鄉(xiāng)村生態(tài)宜居景觀數(shù)字化營建技術(shù)應(yīng)用探析

詹文 程會(huì)鳳

摘要：鄉(xiāng)村振興，生態(tài)宜居是關(guān)鍵。推行鄉(xiāng)村綠色發(fā)展模式，加強(qiáng)農(nóng)村人居環(huán)境建設(shè)是實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生的鄉(xiāng)村發(fā)展新格局的重要保障。景觀營建數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用是從生態(tài)、功能、藝術(shù)、文化等多個(gè)方面，針對鄉(xiāng)村生態(tài)宜居景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)和施工管理進(jìn)行科學(xué)化、系統(tǒng)化、客觀化的有益實(shí)踐。其內(nèi)容主要應(yīng)用方向包括：鄉(xiāng)村景觀信息模型（LIM）框架構(gòu)建、鄉(xiāng)村觀賞植物種類選擇與植物景觀營造參數(shù)化模型構(gòu)建、數(shù)字技術(shù)支持下的鄉(xiāng)村人文景觀營造、數(shù)字技術(shù)支持下的鄉(xiāng)村綠色基礎(chǔ)設(shè)施營建。

關(guān)鍵詞：鄉(xiāng)村;景觀;數(shù)字化;生態(tài)宜居

1 研究背景

黨的十九大報(bào)告首次提出“實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略”以來，習(xí)近平總書記多次強(qiáng)調(diào)，實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，必須堅(jiān)持農(nóng)業(yè)農(nóng)村優(yōu)先發(fā)展這個(gè)總方針。2018年中央一號文件強(qiáng)調(diào)鄉(xiāng)村振興必須堅(jiān)持人與自然和諧共生，走鄉(xiāng)村綠色發(fā)展之路[1]。因此，建設(shè)生態(tài)宜居的鄉(xiāng)村景觀，推進(jìn)鄉(xiāng)村景觀綠色發(fā)展，呈現(xiàn)出人與自然和諧發(fā)展、共生共贏的新局面，是實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要課題。

2 景觀營建數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用概況

景觀的營造過程一般由前期的規(guī)劃設(shè)計(jì)與后期的實(shí)施運(yùn)營兩大部分組成。目前來看，一方面常規(guī)的規(guī)劃設(shè)計(jì)體系更多的傾向于設(shè)計(jì)師的主觀感受與想法，悟性與經(jīng)驗(yàn)，這種方法常常建立于經(jīng)驗(yàn)之上，以認(rèn)知場地特征為基礎(chǔ)發(fā)揮人的主觀能動(dòng)性，其科學(xué)性與客觀性顯著不足，得到的結(jié)果常常具有偶然性。另一方面，生態(tài)化概念在景觀營建過程中已經(jīng)得以初步推廣與運(yùn)用，但是由于生態(tài)營造技術(shù)帶來的綜合效益常常難以科學(xué)的量化與評價(jià)，造成其技術(shù)選擇與推廣存在一定難度，某種程度上也限制了綠色生態(tài)景觀建設(shè)的全面開展。生態(tài)宜居的鄉(xiāng)村景觀建設(shè)往往涉及到生態(tài)、功能、藝術(shù)、文化等許多方面，是一項(xiàng)系統(tǒng)性工程。綜合統(tǒng)籌實(shí)施多個(gè)目標(biāo)，真正實(shí)現(xiàn)可量化的綠色宜居，科學(xué)化、系統(tǒng)化、客觀化的現(xiàn)代景觀營造方法與技術(shù)的應(yīng)用勢在必行。

2.1 國內(nèi)外數(shù)字景觀技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

數(shù)字景觀的研究與應(yīng)用在國外主要集中在兩大領(lǐng)域：景觀數(shù)字化及模擬技術(shù)、景觀分析評價(jià)與參數(shù)化設(shè)計(jì)。近些年，隨著建筑信息模型（BIM）和地理信息系統(tǒng)的推廣應(yīng)用，景觀信息模型（LIM）、地理設(shè)計(jì)（GeoDesign） 、景觀參數(shù)化設(shè)計(jì)開始成為數(shù)字景觀研究的熱點(diǎn)。初始階段常常運(yùn)用3S、圖像建模等純粹的數(shù)字信息模型技術(shù)。景觀信息模型（LIM）的提出，使其逐漸轉(zhuǎn)向了具有“參與性”“協(xié)調(diào)性”“客觀性”“基于知識(shí)架構(gòu)的景觀設(shè)計(jì)”特征的景觀數(shù)字技術(shù)新方向[3]。這也代表著數(shù)字景觀開始由理論研究走向技術(shù)綜合應(yīng)用。我國對于數(shù)字景觀的實(shí)質(zhì)性研究還尚屬初級階段，其主要研究團(tuán)隊(duì)有東南大學(xué)的成玉寧教授團(tuán)隊(duì)、同濟(jì)大學(xué)劉頌教授團(tuán)隊(duì)、北京林業(yè)大學(xué)蔡凌豪教授團(tuán)隊(duì)等。2013年，中國第一屆數(shù)字景觀國際研討會(huì)（每兩年一屆）在東南大學(xué)召開，標(biāo)志著我國數(shù)字景觀研究步入了快車道。相對而言，關(guān)于鄉(xiāng)村景觀數(shù)字化營造技術(shù)的研究國內(nèi)外都鮮有涉及，從收集到的資料顯示，其主要研究基本都處于起步階段，可參考借鑒的技術(shù)成果不多。因此，當(dāng)前鄉(xiāng)村景觀數(shù)字化營造技術(shù)的研究與應(yīng)用具有一定的創(chuàng)新性、前沿性與實(shí)踐意義。

