略。數(shù)字信息貫穿于整個設(shè)計周期，多個軟件平臺相互之間交換信息數(shù)據(jù)，從而流暢得串聯(lián)起規(guī)劃設(shè)計的各個環(huán)節(jié)，使設(shè)計從環(huán)境認知到最終完成，始終基于一個相對客觀、快捷、高效及直觀的設(shè)計系統(tǒng)。這個系統(tǒng)應(yīng)呈現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，從而構(gòu)成多路線的循環(huán)的數(shù)字設(shè)計途徑，形成完整的數(shù)據(jù)環(huán)和工作鏈，并可實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)協(xié)作設(shè)計，多工種的深度銜接配合。

（2）適應(yīng)性與本土化

風景園林數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計應(yīng)積極從建筑設(shè)計學及城鄉(xiāng)規(guī)劃學中吸收合適的軟件平臺和設(shè)計路線，并根據(jù)行業(yè)自身的特點加以改造：如加強環(huán)境分析的環(huán)節(jié)，建立風景園林的參數(shù)化變量體系，研究風景園林BIM的基本構(gòu)成和風景園林的數(shù)字化評價體系，增加植物景觀的分析評價方法和本土數(shù)據(jù)庫等。此外，也應(yīng)根據(jù)中國的本土情況和風景園林規(guī)劃設(shè)計現(xiàn)階段的數(shù)字化應(yīng)用狀況，建立一個真正屬于本行業(yè)，真正符合本土需求的數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計策略及路線圖，使其具備應(yīng)用于實踐的可能性與推廣的價值。

（3）科學性與藝術(shù)性

數(shù)字時代的設(shè)計理論和方法強調(diào)方法自身的科學性，注重理性分析和科學歸納，反對預(yù)設(shè)立場的由上及下模式。這種方法試圖創(chuàng)造一種并非被“預(yù)先設(shè)計”出來的環(huán)境，而是由各種系統(tǒng)和元素在一個多元交互網(wǎng)絡(luò)中運動所形成的邏輯體系，并由此推導出非預(yù)設(shè)的設(shè)計結(jié)果，從而具備了相對的科學性和客觀性。計算機圖形學和運算能力，將極大得加強傳統(tǒng)手繪表達無法準確表述的復雜的空間結(jié)構(gòu)與形式的建構(gòu)和顯影能力，從而增強了設(shè)計者的空間想象力和藝術(shù)創(chuàng)造力。數(shù)字時代的設(shè)計理論和方法，將產(chǎn)生了新的建構(gòu)邏輯，產(chǎn)生新的復雜與動態(tài)的美學形式。

2.2 風景園林數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計的概念譜系

當下計算機和信息技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展日新月異，新的軟件平臺層出不窮。而相關(guān)領(lǐng)域如建筑設(shè)計和城鄉(xiāng)規(guī)劃，數(shù)字化設(shè)計的方法和技術(shù)也正風起云涌，處于全面推廣和深化應(yīng)用的階段，這給風景園林規(guī)劃設(shè)計的數(shù)字化發(fā)展提供了最好的契機。

在吸收其他學科相關(guān)領(lǐng)域的研究成果的基礎(chǔ)上，筆者梳理了當前主要的數(shù)字化設(shè)計的概念與方法，進行了分類和分級，形成了一個初步但清晰的風景園林數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計概念譜系圖表（圖01）。這張圖表可以廓清主要的數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計的方法及其應(yīng)用領(lǐng)域，也對當下復雜紛繁的數(shù)字化概念做出一個相對準確的行業(yè)化定義和譜系劃定，以圖拋磚引玉④。

由于數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計的概念眾多，不但隨時會有新的概念的產(chǎn)生和新的內(nèi)涵的注入，同時現(xiàn)有的概念分類也存在著許多爭議，因此本概念譜系只代表作者的個人見解，不包含當前所有的數(shù)字化設(shè)計概念，也沒有對未來可能產(chǎn)生的概念作出預(yù)測

圖表通過色系表達風景園林數(shù)字化設(shè)計的譜系分類：冷色系的圖表是計算機輔助設(shè)計范疇，暖色系的是數(shù)字設(shè)計媒介與信息化管理范疇。前者強調(diào)計算機對設(shè)計過程的增強與輔助，后者則強調(diào)計算機對設(shè)計表達和信息化管理的作用。

2.2.1 計算機輔助設(shè)計譜系（Computer Aided Design）

（1）計算機輔助分析與評價（Computer Aided Analysis and Evaluation）：

包括兩個設(shè)計環(huán)節(jié)，即分析與評價。計算機輔助分析是在設(shè)計初始根據(jù)調(diào)研和考察結(jié)果，將模擬信息轉(zhuǎn)化為計算機可識別讀取的數(shù)字信息，從而對場地條件和項目要求進行有針對性的分析，并輸出包含分析結(jié)果的信息數(shù)據(jù)，如數(shù)字圖解和數(shù)據(jù)庫，以便在其他計算機輔助設(shè)計工具中進行進一步處理。計算機輔助評價則是在形成初步的設(shè)計方案后，對方案按照特定的標準進行評價判斷，解析優(yōu)缺點，并提供方案修改的可能方向。兩者盡管在規(guī)劃設(shè)計時間軸上所處的位置有先后，但其分析方法，應(yīng)用平臺都十分類似，因此將二者歸為一類。計算機分析和評價加強了人們的環(huán)境空間認知能力，復雜信息的理性綜合、處理、歸納和管理能力，對設(shè)計成果的客觀判斷和解讀能力，從而獲得相對優(yōu)化的設(shè)計結(jié)果。這也是目前風景園林規(guī)劃設(shè)計中亟待加強又相對容易推廣的部分。但目前尚缺乏一個多功能的軟件平臺能夠進行綜合的風景園林設(shè)計分析，只能應(yīng)用許多不同的專用行業(yè)軟件，軟件之間缺乏統(tǒng)一的交換格式，向下游數(shù)字平臺傳達數(shù)據(jù)也存在著許多問題，同時掌握諸多軟件也給設(shè)計人員帶來了一定的難度。此外，這些分析和評價應(yīng)有相關(guān)專業(yè)人員進行輔助與解讀，才能保證其分析數(shù)據(jù)的準確性和使用范圍，因此需要跨學科的協(xié)作。盲目得進行分析，可能得出錯誤的數(shù)據(jù)，并導致設(shè)計的南轅北轍。

