地理設(shè)計視角下的景觀規(guī)劃設(shè)計理論、需求及技術(shù)實現(xiàn)

魏合義 黃正東*

地理設(shè)計視角下的景觀規(guī)劃設(shè)計理論、需求及技術(shù)實現(xiàn)

魏合義 黃正東*

地理設(shè)計（Geodesign）理論的提出皆在實現(xiàn)科學(xué)、技術(shù)和藝術(shù)在規(guī)劃設(shè)計領(lǐng)域中的完美融合。地理設(shè)計研究目前還處于概念階段，而快速城鎮(zhèn)化對景觀規(guī)劃設(shè)計理論、程序及技術(shù)平臺提出了更高的要求。因此，在景觀規(guī)劃設(shè)計理論基礎(chǔ)上融入地理設(shè)計的支持，總結(jié)景觀規(guī)劃設(shè)計的現(xiàn)實需求，以及探索可行的技術(shù)實現(xiàn)途徑在新的發(fā)展背景下尤為關(guān)鍵。對地理設(shè)計的概念起源、發(fā)展歷程和指導(dǎo)思想進(jìn)行系統(tǒng)梳理，并解析在地理設(shè)計視角下的景觀規(guī)劃設(shè)計理論及技術(shù)需求。在此基礎(chǔ)上，提出GIS平臺、軟件開發(fā)和軟件集成3個技術(shù)實現(xiàn)途徑，為今后景觀規(guī)劃設(shè)計理論研究和實踐提供參考。

地理設(shè)計；地理信息系統(tǒng)；GIS平臺；軟件開發(fā)；軟件集成；景觀規(guī)劃

Foundation item: Project supported by National Natural Science Foundation of China: Urban Air-flue Planning Supportive Approach Research on the Basis of GIS and RS Ventilation Potential Analysis (51378399)

地理信息技術(shù)的發(fā)展有時會推動其應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)步，地理設(shè)計（Geodesign）就是目前討論的熱點之一。地理設(shè)計方法的科學(xué)性分析、模擬、計算等諸多數(shù)字特征，以及人性化的設(shè)計環(huán)境構(gòu)想，迅速得到了風(fēng)景園林、城市規(guī)劃、建筑等相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的積極響應(yīng)。利用ISI引擎對關(guān)鍵詞“Geodesign”的檢索，結(jié)果發(fā)現(xiàn)僅有少量的學(xué)術(shù)文獻(xiàn)[1-5]，部分為評論性文章[6-9]。谷歌（Google）學(xué)術(shù)檢索顯示，大多數(shù)是近3年的會議討論。由此說明，地理設(shè)計雖然受到景觀領(lǐng)域的關(guān)注，但是在理論研究和具體實踐上還處于初級階段。對地理設(shè)計進(jìn)行一個深入、系統(tǒng)的梳理，有利于相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域中學(xué)者們之間的交流，引起對景觀規(guī)劃設(shè)計的理論方法、技術(shù)需求和技術(shù)實現(xiàn)手段的討論。

1 概念與發(fā)展概況

1993年，德國著名空間規(guī)劃學(xué)家昆茲曼（Kunzmann）在“地理設(shè)計：機(jī)會還是風(fēng)險？”文獻(xiàn)中，首次使用了Geodesign詞匯，用于討論空間規(guī)劃問題[10]。2005年，丹杰蒙德（Dangermond）基于對傳統(tǒng)地理信息環(huán)境下自由設(shè)計的新奇感受非正式地提出了Geodesign概念。早在2001年，我國學(xué)者就曾有討論地理設(shè)計的問題[11]，利用人文地理的基本理論進(jìn)行實證研究，但其含義與目前的Geodesign是有差異的。因此，對Geodesign這個合成詞的內(nèi)涵做出科學(xué)解釋非常必要。

從Geodesign的組成分析，最需要理解的部分是“Geo”，這也是傳統(tǒng)設(shè)計活動和地理設(shè)計方法的區(qū)別所在。各個學(xué)者對此有不同的理解并給出不同的定義，其中斯泰尼茨（Steinitz）、歐文（Ervin）、弗拉克斯曼（Flaxman）、米勒（Miller）和古德柴爾德（Goodchild）等人的論述最具代表性，“Geo”表示地理空間或地理信息空間（Geographic-space）較被認(rèn)可[10,12-15]。弗拉克斯曼認(rèn)為地理設(shè)計是緊密結(jié)合的系統(tǒng)思維，是對地理環(huán)境影響、模擬的規(guī)劃設(shè)計方法[13-14]，其更強(qiáng)調(diào)是一種思維方式與方法論。斯泰尼茨在《地理設(shè)計框架》圖書中，結(jié)合大量的景觀規(guī)劃設(shè)計實踐描述了地理設(shè)計的工作方式[16]。地理設(shè)計名稱出現(xiàn)時間并不長，但學(xué)者更關(guān)心今后的科學(xué)研究與具體實踐內(nèi)容[8]。