2.2 鄉(xiāng)村景觀營建數(shù)字化概念

鄉(xiāng)村生態(tài)宜居景觀數(shù)字化營建就是將鄉(xiāng)村景觀規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營的全過程建立在數(shù)字化信息平臺(tái)之上，其營建成果具備生態(tài)性、藝術(shù)性、科學(xué)性和社會(huì)價(jià)值。鄉(xiāng)村生態(tài)宜居景觀數(shù)字化營建主要依托于計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算能力和圖形分析能力，客觀分析和評價(jià)場地內(nèi)各類要素，合理構(gòu)建嚴(yán)謹(jǐn)?shù)囊?guī)劃設(shè)計(jì)邏輯，增強(qiáng)設(shè)計(jì)對象和處理復(fù)雜環(huán)境的創(chuàng)造力和解決問題的能力。在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施、評價(jià)方法上面數(shù)字化設(shè)計(jì)具備一定的科學(xué)性和客觀性，表現(xiàn)在其自身的科學(xué)性和技術(shù)性，著重于理性分析和科學(xué)歸納，是現(xiàn)代景觀營造重要的發(fā)展方向和研究難點(diǎn)[4]。

3 鄉(xiāng)村景觀營建數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用方向

數(shù)字技術(shù)的發(fā)展從硬件和軟件兩個(gè)平臺(tái)為鄉(xiāng)村景觀營建的科學(xué)化提供了有力的支撐，其主要應(yīng)用方向主要有4個(gè)方面。

3.1 鄉(xiāng)村景觀信息模型（LIM）框架構(gòu)建

景觀信息模型（Landscape Information Modeling，LIM）脫胎于建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM），這兩者的解釋與含義相似，但關(guān)注角度有所不同。LIM的本質(zhì)是以BIM技術(shù)的景觀數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的拓展，作為工具和實(shí)踐技術(shù)，面向多尺度適應(yīng)性的景觀設(shè)計(jì)建造管理過程中相關(guān)利益方（設(shè)計(jì)方、建造方、管理方、私權(quán)方、公權(quán)方等），將涉及的面向全生命周期信息輸入、更新、提取與校核管理統(tǒng)籌于一個(gè)平臺(tái)，它是一個(gè)具有“協(xié)調(diào)性”“模擬性”“可視化”“優(yōu)化性”“動(dòng)態(tài)記錄”“多角度參與性”等多個(gè)特征的景觀設(shè)計(jì)營建管理信息平臺(tái)。

構(gòu)建鄉(xiāng)村景觀信息模型（LIM）框架是將景觀營造項(xiàng)目的各階段（規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施、運(yùn)營、管理、評價(jià)等）、各相關(guān)利益方（使用方、設(shè)計(jì)方、建造方、管理方、投資方等）進(jìn)行系統(tǒng)化聯(lián)系，突破傳統(tǒng)鄉(xiāng)村原生態(tài)風(fēng)貌保護(hù)與鄉(xiāng)村景觀營造方法，使得各類別信息系統(tǒng)間形成良性互動(dòng)、相互依賴、相互協(xié)調(diào)、相互促進(jìn)的耦合機(jī)制，實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村景觀營造的最佳效率與效果[4]。構(gòu)建鄉(xiāng)村景觀信息模型（LIM）框架主要包括以下幾個(gè)內(nèi)容：①場地信息系統(tǒng)。②群體信息系統(tǒng)。③流程信息系統(tǒng)。④軟件信息系統(tǒng)。這其中場地信息和軟件平臺(tái)是最為關(guān)鍵的要素，因此，根據(jù)農(nóng)村場地基本特征構(gòu)建景觀信息庫（地形、水域、植物、鋪裝、構(gòu)筑物等景觀信息）和選擇與應(yīng)用恰當(dāng)?shù)能浖脚_(tái)（Civil3D、Ecotect、Revit、Landmark、CityEngine等及其景觀插件包）是其中的關(guān)鍵技術(shù)。

3.2 鄉(xiāng)村觀賞植物種類選擇與植物景觀營造參數(shù)化模型構(gòu)建

以健康生存、改善環(huán)境、生態(tài)安全、觀賞優(yōu)美、經(jīng)濟(jì)適用作為鄉(xiāng)村植物篩選推薦的基本原則，借助數(shù)字技術(shù)的支持，運(yùn)用區(qū)域篩選法、層次分析法，從生態(tài)價(jià)值、觀賞價(jià)值、經(jīng)濟(jì)價(jià)值、社會(huì)價(jià)值等方面對營建地區(qū)所有適合的備選植物及其造景模式進(jìn)行定量化評價(jià)與分析，同時(shí)借助效果圖、動(dòng)畫、虛擬現(xiàn)實(shí)等數(shù)字軟件（Sketchup、3dsMax、Lumion 等），進(jìn)行可視化圖解與模擬，輸出虛擬現(xiàn)實(shí)演示文件，最終確定備選植物種類及其適宜的造景模式。