它可能包括以下主要的幾種分析評價類別：

1）地理與規(guī)劃信息：分析和評價土地利用、土壤、地形、各類城市及綠地規(guī)劃等，目前主要依托GIS軟件如Arcgis以及相關(guān)插件。多層數(shù)據(jù)地圖疊加以洞悉環(huán)境深層信息，已成為標準的數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計流程樣本。

2）流體分析：對潮汐、河流、湖泊、濕地、水景等水文對象，以及風、大氣污染等空氣流體進行分析評價。盡管相關(guān)專業(yè)的人員能夠給予更為專業(yè)和詳細的配合，但依靠目前已經(jīng)比較成熟的CFD（計算流體動力學）軟件，如Flow3d, Xflow，F(xiàn)luent, Urbanwind,Vasari等軟件，非專業(yè)人員也可以模擬大至水文動態(tài)，沉積物沖刷及沉淀，污染物傳播及降解，地表徑流與匯水，小至建筑風環(huán)境，水景造型等復雜的流體環(huán)境，從而對設(shè)計初始就能對方案做出預(yù)判與合理調(diào)整。

3）植物景觀：包括植物群落的景觀模型分析，植物生長預(yù)測等。植物是風景園林中重要的動態(tài)因子，植物群落的配置往往決定著風景園林的視覺效果與生態(tài)效應(yīng)，利用計算機建立起數(shù)字化的植物群落模型，預(yù)測未來植物生長的可能性，將使設(shè)計能夠回應(yīng)一個長期的動態(tài)變化過程，而非基于靜態(tài)的經(jīng)驗判斷。

4）生態(tài)分析：生態(tài)效能是風景園林的主要功能之一。利用景觀生態(tài)學的統(tǒng)計分析軟件，如Fragstats,PC-ORD等，可對大尺度的與自然密切關(guān)聯(lián)的風景園林區(qū)域進行數(shù)據(jù)分析，并可由GIS進行數(shù)據(jù)匯總與管理。Netlogo這種腳本語言化的計算機建模仿真集成平臺，可以利用已經(jīng)編制好的生態(tài)動態(tài)演變腳本在計算機中模擬生態(tài)系統(tǒng)的新陳代謝和演化過程⑤。

5）空間分析：風景園林規(guī)劃設(shè)計的目的就是合理得配置戶外空間。在傳統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計中，重界面而輕空間的問題十分突出，空間分析僅僅是幾條所謂是透景線和軸線。利用數(shù)字化工具，空間可以被評測和量化。利用空間視域理論和空間句法理論⑥發(fā)展出的相關(guān)工具如Depthmap,可以揭示空間可達性和組構(gòu)邏輯，預(yù)測人在空間中的視覺感知以及由此引發(fā)的可能的運動趨勢，并由計算機運算出參量如整合度(integration)連接度（connectivity）等來評價和判斷。

6）交通與活動分析：除了對車輛交通進行分析和評價外，利用涌現(xiàn)理論（Swarm）⑦和相關(guān)工具（Processing, Swarm，Netlogo等），可以預(yù)測大規(guī)模集群生物（包括人類）在空間中的復雜空間行為模式和活動形態(tài)。利用智能代理人（Intelligent Agent）模型，可以根據(jù)用戶調(diào)查數(shù)據(jù)，來設(shè)定智能代理人的不同族群及族群的經(jīng)典行為模式，經(jīng)過疊代計算后，獲得場所的地點與活動方式的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)。

7）節(jié)能與舒適度分析：風景園林的節(jié)能理念包含著風景園林對空間環(huán)境的積極的生態(tài)效應(yīng)，如遮陽、蔽風、降低浮塵、吸收污染物、調(diào)節(jié)碳排放、降低環(huán)境溫度、增加空氣濕度、減少環(huán)境噪音等，由此產(chǎn)生了舒適的戶外環(huán)境。規(guī)劃設(shè)計的方案能否產(chǎn)生合理的舒適度，需要數(shù)字化平臺的量化評價，不能依靠經(jīng)驗來臆測。此外，風景園林的節(jié)能還包括風景園林建筑的節(jié)能措施，建設(shè)材料的節(jié)能與環(huán)保等方面。此類的軟件有Ecotect,Vasari, IES，Urbanwind等。

8）結(jié)構(gòu)性能分析：風景園林建筑及構(gòu)筑物相比城市建筑設(shè)計來說，功能相對簡單。但卻有較高的造型需求，景觀構(gòu)筑物也存在著許多異形的、非標的做法。由于配合工種的其他專業(yè)人員通常對風景園林的特定需求不熟悉，導致風景園林建筑和構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)臃腫不合理，影響了效果。風景園林設(shè)計者完全可以通過必要的學習，掌握Sap2000,Revit structure，Solidworks, Robot structural analysis等結(jié)構(gòu)和有限元分析軟件，來校驗設(shè)計的合理性，在專業(yè)配合時亦可提出明確的條件和建議。

