植物景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)的參數(shù)化應(yīng)用研究

李鵬鵬

摘要：航測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、大數(shù)據(jù)和信息技術(shù)等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為植物景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)提供了更加科學(xué)和合理的方法。結(jié)合地理信息系統(tǒng)（GIs）對(duì)設(shè)計(jì)場(chǎng)地進(jìn)行分析，通過GIS柵格數(shù)據(jù)及其鄰接關(guān)系，對(duì)場(chǎng)地內(nèi)坡度、坡長(zhǎng)、水系、現(xiàn)狀植被等多方面進(jìn)行宏觀、科學(xué)的分析，通過一系列的計(jì)算得出最合理的植物景觀空間布局，再通過紅外熱敏感對(duì)人流量分布進(jìn)行分析，選擇合理的點(diǎn)位進(jìn)行植物景觀重點(diǎn)營造。通過科學(xué)的技術(shù)手段，旨在普及植物景觀的合理性與科學(xué)性，推動(dòng)植物景觀營造理論與實(shí)踐的進(jìn)步，參數(shù)化植物景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)的方法較之于傳統(tǒng)憑經(jīng)驗(yàn)的植物空間布局與植物景觀節(jié)點(diǎn)布置的方式更為科學(xué)、準(zhǔn)確、高效。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng);參數(shù)化;GIS;空間布局;節(jié)點(diǎn)布置

包志毅學(xué)者在植物景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)和營造中提出：園林植物和植物景觀是風(fēng)景園林中永恒的基調(diào)，在風(fēng)景園林建設(shè)中用量最大、無可替代;植物和植物景觀是改善和保護(hù)環(huán)境的主體、構(gòu)造戶外空間形態(tài)的核心要素、風(fēng)景園林變化的主要?jiǎng)恿?植物種類繁多，可以營造豐富多彩、變化萬千的植物景觀類型，能夠體現(xiàn)地域特色和鄉(xiāng)土風(fēng)貌，富于文化內(nèi)涵并能形成主題意境;植物和植物景觀是野生生物的生存基礎(chǔ)，兼有經(jīng)濟(jì)和生產(chǎn)功能。

以往的植物景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)僅僅從多樣性、地域性、鄉(xiāng)土性、功能性、科學(xué)性和藝術(shù)性等多個(gè)方面對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行規(guī)范，因?yàn)橹参锏钠贩N的多樣性和地域的差異性，這讓植物景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)始終缺乏一個(gè)統(tǒng)一的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范。通常植物景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)中存在地域差異，氣候、濕度、現(xiàn)狀地形都千差萬別。因而，植物景觀的規(guī)劃設(shè)計(jì)應(yīng)該結(jié)合地域文化，適地適樹，同時(shí)植物景觀的營造結(jié)合地形、水體走向、人流密度等多種因素，并滿足生態(tài)、經(jīng)濟(jì)性、審美的多項(xiàng)要求。

1植物景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)的方式

1.1傳統(tǒng)的植物景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)方式

傳統(tǒng)的植物景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)依賴于設(shè)計(jì)師的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)師根據(jù)地形圖和現(xiàn)狀勘察情況對(duì)設(shè)計(jì)地塊進(jìn)行植物景觀的規(guī)劃設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)完成后通過方案圖紙進(jìn)行實(shí)地放線，在實(shí)際操作中根據(jù)現(xiàn)狀實(shí)際情況進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整，使其達(dá)到合理。傳統(tǒng)的植物景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)不僅對(duì)設(shè)計(jì)師的設(shè)計(jì)水平和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)要求高，而且對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)放線的施工員進(jìn)行實(shí)際調(diào)整的水平同樣充滿了考驗(yàn)，整個(gè)過程費(fèi)時(shí)費(fèi)力。與此同時(shí)，植物景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)需要時(shí)間的驗(yàn)證，很多設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)之初并不能看出好壞，需要1～2年甚至更長(zhǎng)的時(shí)間，才能發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的弊端。因此，在以往的植物景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)中，隨著設(shè)計(jì)師、施工員的水平差異，使得植物景觀的營造存在很大的不確定性。

以杭州西湖園林植物景觀規(guī)劃為例，其植物景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)中將“師法自然，雕琢無痕”“古為今用，洋為中用”和“立意為先，彰顯特色”3個(gè)特點(diǎn)發(fā)揮到極致，通過走訪花港觀魚、太子灣等公園，不難發(fā)現(xiàn)，盡管半個(gè)世紀(jì)過去，依然會(huì)對(duì)大師的作品驚嘆不已。如此成熟的設(shè)計(jì)手法、合理的種植方式、完美的植物空間，為何在之后的設(shè)計(jì)實(shí)踐中難以延續(xù)和超越？究其根本是缺乏一套完整的的參數(shù)化設(shè)計(jì)模式，后人處于“只可意會(huì)不可言傳”的境地。