在美國，雖然地理設(shè)計概念出現(xiàn)較晚，但實踐工作早在20世紀(jì)初期已在建筑設(shè)計、

景觀規(guī)劃等領(lǐng)域中開展[10]。優(yōu)秀的建筑設(shè)計常重視將建筑融入自然，通過自然要素的天然屬性發(fā)揮最大的生態(tài)效益。早期的建筑師如懷特（Wright）和諾伊特拉（Neutra）多注重自然條件和周圍環(huán)境對主體建筑的影響，同時后者對1970年的環(huán)境保護(hù)法的形成也有深厚的影響。20世紀(jì)70年代之前建筑領(lǐng)域的地理設(shè)計工作因科學(xué)技術(shù)的限制，常用描述性的定性方法指導(dǎo)實踐。電能的應(yīng)用改變了地理設(shè)計的工作方式，其中影響較大的是曾與奧姆斯特德（Olmsted）共事的景觀設(shè)計師曼寧（Manning），通過使用光照透明桌簡化畫圖方式。1912年曼寧使用圖紙疊加方式，通過光照透明桌完成了整個美國的景觀規(guī)劃工作[10]。

1969年《設(shè)計結(jié)合自然》的問世使地理設(shè)計實踐升華到了規(guī)劃理論層面，雖然麥克哈格（McHarg）并未使用地理設(shè)計，但是他更注重對地理要素的綜合評析。同時，實踐團(tuán)隊中不乏多種學(xué)科背景的景觀從業(yè)人員，其地理空間分析方法對GIS的發(fā)展也有重要影響[10]。目前斯泰尼茨教授是最受景觀學(xué)界所推崇的學(xué)者之一，其豐富的實踐經(jīng)歷和優(yōu)秀景觀規(guī)劃設(shè)計理論成果為學(xué)科發(fā)展做出了重要貢獻(xiàn)。2012年出版的《地理設(shè)計框架》記錄了早期的景觀規(guī)劃項目，詳細(xì)論述了地理設(shè)計的結(jié)構(gòu)、框架、模型，以及展望了地理設(shè)計未來的技術(shù)、方法和教育問題[16]。丹杰蒙德先生是地理設(shè)計的主要推動者，目前其主要工作是使地理設(shè)計從概念討論走向科學(xué)、科研和教育（圖01）。

在我國，古代基于“風(fēng)水”理論和“天人合一”思想指導(dǎo)下的實踐工作，被認(rèn)為是地理設(shè)計在中國的雛形[17-19]。近年來，中國快速城市化凸顯了人地關(guān)系緊張、文化遺產(chǎn)流失、生物多樣性保護(hù)和生態(tài)系統(tǒng)脆弱等諸多問題。針對這一現(xiàn)象，相關(guān)學(xué)者提出利用景觀生態(tài)學(xué)原理，建立生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施（Ecological Infrastructure）和景觀安全格局（Landscape Security Pattern)，用以維護(hù)城市發(fā)展過程中人與自然的和諧關(guān)系[20-22]。在地理信息領(lǐng)域，相關(guān)研究更多的是從技術(shù)角度探討地理設(shè)計工作方式對規(guī)劃實踐的改變[23-24]。

總之，不同領(lǐng)域?qū)Φ乩碓O(shè)計工作方式有不同的理解，而實踐中也具有不同的工作路徑和各自的特點。但是，在地理設(shè)計理念下，對技術(shù)平臺的高度依賴已成為共識。

2 地理設(shè)計中的指導(dǎo)思想

2.1 科學(xué)思想

美國哲學(xué)家皮爾斯（Peirce）第一次提出猜測（Guessing）理論，他認(rèn)為假設(shè)a是來自于一種情景中的觀察結(jié)論，而b結(jié)論是根據(jù)a推測的結(jié)論；當(dāng)a結(jié)論是正確時，猜測結(jié)論b也理所當(dāng)然的正確[25-26]。因此，反繹（Abduction）是這種猜測的邏輯推理形式，從觀察到猜測、驗證，及尋找相關(guān)的解釋證據(jù)。米勒對這一哲學(xué)思想有經(jīng)典的論述，并用于解釋設(shè)計思想和主要特征。他將設(shè)計活動描述為3大特征：反繹思維（Abductive Thinking）、快速迭代（Rapid Iteration）和多方協(xié)作（Collaboration），地理設(shè)計思想是這3大特征的基本反映[10]。