地理信息系統(tǒng)（GIS）是一個強大的數(shù)據(jù)庫和數(shù)字地圖管理系統(tǒng)，因此以上分析和評價的結(jié)果，多數(shù)均可以在GIS的平臺或經(jīng)過其他軟件分析計算后，將結(jié)果導入GIS平臺來進行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理，并可方便得輸出數(shù)據(jù)表（庫）或數(shù)字圖解。而數(shù)據(jù)表（庫）或數(shù)字圖解又可以以參數(shù)的形式匯入?yún)?shù)化設(shè)計和計算機生成設(shè)計的流程中，來控制或優(yōu)化設(shè)計方案，由此形成了從分析評價到數(shù)字化設(shè)計的數(shù)據(jù)鏈，這是風景園林數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計系統(tǒng)化的體現(xiàn)。由于GIS的概念及應(yīng)用，已有諸多研究文獻與實例，因篇幅所限，本文不做詳解。

（2）計算機生成設(shè)計（Generative Design）

計算機生成設(shè)計（Generative Design）是計算機將輸入的參數(shù)變量按照某種人工編制的算法邏輯，或群體智能模型或數(shù)學計算幾何（Computational Geometry）算法模型中進行計算，并最終生成與參數(shù)變量相關(guān)聯(lián)的的數(shù)字化設(shè)計方法。它可以大致分為三個類別：

1）計算幾何（Computational Geometry）：是計算機科學與數(shù)學的交叉領(lǐng)域，它研究由數(shù)學算法生成特定的幾何形體，計算幾何常用的生成類型可分為三種：線（如磁力線或場⑧，洛倫茲曲線⑨），面（如極小曲面⑩），網(wǎng)格（如泰森多邊形11）。計算幾何產(chǎn)生的幾何形體，由于其動態(tài)、優(yōu)美的形式結(jié)構(gòu)，也被用于風景園林規(guī)劃設(shè)計中，以作為進一步空間形態(tài)設(shè)計的基礎(chǔ)。

2）群體智能（Swarm Intelligence）：研究一群具有簡單行為模式的個體按照一個具有隨機性的法則產(chǎn)生自組織的動態(tài)過程，并形成一個與個體行為不同的無法預(yù)知的復雜樣態(tài)。它又被稱之為“涌現(xiàn)”。群體智能可分為三個類別：元胞自動機12，形式語法13，多代理系統(tǒng)14。群體智能方法的研究對象實際是真實世界動態(tài)演變的規(guī)律與趨勢，人腦無法進行如此復雜的大規(guī)模計算，只有依靠計算機的強大運算能力。群體智能能夠解決風景園林的動態(tài)演變問題，生境中的生物包括人的空間活動分析，也用以預(yù)測生態(tài)環(huán)境新陳代謝的變化趨勢。

3）算法生成 (Algorithmic Design)：算法生成是設(shè)計者根據(jù)設(shè)計對象的不同屬性和需求，利用計算機程序語言或腳本語言來編制某種具有針對性的計算方法，并將計算成果使用計算機圖形學的方法呈現(xiàn)為視覺圖形或空間形態(tài)。嚴格意義上講，計算幾何和群體智能亦需用程序語言編制算法，但由于二者具有十分明確的獨立含義，因此本文對其單獨歸類。算法生成也可分為三種類別。第一種為參數(shù)邏輯算法，指由各類參數(shù)控制下的特定算法以完成特定計算目的，如利用日照來控制城市建筑布局，利用人的運動方式控制公共空間的尺度布局，利用坡度和轉(zhuǎn)彎半徑來控制道路的生成等。第二種為仿生與分形，利用仿生學與分形學原理來編制算法，這在風景園林中可用于各類有機形態(tài)生成、路網(wǎng)結(jié)構(gòu)與空間組構(gòu)的布局，也可用于雕塑創(chuàng)作。第三種是機器智能，包括窮舉算法和遺傳算法，窮舉算法是利用計算機求解所有可能的方案，并進行評價，從而找到首個符合所有搜索條件的解。遺傳算法又稱進化算法脫胎于生物學的遺傳理論，按照進化的規(guī)律在計算機中以仿真的方式進行求解運算，以不斷逼近合理解，它比窮舉算法要更加智能且更符合自然規(guī)律。有些研究者將機器智能單獨歸類，而不作為算法生成的子項。但筆者認為，以當前計算機的發(fā)展，尚不能達成真正的機器智能，無論是窮舉算法還是遺傳算法，都只是一種更為復雜的算法而已，計算機依然是根據(jù)人類編制的程序來進行運作。

國內(nèi)外均有院校研究風景園林計算機生成設(shè)計，但這些原本具有數(shù)學意義和幾何結(jié)構(gòu)的算法是否能反應(yīng)風景園林中的復雜的生態(tài)運作模式？其生成的結(jié)果是否能夠真正符合使用者的需求？抑或只是形態(tài)的堆砌或所謂數(shù)字美學的蒼白解釋？目前尚有許多爭議。但隨著研究的深入和數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，計算機生成設(shè)計應(yīng)能更加深入得探索自然與人工環(huán)境的深層運作規(guī)律，而非僅限于生成炫目的形式。

（3）參數(shù)化設(shè)計（Parametric Design）

參數(shù)化設(shè)計的理論方法實際來源于數(shù)學及制造加工業(yè)。與單純的幾何建模不同，“每個參變量控制或表明設(shè)計結(jié)果的某種重要性質(zhì)，改變參變量的值會改變設(shè)計結(jié)果[1]”， 因此也被稱為關(guān)聯(lián)設(shè)計（Associative Design）。參數(shù)化設(shè)計的另一個基本特征是，所建構(gòu)的模型允許被指定特定的關(guān)聯(lián)信息，這也是BIM理念的基礎(chǔ)。參數(shù)化設(shè)計和計算機生成設(shè)計有共同點，即它們都是數(shù)值的容器，用戶可以通過輸入改變數(shù)值。但它們之間最大的區(qū)別是，前者直接通過圖形化軟件直接操控幾何對象，后者則是用程序與腳本語言來間接生成設(shè)計對象。實際上，兩者是硬幣的兩門，殊途同歸。

