淺談大數(shù)據(jù)及人工智能在風景園林學科中的運用

馮鈺萌

（四川電影電視學院設計與美術(shù)學院，四川 成都 611331）

第四次工業(yè)革命，帶來了智能化，傳統(tǒng)的輔助設計工具在大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的影響下也向著智能化發(fā)展。智能設計工具不僅能根據(jù)設計師輸入的基地信息與各種限制條件生成設計方案，還能基于客觀理性因素對方案的優(yōu)劣做出判斷，輔助后續(xù)設計；傳統(tǒng)工具僅能依據(jù)設計師的主觀意識輸出結(jié)果而不能對結(jié)果加以理性地反饋[1]。

在大數(shù)據(jù)的支撐下，人們可以獲取廣泛詳實地數(shù)據(jù)，對其進行分析，從而更加全面地了解城市。除數(shù)據(jù)本身具備研究價值外，它還客觀地反映了在人們的生活方式以及對空間的利用。城市規(guī)劃與景觀設計方法正悄然發(fā)生著轉(zhuǎn)變，那么人地關系研究與景觀設計領域應如何借由人工智能技術(shù)實現(xiàn)學科的升級突破？設計的價值以及設計師的核心能力又提現(xiàn)在何處？

目前，全球范圍內(nèi)許多知名院校及研究機構(gòu)都對此展開了相應的研究，以探索大數(shù)據(jù)、人工智能對景觀設計的影響。

澳大利亞SUPERSPACE團隊開發(fā)了一款可以評估城市環(huán)境狀況的搜索引擎平臺——CIVITAS，它能幫助用戶判斷地域的宜居性或城市體驗是否符合要求，用戶只需從社會空間數(shù)據(jù)庫集中選取所需數(shù)據(jù)，就能對城市、社區(qū)、公共空間、甚至具體樓層進行定制化分析。

蘇黎世聯(lián)邦理工學院景觀設計系教授Christophe GIROT等以瑞士提契諾州坎頓地區(qū)的一條高速公路為實驗對象，展示了如何運用計算機程序和機器人，基于覆蓋提契諾河谷的激光雷達點云數(shù)據(jù)集的景觀模型為地形塑造的基礎，對河道沿岸及公路兩側(cè)不規(guī)則的土地地塊進行改造，以形成良好的聲音反射和噪音隔離，并促進河床修復及公共空間的設置。他們的研究，提供了一種通過機器人自動化設計來構(gòu)思景觀空間的新途徑。

SWA集團XL研究與創(chuàng)新實驗室對于新工具及新技術(shù)在景觀設計領域的應用做了諸多嘗試。在機器人學習方面，該實驗室以《小城市空間的社會生活》中所談及的場所為對象，收集了每個場地的錄像片段作為機器學習的對象，并通過基于圖像目標識別與跟蹤的算法對錄像中的人群空間分布進行識別，同時記錄人們的行進軌跡。借助機器學習技術(shù)生成的行人熱力圖可以揭示每個場地內(nèi)不同區(qū)域人流量的大小。在將來，待技術(shù)發(fā)展成熟，那么其應用前景將相當廣闊。機器學習能在設計師設計初期，幫助其預測需求、能源消耗，以及不同的參數(shù)化方案設計。設計師對于前期場地的分析將變得更加輕松、理性、客觀化，也將有更多的時間用于真正的設計。此外，該實驗室還在將沉浸式環(huán)境研究投入到虛擬的設計空間展示中。團隊從渲染程序中導出了設計方案的球形全景圖，將全景圖加載到手機上，并將手機連接谷歌的虛擬現(xiàn)實眼鏡，這樣項目經(jīng)理、政府雇員、大眾等就能直接感受到設計方案建成的樣子，有助于方案的展現(xiàn)[2]。

由上訴研究案例我們可以看出虛擬現(xiàn)實、人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的結(jié)合可能嚴重沖擊傳統(tǒng)設計師的地位，絕大多數(shù)設計師所依賴的知識、經(jīng)驗、甚至情感，在未來的機器學習和人工智能技術(shù)面前都可能顯得笨拙而無力。在這樣的大潮流趨勢下，城市規(guī)劃領域中新城市科學被提出，該學科不僅關注于數(shù)據(jù)支撐與計算機運算能力，更關于與這些技術(shù)與數(shù)據(jù)支持下的使用體驗。將來，以城市計算、人機交互等方向為代表多學科交叉的新城市科學可能將為傳統(tǒng)的城市規(guī)劃設計帶來變革。由于學科性質(zhì)的不同，這些技術(shù)在景觀設計領域的運用卻為數(shù)不多，主要是因為人工智能的定義并不適用于景觀設計學科的系統(tǒng)框架。各專家學者對此也有些不同的觀點看法。例如來自美國國家城市交通運輸官方協(xié)會的Ankita CHACHRA和Melinda HANSON就在“設計未來的理想街道”一文中就提到設計師不應過度依賴新技術(shù)和新概念，而應重拾城市街道生活最本質(zhì)的邏輯，人人都可享用的低技術(shù)方案同樣能夠有效改善城市環(huán)境。

弗吉尼亞大學建筑學院景觀設計學系教授Bradley CANTRELL及建筑學院建構(gòu)環(huán)境哲學在讀博士張子豪針對該問題，采用的智能體－環(huán)境框架來定義景觀中的智能，與智能材料、生物物理智能并列。他們認為這些智能形式可以相互作用，共同演進，將為景觀設計學科帶來新的機遇。

北京林業(yè)大學的王向榮教授認為大數(shù)據(jù)為我們分析復雜系統(tǒng)提供了一個全新的工具，如果能恰當?shù)胤治龊褪褂眠@些數(shù)據(jù)，我們就能做出更合理的決策，優(yōu)化它的運行方式，這會遠勝于以往基于理論、經(jīng)驗和局部樣本數(shù)據(jù)做出的判斷。但大數(shù)據(jù)本身也是非常復雜的，這些技術(shù)的運用是建立在大量人工編程、作業(yè)的基礎上。有些能真實地反映自然和社會的發(fā)展狀況，但相當多的數(shù)據(jù)具有極大的不確定性，如果得到的不是真實、全面、客觀的數(shù)據(jù)，那么往往會造成分析結(jié)果的偏差，以偏概全，其結(jié)果可能并不得達到預期。

景觀設計學科是兼具理性、感性、想象力的學科，如果完全被工智能、大數(shù)據(jù)等算法驅(qū)動，城市環(huán)境將失去個性化。因此，借助技術(shù)手段實現(xiàn)更加高效、靈活、環(huán)保的資源分配、空間優(yōu)化及市民服務的同事，這些信息技術(shù)的運用也對人類提出了新的和更高的要求。