設(shè)計的本質(zhì)是設(shè)計師基于專業(yè)知識、實踐經(jīng)驗的再現(xiàn)活動，也有超越推理的非線性創(chuàng)造。因此，許多設(shè)計行為和設(shè)計決策具有不可預(yù)測的特性。設(shè)計的不可預(yù)測性決定了設(shè)計風(fēng)險性的增加，解決這一問題的關(guān)鍵是對設(shè)計流程、環(huán)節(jié)、信息反饋與情景模擬的快速迭代[10]。計算機(jī)相關(guān)的信息技術(shù)發(fā)展及在專業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，提高了人工迭代的效率，改變了傳統(tǒng)設(shè)計活動的工作方法和手段。設(shè)計工作不只是設(shè)計師的獨自活動，大部分的景觀規(guī)劃設(shè)計項目牽涉到眾多管理部門、設(shè)計單位、民眾和其他利益相關(guān)者。因此，缺乏高效的溝通、互動和協(xié)作則無法實現(xiàn)既定目標(biāo)。

2.2 系統(tǒng)思想

景觀規(guī)劃設(shè)計在處理復(fù)雜景觀問題時通常利用模擬和影響分析的技術(shù)手段，結(jié)合相應(yīng)的科學(xué)理論及社會價值，反映在多種可選擇的方案上。實現(xiàn)這一目標(biāo)，既需要充足的地理信息作為設(shè)計支持，又需要相關(guān)軟件作為技術(shù)手段[12]?，F(xiàn)有的數(shù)字技術(shù)雖然在一定程度上便利了設(shè)計工作，但是仍然缺乏協(xié)同工作能力。系統(tǒng)思想應(yīng)作為地理設(shè)計的指導(dǎo)思想，這也是處理景觀問題的基本出發(fā)點。

系統(tǒng)思維反映了從計算機(jī)、信息技術(shù)及相關(guān)應(yīng)用的軟硬平臺，是對地理設(shè)計工作方式的認(rèn)識。地理設(shè)計的系統(tǒng)思維以系統(tǒng)論為基本模式的思維形態(tài)，也是科學(xué)理性應(yīng)用于設(shè)計活動的完美構(gòu)想。設(shè)計工作最大的需求是使用易用的作圖工具快速的表達(dá)設(shè)計師的構(gòu)圖理念，同時需要在設(shè)計工作中體現(xiàn)科學(xué)理性。反映對設(shè)計循環(huán)的計算機(jī)支持，實現(xiàn)設(shè)計人員、改變對象、利益相關(guān)人員的三方人性化的互動表現(xiàn)。

2.3 尺度思想

斯泰尼茨信奉物理學(xué)家伽利略（G. Galilei）的相對空間觀，“許多方法在小尺度上有效，但在大尺度上不一定有效”[27]。對于景觀規(guī)劃設(shè)計工作同樣適用，許多處理景觀問題的思路在不同的尺度上應(yīng)該有所不同。景觀設(shè)計工作有時候與多種學(xué)科相聯(lián)系，如：地理地質(zhì)、水文、生態(tài)、文史及公共政策管理，對于這些學(xué)科的從業(yè)人員多立足于宏觀思想行使工作。對于建筑和景觀設(shè)計多注重微觀尺度上的問題處理。

處理景觀設(shè)計問題上常分為愿景（Vision）、目標(biāo)（Goal）、策略（Strategy）和手段（Tactic）。全球尺度上（Global）的景觀改變將影響到自然資源、生態(tài)系統(tǒng)、地質(zhì)水文和人居文化，在解決這些問題時將承擔(dān)極大的風(fēng)險，但成功的案例同樣會惠及更多更廣[27]。在大尺度的景觀問題上，應(yīng)依賴科學(xué)手段和價值判斷，承認(rèn)人類感知能力的限制，避免造成嚴(yán)重的設(shè)計后果。設(shè)計成果應(yīng)滿足公眾的愿景、達(dá)到既定的公眾目標(biāo)。中小尺度的景觀問題上，應(yīng)尊重少數(shù)群體的文化、審美和特殊需求，作為景觀設(shè)計師應(yīng)該捍衛(wèi)他們的這些權(quán)利（圖02）。

3 景觀規(guī)劃設(shè)計理論框架

國內(nèi)有學(xué)者將景觀規(guī)劃設(shè)計的核心工作分為空間形態(tài)、生態(tài)資源及心里感受的協(xié)調(diào)與滿足[28]。在景觀規(guī)劃設(shè)計的理論方法上，多根據(jù)不同的景觀尺度、景觀類型和地域不同而有所差異，體現(xiàn)了解決問題的針對性。

地理設(shè)計方法下，最具普適性的景觀規(guī)劃設(shè)計理論框架是斯泰尼茨的景觀改變模型，這一理論可用于景觀問題的研究、分析及解決。景觀改變模型現(xiàn)簡要概括為“三循環(huán)（Iteration）、四參與（Partner）、六步驟（Step）”[16,29,30]。

（1）“ 三循環(huán)”