在風景園林數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計流程中，參數(shù)化設(shè)計占據(jù)著核心位置，是未來最重要的發(fā)展方向之一。它既是一種技術(shù)，又是一個方法。

1）作為技術(shù)的參數(shù)化設(shè)計

作為技術(shù)的參數(shù)化設(shè)計，有時也被狹義地理解為“參數(shù)化建模技術(shù)”。在具有參數(shù)化功能的軟件平臺上建立由特定參數(shù)驅(qū)動的帶有特定信息的幾何模型，幾何模型通過設(shè)計評價階段后并將評價信息以參數(shù)的形式反饋回參數(shù)化軟件平臺進行進一步的優(yōu)化，如此反復，并最終輸出數(shù)字模型，轉(zhuǎn)化為方案媒介和指導施工的圖紙信息。由于整個過程由參數(shù)驅(qū)動，改變參數(shù)的數(shù)值，將可以隨時便捷得控制從整體到細部，從空間到形式的變化。參數(shù)化建模技術(shù)，改變了純粹的二維或三維計算機繪圖軟件難以修改方案，無法對條件的變化做出即時應(yīng)對的缺陷。同時，對象化、模塊化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化，也使參數(shù)化軟件遠比傳統(tǒng)的繪圖軟件更加適合于數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計的要求。

參數(shù)化設(shè)計工具是參數(shù)化設(shè)計過程的基礎(chǔ)平臺和工具。參數(shù)化設(shè)計工具可分為兩大類別，其一為基于幾何體的參數(shù)化工具，這類工具直接對幾何體本身進行驅(qū)動控制，如revit, Archicad, Intentor,Civil3d，Digital Project等軟件。其二是基于圖形腳本參數(shù)設(shè)計工具，它與算法設(shè)計有某種相似之處，都是設(shè)計者編制某種邏輯來控制參數(shù)化過程。由于多數(shù)設(shè)計師對程序語言不熟悉，類似Grassshopper,Dynamo15等圖形腳本參數(shù)工具可通過直觀的圖形化節(jié)點模塊組織設(shè)計邏輯（圖02）。

風景園林數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計中應(yīng)用參數(shù)化設(shè)計技術(shù)，當前最大的問題是缺乏專屬的軟件平臺。隨著如Lands design for rhino, Landcadd for revit, Siteworks for revit等插件的出現(xiàn)，風景園林參數(shù)化設(shè)計的平臺將會逐漸完善。

2）作為方法的參數(shù)化設(shè)計

參數(shù)化不僅是一種技術(shù)，更重要的是它所蘊含的開放的、由下至上、邏輯的參數(shù)關(guān)聯(lián)、可檢驗和可回饋的設(shè)計成果、非預(yù)設(shè)立場的過程化和系統(tǒng)論的設(shè)計思想，它不同于傳統(tǒng)設(shè)計方法的片段性、預(yù)設(shè)立場與主觀價值，它探討的，是設(shè)計對象自身及其所處環(huán)境的內(nèi)在秩序，將來源于分析階段及項目本身的需求產(chǎn)生的多個參數(shù)進行選擇和組合，尋找聯(lián)結(jié)各個參數(shù)的邏輯聯(lián)系，進而建立各種參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)約束的邏輯關(guān)系，從而使隱含在表象背后的復雜關(guān)系和空間秩序客觀顯影和理性關(guān)聯(lián)，并構(gòu)建出系統(tǒng)架構(gòu)的邏輯模型，并通過關(guān)鍵參數(shù)的調(diào)控，以構(gòu)筑更加和諧、健康、優(yōu)美且功能完善的空間秩序。因此，它實質(zhì)上是一個重要的設(shè)計方法的革命。

以流程分類，參數(shù)化設(shè)計方法可以分成兩大類型，即由局部至整體和由整體至局部。前者強調(diào)建構(gòu)局部參數(shù)，由局部參數(shù)的邏輯關(guān)聯(lián)最終推導出整體結(jié)構(gòu)，并轉(zhuǎn)換為空間關(guān)系，最終構(gòu)成設(shè)計成果，在此過程中，整體結(jié)構(gòu)通常是非預(yù)設(shè)的，或不可預(yù)知的，其整體結(jié)構(gòu)是由大量看似無關(guān)的局部邏輯組合而成，以參數(shù)化方法研究生態(tài)環(huán)境的演變，常用此類方法。后者則利用全局參數(shù)對整體進行控制，并通過不同的邏輯細分方式來構(gòu)筑底層結(jié)構(gòu)。在設(shè)計時，可根據(jù)需要選擇何種類型，也可混合使用。

國內(nèi)外都已有風景園林參數(shù)化設(shè)計的研究。英國建筑聯(lián)盟建筑學院（AA）建立了一套指數(shù)化模型（Indexical Models）—敏感系統(tǒng)（Sensitive Systems）—網(wǎng)絡(luò)城市主義（Network Urbanism）—自我實現(xiàn)（Actualisation）的設(shè)計方法，通過具有自組織能力的基本結(jié)構(gòu)在科學分析得出的索引圖解中變形重構(gòu)，綜合運用了從局部至整體和從整體至局部兩種參數(shù)化設(shè)計流程，構(gòu)建起從大區(qū)域空間結(jié)構(gòu)到小尺度景觀措施的完整策略。這套設(shè)計理論和方法完全建立于計算機分析分析、數(shù)字化算法生成及參數(shù)化建模的基礎(chǔ)之上（圖03）。但這種設(shè)計方法目前仍停留在研究的層面上，其在具體實踐中的應(yīng)用價值還有待觀察。

同濟大學建筑與城市規(guī)劃學院池志煒等人探討了景觀參數(shù)化設(shè)計的基本概念，提出了景觀參數(shù)化設(shè)計的基本體系框架和參數(shù)構(gòu)成類型，并采用矩陣表的形式建構(gòu)出參數(shù)組合規(guī)則，最終由規(guī)則生成多種方案以供優(yōu)化和選擇。在參數(shù)化設(shè)計應(yīng)用于中小尺度景觀設(shè)計中做出了有價值的探索[2]。

