數(shù)字景觀要義
——走向科學(xué)的藝術(shù)

現(xiàn)代風(fēng)景園林學(xué)廣泛關(guān)注人居環(huán)境規(guī)劃設(shè)計與建設(shè)管護(hù)各個領(lǐng)域，全尺度、多目標(biāo)研究、規(guī)劃設(shè)計人居環(huán)境，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展基礎(chǔ)上，優(yōu)化人居環(huán)境質(zhì)量是本學(xué)科主旨。作為科學(xué)與藝術(shù)的統(tǒng)一，現(xiàn)代風(fēng)景園林學(xué)關(guān)注形態(tài)更關(guān)注形態(tài)背后的規(guī)律。與之相應(yīng)，形象與邏輯、感性與理性、藝術(shù)與科學(xué)均在現(xiàn)代風(fēng)景園林中達(dá)成統(tǒng)一。長期以來，藝術(shù)與科學(xué)一直被視為人類認(rèn)知、描述外部世界的兩種不同途徑，分別關(guān)注事物的不同方向?！靶螒B(tài)”與“生態(tài)”作為現(xiàn)代風(fēng)景園林學(xué)要解決的兩大基本問題，分別對應(yīng)著“美的規(guī)律”與“自然規(guī)律”。形態(tài)的美可以量化，一如畫面的黃金分割、空間尺度、序列韻律乃至色彩等；而規(guī)律具有邏輯性則更適合于定量表達(dá)，如生態(tài)績效、生境構(gòu)成、參數(shù)化設(shè)計等，由此可見數(shù)字景觀的普及不僅推動景園規(guī)劃設(shè)計的科學(xué)化、學(xué)科教育的規(guī)律化，而且可定量，也是風(fēng)景園林學(xué)科走向成熟的標(biāo)志?；谝?guī)律的景園規(guī)劃設(shè)計方法具有不斷累積更新的效應(yīng)，不再囿于經(jīng)驗的拷貝與重復(fù)?！皵?shù)字”與“景觀”這一對似乎風(fēng)馬牛不相及的范疇因此而結(jié)緣，引領(lǐng)著現(xiàn)代風(fēng)景園林學(xué)的發(fā)展。

本文作者應(yīng)邀在安徽省風(fēng)景園林學(xué)會舉辦的學(xué)術(shù)論壇上作《數(shù)字景觀》報告。

與各色炫目的“主義”不同，數(shù)字景觀不是概念更不限于技術(shù)本身，以定量輔助定性地解決復(fù)雜系統(tǒng)問題為出發(fā)點，以統(tǒng)籌實現(xiàn)人居環(huán)境多目標(biāo)優(yōu)化為目標(biāo)，致力于定量揭示、描述作為復(fù)雜系統(tǒng)的景園環(huán)境評價、設(shè)計、營造及持續(xù)發(fā)展規(guī)律。時至今日，數(shù)字景觀方法與技術(shù)可以助力風(fēng)景園林研究、設(shè)計、營建與管控全過程：從數(shù)據(jù)采集分析、數(shù)字模擬與建模、虛擬現(xiàn)實與表達(dá)、參數(shù)化設(shè)計與建造到物聯(lián)傳感與數(shù)字測控，數(shù)字景觀無處不在。應(yīng)對復(fù)雜的場地、自然環(huán)境與歷史遺存，大數(shù)據(jù)時代的中國園林，有研究更有著豐富的實踐，曾經(jīng)的“世界造園之母”得到空前的發(fā)展。隨著數(shù)字景觀方法與技術(shù)運用的普及，必然提升風(fēng)景園林學(xué)的科學(xué)性、推動人居環(huán)境的持續(xù)發(fā)展?？茖W(xué)講求邏輯關(guān)系，科學(xué)規(guī)律的運用催生了相應(yīng)技術(shù)?？茖W(xué)解決為什么、技術(shù)回答怎么辦，遵循科學(xué)、運用技術(shù)是風(fēng)景園林藝術(shù)發(fā)展的必由之路。

科學(xué)研究專注揭示規(guī)律、技術(shù)的價值在于運用規(guī)律，與現(xiàn)代風(fēng)景園林學(xué)關(guān)系密切的學(xué)科諸如生態(tài)學(xué)、景觀生態(tài)學(xué)、土壤學(xué)、植物學(xué)、地學(xué)、水文學(xué)以及3S、生物反饋、計算機(jī)軟硬件、物聯(lián)傳感等數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，直接或間接地為“數(shù)字景觀”營造了條件?，F(xiàn)代風(fēng)景園林學(xué)的發(fā)展需要滿足多目標(biāo)、解決不同尺度的系統(tǒng)問題，遵循科學(xué)規(guī)律、運用同種技術(shù)并不會導(dǎo)致景園環(huán)境趨同，反而由于最大限度地突出不同環(huán)境條件的特質(zhì)，可以有效避免個人認(rèn)知經(jīng)驗的局限性與偏見，凸顯景觀環(huán)境的特異性?？茖W(xué)研究證明不同的人類個體約有超過97%基因是相同的，僅僅3%的差異卻決定了蕓蕓眾生的特征。講科學(xué)、重技術(shù)不會也不可能導(dǎo)致景園環(huán)境趨同，相反建立在科學(xué)基礎(chǔ)之上的景園環(huán)境會更加多元與各具特色。