設(shè)計工作的典型特征是循環(huán)迭代，這也是景觀設(shè)計師因反復(fù)修改方案而感到備受折磨的主要因素。

第一、了解環(huán)境。任何設(shè)計人員在設(shè)計創(chuàng)造之前必須經(jīng)過的過程就是“了解環(huán)境”，對于景觀設(shè)計師來說，也就是對需要改變的景觀進(jìn)行一個綜合的了解與評價，這需要數(shù)據(jù)模型和評價模型。

第二、采取方法。有了對環(huán)境的深入了解，將要進(jìn)入第二個循環(huán)即“采取方法”，這取決于針對具體的景觀問題選取不同的理論方法和技術(shù)手段。這一過程同樣需要評價模型，只是從“描述”模型轉(zhuǎn)變?yōu)椤坝绊憽蹦Ｐ汀?/p>

第三、研究調(diào)整。根據(jù)對環(huán)境要素的分析、理解及評價，通過影響評價模型對采取的改變景觀的方法做出評價，將轉(zhuǎn)入“研究調(diào)整”循環(huán)。這個循環(huán)主要解決的是，采取的景觀改變方案是否符合行政管理人員、當(dāng)?shù)鼐用窦捌渌嫦嚓P(guān)者對景觀改變的需求，采用的方法和措施是否滿意，如果滿意則確定方案，如果不滿意將重新返回上一循環(huán)進(jìn)行修改調(diào)整。

（2）“四參與”

景觀改變模型中的“四參與”主要指設(shè)計活動需要緊密協(xié)作的景觀設(shè)計師（Landscape Architect）、利益相關(guān)者（Stakeholder）、地理學(xué)家（Geographer）和信息技術(shù)人員（IT Staff）。

景觀設(shè)計師是地理設(shè)計工作的主體，其中也包括與人居環(huán)境相關(guān)的城市規(guī)劃人員、建筑師及土木師，管理者和社區(qū)公眾。景觀設(shè)計人員所起的作用是對景觀問題的數(shù)據(jù)收集、分析方法的制定、景觀改變方案的制定與修改。地理和信息技術(shù)人員在景觀設(shè)計的活動中，主要對數(shù)據(jù)收集、數(shù)據(jù)處理及準(zhǔn)確度控制的支持作用，這兩方人員決定了景觀設(shè)計人員對景觀問題的分析、模擬及評價是否科學(xué)準(zhǔn)確。利益相關(guān)者是景觀服務(wù)的主要對象，也是對景觀改變最為關(guān)心的群體。在景觀設(shè)計中主要提出景觀改變的需求，對景觀改變方案給出反饋建議。

（3）“六步驟”

斯泰尼茨通過6個模型形成的“六步驟”構(gòu)建了景觀規(guī)劃設(shè)計的基本理論框架，6個模型即描述模型（Representation Models）、過程模型（Process Models）、評價模型（Evaluation Models）、改變模型（Change Models）、影響模型（Impact Models）和決策模型（Decision Models）。前3個模型包含了評價過程及地理環(huán)境具備的基本條件，后3個模型包含了景觀設(shè)計師對景觀干預(yù)的過程，分析景觀需要怎樣改變？景觀改變后有何影響？了解潛在的影響差異后決定是否需要改變景觀[10]。值得關(guān)注的是，以上“六步驟”與“三循環(huán)”看似混亂矛盾，其實質(zhì)是多個

“循環(huán)”為多個“步驟”的重復(fù)過程，景觀規(guī)劃設(shè)計理論框架(或地理設(shè)計框架)簡潔、清晰的描述了解決景觀問題的工作過程，以及嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的景觀規(guī)劃設(shè)計理論。

4 景觀規(guī)劃設(shè)計的技術(shù)需求

信息技術(shù)研發(fā)人員及教育工作者，從技術(shù)組成和實際需要方面對地理設(shè)計工作進(jìn)行了討論，展望了地理設(shè)計工作的構(gòu)想和需求[10,12]，主要概括為技術(shù)體系建立、科學(xué)分析決策、傳統(tǒng)設(shè)計支持和人機(jī)互動。

景觀規(guī)劃設(shè)計在實施過程中通常分為概念規(guī)劃、總體規(guī)劃、詳細(xì)性規(guī)劃、擴(kuò)初設(shè)計和施工設(shè)計等環(huán)節(jié)，不同類型的景觀項目中有時會略有差異?，F(xiàn)根據(jù)景觀規(guī)劃設(shè)計不同階段對地理設(shè)計視角下的技術(shù)需求，形成一個較完整的系統(tǒng)序列，并按照不同環(huán)節(jié)對技術(shù)需求進(jìn)行簡述（表01）。

（1）技術(shù)體系建立

景觀規(guī)劃設(shè)計的工作流程和使用的技術(shù)手段多種多樣，但與城市規(guī)劃、設(shè)計相比，還沒有較成熟的技術(shù)體系。除了用于約束景觀規(guī)劃設(shè)計活動的法律、法規(guī)和管理條例外，技術(shù)體系的探討和建立也非常迫切，這一工作可以規(guī)范景觀規(guī)劃設(shè)計流程、提高工作效率以及保證后期成果的科學(xué)性。