同時也必須指出，參數(shù)化設(shè)計并非是一劑放之四海皆準的萬能靈藥。參數(shù)化設(shè)計在風景園林規(guī)劃設(shè)計的實踐應(yīng)用，尚處于起步階段，且多偏于參數(shù)化建模的技術(shù)層面，而未能真正建構(gòu)起參數(shù)化設(shè)計思想貫穿始終的設(shè)計方法。目前多數(shù)所謂參數(shù)化設(shè)計的案例，其實質(zhì)不過是利用參數(shù)化建模軟件根據(jù)幾個參數(shù)來生成某些特殊的形式或表皮，參數(shù)的選擇往往沒有經(jīng)過驗證，生成的形式也幾乎與場地的內(nèi)在邏輯毫無關(guān)聯(lián)。

從理論和實踐層面上看，風景園林規(guī)劃設(shè)計的過程不可能完全被參數(shù)化，許多要素尤其是社會、文化、審美等既無法轉(zhuǎn)化為參數(shù)，也不可能針對一個項目構(gòu)筑起一個全局邏輯。大量的數(shù)據(jù)如果都被轉(zhuǎn)化成控制參數(shù)，既無必要，也只能使設(shè)計過程淪為不可知。因此，如何根據(jù)設(shè)計的需求優(yōu)選影響因子，如何選擇全局參數(shù)和局部參數(shù)，如何設(shè)定關(guān)聯(lián)與邏輯規(guī)則，是參數(shù)化設(shè)計過程的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是決定參數(shù)化設(shè)計的合理性的成敗關(guān)鍵。此外，參數(shù)化設(shè)計過程得出的，通常是多個由關(guān)聯(lián)參數(shù)推導而出的可能結(jié)果，其最終的場地適應(yīng)性，依然需要設(shè)計者進行優(yōu)化抉擇。

（4）計算機輔助繪圖（Computer Aided Drawing）

計算機輔助繪圖目前已在行業(yè)內(nèi)普遍應(yīng)用，本文不做詳述。它包含兩大類型的軟件平臺，一類是Sketchup, Rhino16等三維輔助繪圖軟件，均具備功能強大的三維建模能力。與參數(shù)化建模軟件不同的是，這些軟件本身不具備參數(shù)化的建模方法，因此無法利用參數(shù)進行實時控制，且?guī)缀文Ｐ鸵话悴痪邆涮囟ǖ膶ο笮畔ⅰＡ硪活愐訟utocad為核心包括本土化的插件如天正建筑、天正規(guī)劃景觀等，它們的主要功能是二維方案繪圖、設(shè)計詳圖及施工圖詳圖，是繪制方案深化及施工指導圖紙的必備工具。

2.2.2 數(shù)字設(shè)計媒介與信息化管理譜系（Computer Aided Design）

數(shù)字設(shè)計媒介與信息化管理譜系是設(shè)計信息在數(shù)字化平臺上進行網(wǎng)絡(luò)化綜合化管理及以數(shù)字化傳遞媒介的合集。它包含了5個子集：

（1）設(shè)計圖解（Diagrams）：

上游平臺完成方案信息模型或相關(guān)方案圖紙后，需通過的圖解方式傳遞信息至業(yè)主，進入評審階段，清晰準確美觀的設(shè)計圖解能夠傳達完整的設(shè)計信息，左右方案的成敗。繪制設(shè)計圖解的軟件包括Photoshop,Painter,ILLustrator，Indesign等常用的二維繪圖軟件,以及PowerPoint等簡報軟件。數(shù)據(jù)可視化（Data Visualization）是設(shè)計圖解的新方法。通過數(shù)據(jù)可視化軟件或編制腳本語言，數(shù)據(jù)統(tǒng)計信息轉(zhuǎn)化為形象美觀清晰易讀的圖解。常用的軟件有Tableau,Eye-sys等（圖04）。

（2）效果圖與動畫（Rendering and Animation），虛擬現(xiàn)實(Virtual Reality)：

繪制效果圖與動畫，進行虛擬現(xiàn)實演示的過程實際是對方案進行擬真化研究的過程，由規(guī)劃設(shè)計單位自身完成這項工作，將有助于方案的深入理解，發(fā)現(xiàn)方案中存在的問題。隨著軟件功能的強大和智能化，Vue等軟件可以生成真實的自然環(huán)境和植物生態(tài)群落，Sketchup結(jié)合渲染插件，3dsmax結(jié)合三維植物模型庫，Lumion虛擬現(xiàn)實軟件，設(shè)計師已經(jīng)可以快速得繪制逼真的效果圖和動畫，并輸出虛擬現(xiàn)實演示文件。結(jié)合三維投影和虛擬現(xiàn)實追蹤設(shè)備，設(shè)計者和業(yè)主可以在擬真的三維空間中研究設(shè)計方案。

（3）協(xié)同設(shè)計(Cooperative Work):

協(xié)同設(shè)計是網(wǎng)絡(luò)時代規(guī)劃設(shè)計的運作方式。設(shè)計師在封閉的環(huán)境中進行工作，信息無法即時準確得傳遞，導致如設(shè)計方案缺乏群體智慧，工種配合不暢，圖紙無法同步修改等種種問題，這是計算機輔助繪圖時代的嚴重缺陷?；诰W(wǎng)絡(luò)平臺的協(xié)同設(shè)計，將提供即時的多專業(yè)信息交換，數(shù)字圖紙跟隨信息模型同步更改，無紙化信息管理；在未來，復雜的運算將由遠程大規(guī)模計算機集群進行云計算，個人計算機成為信息的輸入輸出端；個人手持數(shù)據(jù)調(diào)研設(shè)備和平板電腦使移動辦公和數(shù)據(jù)無線傳遞成為可能。虛擬建造管理可以在計算機中預(yù)演和管理項目建設(shè)的全生命周期過程，及時發(fā)現(xiàn)項目漏洞，進行建造流程管理。