數(shù)字景觀代表著風(fēng)景園林的4.0時代，它以定量輔助定性來解決復(fù)雜系統(tǒng)問題為出發(fā)點，以統(tǒng)籌實現(xiàn)人居環(huán)境多目標(biāo)優(yōu)化為目標(biāo)。數(shù)字景觀方法與技術(shù)可以助力風(fēng)景園林研究、設(shè)計、營建與管控全過程：從數(shù)據(jù)采集分析、數(shù)字模擬與建模、虛擬現(xiàn)實與表達(dá)、參數(shù)化設(shè)計與建造到物聯(lián)傳感與數(shù)字測控。本文的研究聚焦數(shù)字景觀的內(nèi)涵，旨在挖掘其內(nèi)在機(jī)制，從數(shù)字景觀的意義與價值出發(fā)，基于邏輯、架構(gòu)、平臺三方面探討了數(shù)字景觀的結(jié)構(gòu)，從景園數(shù)據(jù)的采集、景園數(shù)據(jù)的分析、景園方案的模擬、景園數(shù)字化建造、景園績效測控等五大環(huán)節(jié)均可采用數(shù)字景觀的方法與技術(shù)，并應(yīng)用于相關(guān)工程實踐。

數(shù)字景觀的架構(gòu)

數(shù)字景觀的價值體現(xiàn)于景園規(guī)劃設(shè)計建造與管控全過程。在設(shè)計前的調(diào)研階段，遙感技術(shù)、航測技術(shù)、三維掃描技術(shù)等數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展改變了傳統(tǒng)的調(diào)研與資料收集方式，提供了更為全面、客觀的數(shù)據(jù)資料，提升了調(diào)查研究的精確性，呈現(xiàn)了傳統(tǒng)調(diào)研方法難以收集的環(huán)境信息，為景園設(shè)計提供了新的視角。互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展使得數(shù)據(jù)來源更廣泛、數(shù)據(jù)類型更多樣、數(shù)據(jù)樣本更豐富，比如OSM開源地圖數(shù)據(jù)、城市POI數(shù)據(jù)等公眾數(shù)據(jù)的獲得成為可能。在上個世紀(jì)60年代，出現(xiàn)了通過疊圖進(jìn)行環(huán)境分析的方法，是西方分析和歸納的思維的體現(xiàn)。伴隨與數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，疊圖等傳統(tǒng)的分析方法也依托于計算機(jī)進(jìn)一步優(yōu)化，數(shù)據(jù)的處理速度加快、效能提高。數(shù)據(jù)的分析與呈現(xiàn)也從二維平面走向三維空間：高程、坡度、坡向、日照、道路坡度、雨水徑流等空間數(shù)據(jù)分析；城市排水、人口密度、交通情況、城市容積率等數(shù)據(jù)可通過柱形圖、熱力圖等可視化方式呈現(xiàn)。前期數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)分析的更新與進(jìn)步，為景園規(guī)劃設(shè)計方案的生成提供了更豐富、更合理的數(shù)據(jù)支撐。方案的生成可通過多方案的模擬進(jìn)行比較，以推敲與比選最佳方案。由此，景園規(guī)劃設(shè)計方案的生成更具科學(xué)性與理性，為實現(xiàn)景園藝術(shù)的科學(xué)化奠定了基礎(chǔ)。對于設(shè)計成果的呈現(xiàn)而言，從手工模型、電腦建模到虛擬現(xiàn)實，直至施工環(huán)節(jié)以及最終的績效評估，“數(shù)字”技術(shù)與方法的運用突破了傳統(tǒng)設(shè)計中表現(xiàn)手法、建設(shè)材料、施工人員與工具等限制，極大地釋放了景園規(guī)劃設(shè)計師的創(chuàng)造才情。

法國作家福樓拜曾說：“科學(xué)和藝術(shù)在山麓分手，回頭又在頂峰匯聚?！笨茖W(xué)求真、人性崇善、藝術(shù)尚美，真善美的結(jié)合不辱現(xiàn)代風(fēng)景園林學(xué)使命。