（2）科學(xué)分析決策

科學(xué)分析、科學(xué)決策在傳統(tǒng)的土地規(guī)劃、區(qū)域發(fā)展規(guī)劃較為偏重，景觀規(guī)劃設(shè)計領(lǐng)域多使用描述性的分析。如概念性規(guī)劃階段的景觀分區(qū)、景觀軸線、景觀視線分析及指引多用線條簡單勾繪，加之語言描述。在景觀空間分析、景觀服務(wù)、風(fēng)環(huán)境分析、微氣候分析、地理分析、三維分析方面較少，這些在景觀規(guī)劃設(shè)計的基礎(chǔ)分析中往往是非常重要的內(nèi)容。景觀規(guī)劃設(shè)計的方案選擇有多種類型，景觀方案選擇決策多為專家評比判斷，尚缺乏可依據(jù)的科學(xué)決策模型。

（3）傳統(tǒng)設(shè)計支持

景觀設(shè)計師的手繪技能是從事景觀規(guī)劃設(shè)計的基本要求，其優(yōu)點是能快速反映設(shè)計思想及表現(xiàn)。在規(guī)劃設(shè)計項目的初期用于溝通設(shè)計理念，后期用于局部效果表現(xiàn)。數(shù)字技術(shù)的發(fā)展使手繪借助于計算機(jī)的數(shù)字輸入，通常用CAD、PS及3D軟件進(jìn)行景觀規(guī)劃設(shè)計創(chuàng)作。在地理設(shè)計理念下，需要對設(shè)計師的設(shè)計思想進(jìn)行數(shù)字化輸入，并轉(zhuǎn)化為具有特定屬性結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)便于邏輯統(tǒng)計和分析，這需要計算機(jī)硬件、軟件的發(fā)展與進(jìn)步。

（4）人機(jī)互動支持

景觀規(guī)劃設(shè)計工作最大的特點是反復(fù)修改、快速迭代，人機(jī)互動技術(shù)的需求主要表現(xiàn)在設(shè)計進(jìn)程中的公眾參與與協(xié)作、信息反饋和景觀體驗。

人機(jī)互動支持可借助計算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、多媒體及軟件操作平臺，將景觀規(guī)劃設(shè)計的四方人員緊密聯(lián)系起來，實現(xiàn)公眾對景觀規(guī)劃設(shè)計的充分參與和協(xié)作。至下而上的景觀規(guī)劃設(shè)計不只是今后的發(fā)展方向，而且最能表達(dá)公眾對規(guī)劃設(shè)計區(qū)域的景觀愿景，并及時將公眾的建議反饋到方案中。景觀體驗則通過數(shù)字技術(shù)展現(xiàn)景觀規(guī)劃設(shè)計的各個環(huán)節(jié)、進(jìn)程或成果，有利于公眾對景觀方案的理解與支持。

5 景觀規(guī)劃設(shè)計的技術(shù)實現(xiàn)途徑

5.1 GIS 平臺途徑

現(xiàn)有技術(shù)中，雖然不同軟件在某一工作環(huán)節(jié)具有突出的優(yōu)勢，但GIS在規(guī)劃設(shè)計整個流程中所起的作用最為全面。GIS的優(yōu)勢主要表現(xiàn)在規(guī)劃設(shè)計前期的數(shù)據(jù)收集、處理與儲存，中期的空間分析、景觀模擬、3D顯示，后期的工程制圖、數(shù)據(jù)管理、流程建模，以及整個規(guī)劃設(shè)計過程中的信息反饋與修訂。另外，GIS的二次開發(fā)、應(yīng)用模塊添加功能可為景觀規(guī)劃設(shè)計需求提供可拓展?jié)摿Α?/p>

景觀規(guī)劃設(shè)計初期，遙感、航片、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、圖紙等所使用的資料均可通過一定的處理存儲，雖然在矢量勾繪上相對沒有CAD軟件便利，但是用GIS勾繪矢量圖形后的屬性建立、儲存及分析是其絕對優(yōu)勢。規(guī)劃設(shè)計中期的空間分析與評價方面，GIS可以承擔(dān)地質(zhì)、水文、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)等一系列的分析與評價，這些客觀的評價成果用于指導(dǎo)概念性規(guī)劃，也可以作為總體規(guī)劃的依據(jù)。GIS軟件的Arcsketch拓展模塊在方案繪制階段同樣具有CAD的優(yōu)點，而建模工具（Model Builder）功能可將相關(guān)評價與分析建模，可視化相關(guān)評價要素的關(guān)聯(lián)、權(quán)重，便于信息反饋的修改和及時調(diào)整[31]。這種可視化的模型一旦建立，可以重復(fù)使用減少后期工作量，也可通過Arcgis服務(wù)器（Arcgis Server）實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)共享。