（4）信息輸入及輸出（Information Input and Output）:

數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計的全部過程均建立在數(shù)字信息的流動之上。所有模擬信息均應(yīng)被轉(zhuǎn)化為數(shù)字信息。三維掃描等逆向工程可以將建筑物、地形等掃描為點云，在軟件中重構(gòu)為三維模型。而一旦方案形成信息模型，也可利用三維打印、激光切割，數(shù)控機床、四維機械臂等設(shè)備，輸出實體模型，甚至可進行等尺度的數(shù)字化建造。

2.2.3 風景園林數(shù)字信息模型（Building Information Modelling）

BIM是Building information model(建筑信息模型)的縮寫。它是由Autodesk公司提出概念并制定通用標準，并迅速在建筑行業(yè)得到了全面推廣17。BIM指一個具有單一的、完整的、邏輯的建筑信息數(shù)據(jù)庫為核心的建筑信息模型。這個信息模型容納了建筑從設(shè)計到建造全生命周期的全過程信息。BIM將極大地優(yōu)化設(shè)計、建造的效率，降低成本。由于具有單一的全信息數(shù)據(jù)庫，所有的設(shè)計、材料、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、造價、建造指導都可以可視化的呈現(xiàn)，并實時檢測可能存在的錯誤，任何修改都將導致全局性的信息變化，無需人工的檢索和繁瑣的修訂。

BIM實際上是一個龐大的系統(tǒng)解決方案，而并非是指某個設(shè)計方法或設(shè)計軟件，它幾乎囊括了數(shù)字時代所有的設(shè)計和建造的理念與技術(shù)，貫穿于建造項目的全生命周期過程，數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計只是BIM的一個環(huán)節(jié)，BIM中包含了參數(shù)化思想和技術(shù)，利用BIM軟件，可以進行數(shù)字化分析，參數(shù)化建模、設(shè)計圖解、進行多團隊多工種協(xié)同設(shè)計，輸出效果圖與動畫，輸出施工指導圖紙，碰撞檢測，錯誤校驗，也可以對施工過程進行模擬和管理。

風景園林數(shù)字信息模型的發(fā)展，目前尚處于萌芽階段。風景園林數(shù)字信息模型的研究，當前需解決幾個基本問題18：

（1）名稱：有研究者認為風景園林數(shù)字信息模型的英文名稱應(yīng)為Landscape Information Modelling(LIM)，以示與建筑信息模型有所區(qū)別。但BIM中的B,即Building在英文中也有建造物的含義，直譯為建筑其意偏窄。Autodesk在提出BIM概念時，意在包含所有的人工建造物的信息模型。實際上，脫離環(huán)境信息的BIM,將是不完整的，也與它的基本理念相違。因此，本文認為不必另辟門戶建立所謂LIM，而應(yīng)統(tǒng)一在BIM之下，也有利于與相關(guān)專業(yè)的對接和標準的制定。

（2）信息：BIM的核心是信息模型，目前的信息標準和模型族庫均為建筑行業(yè)制定。根據(jù)風景園林的基本要素信息，如地形、水域、植物、鋪裝、構(gòu)筑物及配合專業(yè)的要求，向BIM中增加風景園林的信息內(nèi)涵，并集成在核心數(shù)據(jù)庫中，是目前急需進行的工作。

（3）平臺：當前基于BIM的軟件包括Revit, Archicad和Digital Project均為建筑行業(yè)軟件，不完全符合風景園林的行業(yè)需求。美國Eagle point公司為Revit推出了Landcadd for revit,Siteworks for revit插件包，前者主要是植物模塊，后者是地形與道路模塊，使Revit建立風景園林元素的功能有所完善。但總體上，平臺的缺陷會導致風景園林數(shù)字信息模型發(fā)展的停滯不前。

（4）應(yīng)用：風景園林行業(yè)有無必要使用BIM？這個問題目前尚有爭議。因為風景園林的功能、專業(yè)構(gòu)成、建造難度都要比建筑簡單，小尺度景觀使用BIM,既增加了設(shè)計成本周期，又不能充分發(fā)揮BIM的優(yōu)勢。大尺度景觀用BIM目前還存在很多問題，如能將GIS作為大尺度風景園林規(guī)劃的BIM平臺，將能有效彌補當前平臺的缺陷。BIM最可能應(yīng)用于功能復雜、尺度較大或與建筑結(jié)合緊密的風景園林項目（圖05）。

3 風景園林數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計流程圖解

風景園林數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計涉及的概念繁多，譜系復雜，軟件眾多，尚不成熟的軟件平臺又常因格式不通而導致兼容性問題，各個構(gòu)成部分又未能協(xié)調(diào)發(fā)展，舊有的流程尚未徹底消化，新的理念方法又層出不盡，使人無所適從，也給學習和掌握這些方法和技術(shù)帶來了許多困難。

前文所述的概念譜系，涉及了諸多的數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計方法和技術(shù)，每種方法和技術(shù)都有當前常用的軟件平臺。為了更清晰得展現(xiàn)風景園林數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計的流程與運作模式，需要一個具有實用和拓展意義的風景園林數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計流程圖，作為開展數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計實踐的參考。