GIS作為景觀規(guī)劃設(shè)計技術(shù)平臺還有另外一個優(yōu)勢，那就是二次開發(fā)功能。景觀設(shè)計師可以根據(jù)工作中的特殊需求，通過Matlab或其他計算機(jī)語言設(shè)計數(shù)學(xué)模型，添加分析或評價新模塊。這一拓展能力是GIS技術(shù)用于規(guī)劃設(shè)計的生命力所在。隨著移動GIS、云GIS以及數(shù)據(jù)挖掘的探索與應(yīng)用，在地理設(shè)計理念下，人人參與式的景觀規(guī)劃設(shè)計將成為可能。

5.2 軟件開發(fā)途徑

景觀規(guī)劃設(shè)計領(lǐng)域中，專業(yè)的軟件平臺需求早已經(jīng)凸顯。常用的軟件工具多來自于建筑、城市設(shè)計行業(yè)，如：BIM（Building Information Model）、CityEngine技術(shù)系統(tǒng)[32-33]，其中BIM可以完成建筑從概念設(shè)計到運行、維修及拆除的全過程跟蹤和查詢，較符合地理設(shè)計視角下的技術(shù)理念。但是，在景觀規(guī)劃設(shè)計行業(yè)遲遲沒有類似的軟件技術(shù)出現(xiàn)，要從目標(biāo)需求及軟件開發(fā)方面解釋。

新軟件開發(fā)是根據(jù)用戶要求建造出軟件系統(tǒng)或系統(tǒng)中軟件部分的一個產(chǎn)品開發(fā)過程。軟件開發(fā)是一項包括需求獲取、開發(fā)規(guī)劃、需求分析和設(shè)計、編程實現(xiàn)、軟件測試、版本控制的系統(tǒng)工程。首先，景觀規(guī)劃設(shè)計軟件開發(fā)之前，應(yīng)明確軟件開發(fā)的目標(biāo)要求及可能性。景觀設(shè)計師根據(jù)從業(yè)經(jīng)歷與感受，對于軟件的需求應(yīng)比較明確，地理設(shè)計理念下的景觀規(guī)劃設(shè)計已有學(xué)者提出了技術(shù)需求和系統(tǒng)概念組成[10,12]。這些需求還都處于概念描述階段，要進(jìn)行軟件開發(fā)還需要將目標(biāo)細(xì)化。其次，對于非專業(yè)軟件開發(fā)背景的景觀設(shè)計從業(yè)者，需借助計算機(jī)軟件開發(fā)團(tuán)隊集體協(xié)作，進(jìn)行軟件系統(tǒng)框架設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計。再次，完成后的軟件設(shè)計進(jìn)入程序編碼階段，也就是將其轉(zhuǎn)化為計算機(jī)能夠運行的程序代碼。最后，完成的軟件需要進(jìn)入嚴(yán)密的測試。除了軟件的技術(shù)測試外，還需進(jìn)行實際應(yīng)用測試，檢查系統(tǒng)的漏洞、穩(wěn)定性和兼容性。從新軟件的開發(fā)流程及所需要的技術(shù)支持方面來看，需要大量的人力、財力的投入，這也許是限制這一新軟件出現(xiàn)的主要因素。

5.3 軟件集成途徑

軟件集成（Software Integration）是指根據(jù)軟件需求，把現(xiàn)有軟件構(gòu)件重新組合，這種軟件復(fù)用的方法是解決大量軟件需求，降低軟件開發(fā)成本的簡便途徑。根據(jù)軟件開發(fā)分層設(shè)計的思想，軟件集成可以分為數(shù)據(jù)集

成、業(yè)務(wù)集成和表示層集成3個層面的集成。實現(xiàn)軟件集成的關(guān)鍵技術(shù)有軟件構(gòu)件技術(shù)、中間件技術(shù)和軟件體系結(jié)構(gòu)[34]。

在地理設(shè)計理念下，景觀規(guī)劃設(shè)計軟件的集成技術(shù)不失為一條明智的選擇。已有學(xué)者將整個景觀規(guī)劃設(shè)計流程中可能用到的軟件技術(shù)歸納圖解[35]，這一研究較好反映了景觀規(guī)劃設(shè)計實踐對數(shù)字軟件的總體需求。景觀設(shè)計師在實踐工作中積累了相關(guān)軟件系統(tǒng)的使用習(xí)慣或經(jīng)驗，并希望在集成的軟件中還可以利用到這些工具。在軟件構(gòu)件技術(shù)階段，軟件工程師可以將已有景觀規(guī)劃設(shè)計軟件系統(tǒng)進(jìn)行改造，封裝成符合集成要求的系統(tǒng)。軟件集成中間件環(huán)節(jié)，軟件開發(fā)人員可以利用中間件集成大量的景觀規(guī)劃設(shè)計軟件資源。軟件集成的技術(shù)方法，目前最為關(guān)心的是各種數(shù)據(jù)在不同軟件處理、傳遞過程中的準(zhǔn)確度、信息保持度，以及無縫銜接問題。軟件集成的方法為地理設(shè)計工作的實現(xiàn)提供了一種思路，相比新軟件開發(fā)途徑所需成本可能要低，但是這種集成難度仍然存在。

6 展望

地理設(shè)計工作的理念，雖得到不同規(guī)劃設(shè)計領(lǐng)域的熱議，且歐美國家也已有多所高校開設(shè)了相關(guān)課程[4]，但從目前的概念討論、理論研究及應(yīng)用實踐來看仍處于這一理念的初級階段。地理設(shè)計工作的理論基礎(chǔ)為景觀規(guī)劃設(shè)計理論框架，技術(shù)支持目前仍以GIS為主。在景觀規(guī)劃設(shè)計領(lǐng)域，還未出現(xiàn)類似SSIM（Sustainable Systems Integration Model）、BIM在相關(guān)領(lǐng)域中應(yīng)用的成熟技術(shù)[30,32,36]。地理設(shè)計可以作為一種方法論，在景觀規(guī)劃設(shè)計、城市設(shè)計、建筑設(shè)計或土木工程等領(lǐng)域中發(fā)揮重要作用。對于景觀領(lǐng)域來說，未來的工作應(yīng)將地理設(shè)計這種科學(xué)理念應(yīng)用于景觀規(guī)劃設(shè)計實踐，同時需要發(fā)展或開發(fā)一個可靠的技術(shù)平臺為其提供保障，最終才能實現(xiàn)科學(xué)、技術(shù)和藝術(shù)的完美融合。

致謝：

感謝1505工作室的碩士研究生林沐對所需資料的收集。

注釋：

圖01根據(jù)文獻(xiàn)[10]修訂繪制，圖02作者繪制。

[1]Wilson M W.On the criticality of mapping practices: Geodesign as critical GIS?[J].Landscape and Urban Planning,2014,In Press.

[2]Aina Y, Al-Naser A,Garba S.Towards an Integrative Theory Approach to Sustainable Urban Design in Saudi Arabia: The Value of GeoDesign[M].In Tech:Advances in Landscape Architecture, Chapter 20,2013.

[3]Tulloch D L.Learning from students: geodesign lessons from the regional design studio[J].Journal of Urbanism:International Research on Placemaking and Urban Sustainability, 2013,6(3):256-273.

[4]Paradis T, Treml M, Manone M.Geodesign meets curriculum design: integrating geodesign approaches into undergraduate programs[J].Journal of Urbanism:International Research on Placemaking and Urban Sustainability,2013,6(3):274-301.

[5]Marimbaldo F M, Corea F G, Callejo M M.Using 3d geodesign for planning of new electricity networks in spain[C].In Computational Science and Its Applications-ICCSA,2012:462-476.

[6]Jorgensen K.A Framework for Geodesign: Changing Geography by Design[J].Journal of Landscape Architecture,2012,7(2):87-87.

[7]Shearer A W. A Framework for Geodesign: Changing Geography by Design[J].Landscape Architecture Magazine,2012,102(10):186. [8]Batty M.Defining geodesign ( = GIS plus design ?)[J]. Environment and Planning B-Planning & Design,2013,40(1):1-2.

[9]Crooks A.A framework for geodesign: changing geography by design[J].Environment and Planning B-Planning & Design,2013,40(6):1122-1124.

[10]Miller W R. Introducing geodesign: The concept[R]. Redlands:Esri,2012.

[11]陳艷.區(qū)域地理設(shè)計的理論與實踐[D].廣州:中山大學(xué),2001. [12]Ervin S.A system for GeoDesign[C].In Proceedings of Digital Landscape Architecture,Anhalt University of Applied Science,2011:145-154.

[13]Goodchild M F.Towards geodesign: Repurposing cartography and GIS?[J].Cartographic Perspectives,2010(66):7-22.

[14]Flaxman M.Fundamentals of Geodesign[C].In Proceedings of Digital Landscape Architecture, Anhalt University of Applied Science,2010:28-41.

[15]Raumer H S, Stokman A.GeoDesign-Approximations of a Catchphrase[C].In Proceedings of Digital Landscape Architecture, Anhalt University of Applied Science,2011:189-197.

[16]Steinitz C.A framework for Geodesign: changing geography by design[M].Redlands: Esri,2012.

[17]Chen X, Wu J.Sustainable landscape architecture: implications of the Chinese philosophy of “unity of man with nature” and beyond[J].Landscape Ecology,2009,24(8):1015-1026.

[18]俞孔堅,李海龍,李迪華.“反規(guī)劃”與生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施:城市化過程中對自然系統(tǒng)的精明保護(hù)[J].自然資源學(xué)報, 2008,23(6):937-958.