在概念譜系的基礎(chǔ)上，根據(jù)規(guī)劃設(shè)計時間軸的先后，以常用軟件的組合序列為核心，模塊化得整理出了風景園林數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計流程圖解（圖06）。將數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計時間軸分為6個環(huán)節(jié)：現(xiàn)狀信息輸入，數(shù)字化設(shè)計分析，計算機生成設(shè)計及參數(shù)化設(shè)計，數(shù)字化設(shè)計評價，計算機輔助繪圖及數(shù)字化設(shè)計媒介。將數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計方法及主要軟件平臺根據(jù)其在時間軸上的位置及各自不同的功能進行分類，各模塊的色系與譜系圖對應(yīng)，以標示其在概念譜系中的相應(yīng)定位。不同色彩的箭頭標識出軟件平臺間數(shù)據(jù)流流向和主要的交互格式，以方便讀者查詢。

從圖中可以看出，以Rhino+Grasshopper和Revit作為當前參數(shù)化設(shè)計部分的核心，它們組織起前期的主要的數(shù)據(jù)流，評價環(huán)節(jié)的優(yōu)化信息亦回流至這兩個核心以修改信息模型，并向計算機輔助繪圖環(huán)節(jié)導出幾何模型以供二維化和輸出設(shè)計媒介。Rhino的幾何建模功能及高兼容性的輸入輸出功能，使它可以作為建模平臺和通用幾何數(shù)據(jù)交換平臺，Grasshopper為Rhino增加了圖形參數(shù)化建模功能，計算機算法生成的幾何模型，通常也會在Rhino中進行進一步處理。Houdini和Maya具有強大曲面、粒子建模功能，又具有動力學模塊，可以作為建立有機形態(tài)，模擬群體運動和動態(tài)找形的輔助工具。

Revit是目前最普及的BIM平臺，未來的風景園林信息模型可能需要在它的基礎(chǔ)上發(fā)展。

Sketchup和Autocad作為計算機輔助繪圖環(huán)節(jié)的核心。在現(xiàn)階段的詳細設(shè)計和施工圖紙，依然只能主要依靠Autocad繪制。Dwg格式也是最常用的數(shù)據(jù)交換格式。

GIS作為相對獨立的軟件平臺，與Civil3d和Autocad結(jié)合，承擔大尺度的風景園林數(shù)字規(guī)劃的作用，并可構(gòu)成整個數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計的數(shù)據(jù)管理中心。

需要注意的是，并非一個規(guī)劃設(shè)計項目，均需經(jīng)過所有的流程環(huán)節(jié)。應(yīng)根據(jù)項目的特點和需求，選擇合適的數(shù)字規(guī)劃設(shè)計流程。

本圖根據(jù)作者本人研究和實踐總結(jié)，它包含了風景園林數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計中目前最主要的軟件及主要的交互方式。但本流程圖并非是唯一的、確定的數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計流程圖，它也并非具有普適性。實際上，當前存在著多種數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計的途徑，每個設(shè)計者，都可能總結(jié)出適合于自身的數(shù)字規(guī)劃設(shè)計模式。由于數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計正處于高速發(fā)展的階段，本圖也不可能對未來的數(shù)字化設(shè)計圖景做出準確的預(yù)測。因此，本流程圖僅供業(yè)內(nèi)人士參考，希翼由此引發(fā)更加深入的思考和探討，從而將風景園林數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計推向普及和深化。

4 局限與思考

數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計新的理論、新的技術(shù)不斷產(chǎn)生，與任何新事物一樣，它既有先進之處，但對其的質(zhì)疑和反思也從未停息，尤其是在計算機生成設(shè)計和參數(shù)化設(shè)計領(lǐng)域。

數(shù)字化設(shè)計的前提是設(shè)計對象都應(yīng)當也只能轉(zhuǎn)換為數(shù)字(0和1)，才可能被準確量化和作為信息流動。但是必須看到，風景園林的規(guī)劃設(shè)計過程，存在著大量不可數(shù)字化的要素。在現(xiàn)階段，盡管計算機已經(jīng)具備了一定的智能運算能力，但在可以預(yù)見的未來里，它依然不可能代替人腦，任何多樣的參數(shù)和復雜的算法，也無法全部容納風景園林的所有元素和特征，無法計算出完全適合于人的使用行為的設(shè)計。計算機只能輔助設(shè)計者根據(jù)現(xiàn)有的條件進行盡可能客觀合理的分析推斷，并獲得符合這些條件的可能結(jié)果，而最終的優(yōu)化與優(yōu)選，依然掌握著設(shè)計者的手中。忽視人的主觀能動性在設(shè)計過程中的決定性作用，只能導致數(shù)字化設(shè)計的僵化和機械。

計算機數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計，需要避免一種常見的誤解，認為它們就是為了產(chǎn)生一種新的炫目的形式。許多人以為通過輸入?yún)?shù)和編制算法，就能產(chǎn)生出各種所謂“數(shù)字理性”控制下的奇異形態(tài)，甚至直接就能生成最終的設(shè)計成果。來自數(shù)學領(lǐng)域的“非線性”（Nonlinearity）一詞曾經(jīng)興盛一時，建筑學引入“非線性”概念,并將其與法國哲學家吉爾·德勒茲的“褶子”“平滑”等哲學概念結(jié)合，創(chuàng)造出所謂的非線性設(shè)計，認為非線性設(shè)計將產(chǎn)生出一種連續(xù)流動的內(nèi)外無差異的空間形態(tài)。由于非線性設(shè)計本身語義的模糊性，它一度甚至被拓展至包括參數(shù)化設(shè)計和生成設(shè)計在內(nèi)的更加廣義的概念，使人誤以為數(shù)字化設(shè)計的目的就是為了生成流動的曲面形態(tài)。在此類模糊概念和錯誤理解下引導下，所謂數(shù)字設(shè)計產(chǎn)生的數(shù)字美學已經(jīng)呈現(xiàn)出驚人的相似性，奇異的曲面形態(tài)加上復雜變化的表皮，消解了地域性的文化差異和建構(gòu)手法，變成了一種數(shù)字時代的陳詞濫調(diào)。