[19]Yu K.The Art of Survival and the Promise of Geodesign[R]. Redlands: Geodesign Summit,2014.

[20]俞孔堅,李迪華,劉海龍.基于生態(tài)基礎(chǔ)設(shè)施的城市空間發(fā)展格局——“反規(guī)劃”之臺州案例[J].城市規(guī)劃, 2005,29(9):76-80.

[21]俞孔堅,王思思,李迪華.北京市生態(tài)安全格局及城市增長預(yù)景[J].生態(tài)學(xué)報,2009,29(3):1189-1204.

[22]俞孔堅,喬青,袁弘.科學(xué)發(fā)展觀下的土地利用規(guī)劃方法:北京市東三鄉(xiāng)之“反規(guī)劃”案例[J].中國土地科學(xué), 2009,23(3):24-31.

[23]羅靈軍,鄧仕虎,金賢鋒.從地理信息服務(wù)到地理設(shè)計服務(wù)[J].地理信息世界,2013,10(6):40-46.

[24]金賢鋒,羅靈軍,賈敦新.服務(wù)城鄉(xiāng)規(guī)劃的地理設(shè)計體系研究[J].規(guī)劃師,2014,(3):112-115.

[25] Peirce C S.On the logic of drawing history from ancient documents, especially from testimonies[M].In The essential Peirce: Selected philosophical writings(1893-1913), 1901(2):75-114.

[26]Peirce C S.Prolegomena to an apology for pragmaticism[J].The Monist,1906,16(4):492-546.

[27]Steinitz C.Landscape Architecture into the 21st Century-Methods for Digital Techniques[C].In Peer Reviewed Proceedings Digital Landscape Architecture,2010:2-26.

[28]劉濱誼.現(xiàn)代景觀規(guī)劃設(shè)計[M].南京:東南大學(xué)出版社,

2010.

[29]Steinitz C, Faris R, Vargas Moreno J C, et al.Alternative futures for the region of Loreto [R].Baja California Sur,2005:1-48.

[30]馬勁武.地理設(shè)計簡述:概念,框架及實例[J].風(fēng)景園林, 2013,(1):26-32.

[31]Albert C, Vargas Moreno J C.Testing GeoDesign in Landscape Planning-First Results[C].In Proceedings of Digital Landscape Architecture, Anhalt University of Applied Science,2011:219-226. [32]Tsai M H, Md A M, Kang S C, et al.Workflow re-engineering of design-build projects using a BIM tool[J].Journal of the Chinese Institute of Engineers,2014,37(1):88-102.

[33]Kim K, Wilson J P.Planning and visualising 3D routes for indoor and outdoor spaces using CityEngine[J].Journal of Spatial Science,2014:1-15.

[34]黃靖,趙海光.軟件復(fù)用,軟件合成與軟件集成[J].計算機(jī)應(yīng)用研究,2004,21(9):118-120.

[35]蔡凌豪.風(fēng)景園林?jǐn)?shù)字化規(guī)劃設(shè)計概念譜系與流程圖解[J].風(fēng)景園林,2013, (1):48-57.

[36]Georgoulias A, Farley E, Ikegami M.Sustainable Systems Integration Modeling: A New City Development in Tanggu-Baitang, China[J].Harvard Graduate School of Design,2009:1-32.

魏合義/1982年生/男/河南人/武漢大學(xué)城市設(shè)計學(xué)院博士生/研究方向：數(shù)字景觀規(guī)劃（武漢 430072）

黃正東/1968年生/男/湖北人/武漢大學(xué)城市設(shè)計學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師（武漢 430072）

Тheory, Requirements and Тechnology Realization for Landscape Planning and Design under the Perspective of Geodesign

WEI He-yi HUANG Zheng-dong

Geodesign aims to offer perfect fusion between science, technology, and art in the field of planning and design. Geodesign research is still in the conceptual stage at present, and the rapid urbanization puts forward higher requirements for the theory, procedures and technology platform of landscape planning and design (LPD). Therefore, this is the key that putting LPD theory into the support environment of geodesign, summarizing the realistic requirements, and exploring the viable ways of technology realization for the LPD under such background. This paper combines the origins, history and guiding ideology of geodesign systematically, and explores the theory and technical requirements of LPD under the perspective of geodesign. Based on this, the paper presents the GIS platform, software development and software integration of technology realization that to provide reference for the future theory research and practice in LPD.

Geodesign; GIS; GIS Platform; Software Development; Software Integration; Landscape Planning

TU986

A

1673-1530（2014）04-0053-05

2014-04-28

★通訊作者（Corresponding Author）郵箱（E-mail）：huangitc@126.com

國家自然科學(xué)基金資助項目：基于GIS和RS通風(fēng)潛力分析的城市風(fēng)道規(guī)劃支持方法研究（51378399）

修回日期：2014-07-16