數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計，究其所以，并非為了產(chǎn)生某種新的形式，而是為了建構(gòu)一個更加科學客觀邏輯嚴密的設(shè)計方法。由于參數(shù)自身的連續(xù)變動的特點，數(shù)字化設(shè)計方法比較容易產(chǎn)生及操作流線型的幾何形態(tài)或復雜的構(gòu)造或表皮肌理，但它們只是設(shè)計過程產(chǎn)生的結(jié)果而非目的，它們必須服從并符合設(shè)計項目本身的需求。只有正確理解數(shù)字化技術(shù)，設(shè)計主體能動之間的本質(zhì)關(guān)系，才能使數(shù)字化設(shè)計不至于“成為機器智能控制下的片面技術(shù)游戲”[3]。

注釋：

①嚴格意義上，BIM概念（建筑信息模型）不僅包含了規(guī)劃設(shè)計的流程，也包含了施工建造與后期運營管理的過程。

②“智慧地球”（Smart Planet）概念由IBM最早于2008年提出，認為應(yīng)建立一個感知化、互聯(lián)化和智能化的世界，以更合理得利用地球資源、建立更實時高效的管理機制，更快捷的信息共享與優(yōu)化利用。這個概念在2009年成為美國國家戰(zhàn)略，由此衍生出的“智慧城市”在許多國家包括中國正產(chǎn)生積極的呼應(yīng)。

③有關(guān)風景園林規(guī)劃設(shè)計數(shù)字策略內(nèi)涵與意義的相關(guān)內(nèi)容，參見:蔡凌豪.風景園林規(guī)劃設(shè)計數(shù)字策略論[J].中國園林,2012,(1):14-19.

④本概念譜系涉及的內(nèi)容，綜合自諸多行業(yè)標準、研究文獻以及作者個人的研究與實踐，無法一一列舉所有參考文獻，謹此致歉。

⑤Netlogo是一個多主體建模仿真集成環(huán)境，由美國西北大學連接學習與計算機建模中心（CCL）開發(fā)。它可以模擬微觀個體的行為和宏觀模式的涌現(xiàn)及其兩者之間的聯(lián)系，也用于模擬自然和社會現(xiàn)象,特別適合于模擬隨時間發(fā)展的復雜系統(tǒng)。參考：http://ccl.northwestern.edu/netlogo/。

⑥倫敦大學學院比爾·希列爾(Bill Hiller)等人認為城市和建筑空間的組構(gòu)存在著拓撲學關(guān)系，從而發(fā)展了空間句法理論；空間句法理論亦可用于風景園林空間分析。參考：www.spacesyntax.com。

⑦“涌現(xiàn)（Swarm）”理論的主要奠基人約翰.霍蘭德（John Henry HOLLAND）在《涌現(xiàn)：從混沌到秩序》一書中這樣描述“涌現(xiàn)”現(xiàn)象，“在復雜的自適應(yīng)系統(tǒng)中，‘涌現(xiàn)’現(xiàn)象俯拾皆是：螞蟻社群、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、免疫系統(tǒng)、互聯(lián)網(wǎng)乃至世界經(jīng)濟等。但凡一個過程的整體的行為遠比構(gòu)成它的部分復雜，皆可稱為‘涌現(xiàn)’?！蓖ǔＵf來，“涌現(xiàn)”指一個系統(tǒng)中個體間預(yù)設(shè)的簡單互動行為所造就的無法預(yù)知的復雜樣態(tài)的現(xiàn)象。

⑧ 磁力線是多個正負極之間發(fā)生作用力的軌跡曲線。場是由磁力線組成的場域。由于能夠跟隨磁極的參數(shù)變化而產(chǎn)生優(yōu)美、動態(tài)的曲線集合，因此可以被用于規(guī)劃設(shè)計中去。

⑨來源于統(tǒng)計學和經(jīng)濟學領(lǐng)域，由于曲線具有的統(tǒng)計學含義，也被用于參數(shù)控制下的計算幾何。

⑩數(shù)學中連接各邊表面積最小的曲面，具有明顯的建筑結(jié)構(gòu)合理性和經(jīng)濟性。

?計算點云之間的中垂線或中垂面，并組合成的空間形態(tài)，又被稱為Voronoi Diagram,如水立方的表皮即用這種方法計算形成。

? 通過定義一個群體中個體的行為規(guī)則，如根據(jù)相鄰個體生存狀態(tài)及其自身出生和死亡的簡單規(guī)則，通過迭代計算最終產(chǎn)生復雜的群體分布。

?形式語法是元胞自動機的復雜化模型，它研究三維空間中多個單元幾何體之間的組合規(guī)則。

?研究個體組成的復雜群體活動，如鳥群、蟻群。這些個體也可能具有動態(tài)學習發(fā)展的行為規(guī)則以模擬真實世界的個體。

?Dynamo是Revit的圖形化參數(shù)工具，目前尚處于開發(fā)測試階段。

? Rhino的插件Grasshopper使其具備了參數(shù)化功能。

?住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部《關(guān)于印發(fā)2012年工程建設(shè)標準規(guī)范制訂修訂計劃的通知》（建標[2012]5號）已將《建筑工程設(shè)計信息模型交付標準》、《建筑工程設(shè)計信息模型分類和編碼標準》列入制定計劃。

?由于篇幅所限，本文只能簡要論述，擬另文專項討論風景園林信息模型。

?圖片來源：圖03和04源自http://landscapeurbanism.aaschool.ac.uk/，其它為作者自繪。

[1]徐衛(wèi)國.參數(shù)化設(shè)計與算法生形[J].世界建筑, 2011,(6):110-111.

[2]池志煒,諶潔,張德順.參數(shù)化設(shè)計的應(yīng)用進展及其對景觀設(shè)計的啟示[J].中國園林,2012,(10):40-45.

[3]尼爾·里奇，袁烽.建筑數(shù)字化編程[M].上海:同濟大學出版社,2012.