1.2基于GIS下的植物景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)方式

航測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、大數(shù)據(jù)和信息技術(shù)等科學(xué)技術(shù)的發(fā)展為植物景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)提供了更加科學(xué)和合理的方法。結(jié)合地理信息系統(tǒng)（Gls）對(duì)設(shè)計(jì)場(chǎng)地進(jìn)行分析，通過GIS柵格數(shù)據(jù)及其鄰接關(guān)系，對(duì)場(chǎng)地內(nèi)坡度、坡長(zhǎng)、水系、現(xiàn)狀植被等多方面進(jìn)行宏觀、科學(xué)的分析，通過一系列的計(jì)算得出最合理的植物景觀空間布局，再通過紅外熱敏感對(duì)人流量分布進(jìn)行分析，選擇合理的點(diǎn)位進(jìn)行植物景觀重點(diǎn)營造。

基于G IS下的植物景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)，最大的優(yōu)勢(shì)在于，能夠先從宏觀的角度對(duì)設(shè)計(jì)場(chǎng)地進(jìn)行綜合分析，對(duì)植物景觀的空間布局、空間營造等大的方面進(jìn)行合理的把控，其次是使其在人文性、歷史性、藝術(shù)性上的提升。簡(jiǎn)單的操作，能夠優(yōu)先滿足植物景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)中的科學(xué)性和功能性，這就猶如古典造園中的“山水骨架”，是一切設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

2基于a S下的植物景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)方式

通過GIS對(duì)設(shè)計(jì)場(chǎng)地進(jìn)行空間數(shù)據(jù)分析，主要從高差、水系、原有植物密閉度、人流量4個(gè)方面進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，經(jīng)過一系列的算法，計(jì)算出植物景觀的合理空間布局和主要植物景觀營造節(jié)點(diǎn)的位置。

2.1疊置分析（Overlay Analysis）——植物景觀空間布局計(jì)算方法

利用空間信息分析技術(shù)，通過對(duì)原始數(shù)據(jù)模型的觀察和實(shí)驗(yàn)，用戶可以獲得新的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，并以此作為空間行為的決策依據(jù)。

疊置分析：疊置分析是將2層或多層地圖要素進(jìn)行疊加產(chǎn)生一個(gè)新要素層的操作，其結(jié)果將原來要素分割生成新的要素，新要素綜合了原來2層或多層要素所具有的屙陛。也就是說，覆蓋疊置分析不僅生成了新的空間關(guān)系，還將輸人數(shù)據(jù)層的屬性聯(lián)系起來產(chǎn)生了新的屬性關(guān)系。疊置分析是對(duì)新要素的屬性按一定的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行計(jì)算分析，進(jìn)而產(chǎn)生用戶需要的結(jié)果或回答用戶提出的問題。

通過GIS進(jìn)行信息分析，將高程分析、水文分析、原有植被情況3張分析圖紙進(jìn)行疊加，即可分析出場(chǎng)地在未來植物景觀規(guī)劃中，適合怎樣的空間布局，例如高差明顯且原有植被良好的區(qū)域適合保持現(xiàn)狀植被情況，加以土方固定的相關(guān)策略即可;而在地勢(shì)相對(duì)平坦，水源充足的地塊則可進(jìn)行植物景觀的重點(diǎn)打造。

2.2網(wǎng)絡(luò)分析（Net—work Analysis）——植物景觀節(jié)點(diǎn)布局計(jì)算方法

對(duì)地理網(wǎng)絡(luò)（如交通網(wǎng)絡(luò)）、城市基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)（如各種網(wǎng)線、電力線、電話線、給排水管線等）進(jìn)行地理分析和模型化，是地理信息系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)分析功能的主要目的。網(wǎng)絡(luò)分析是運(yùn)籌學(xué)模型中的一個(gè)基本模型，它的根本目的是研究、籌劃一項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)工程如何安排，并使其運(yùn)行效果最好，如一定資源的最佳分配，從一地到另一地的運(yùn)輸費(fèi)用最低等。其基本思想則在于人類活動(dòng)總是趨向于按一定目標(biāo)選擇達(dá)到最佳效果的空間位置。這類問題在生產(chǎn)、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)中不勝枚舉，因此研究此類問題具有重大意義。

在植物景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)中，不可能做到面面俱到，在一定成本控制的限制條件下，如何把重點(diǎn)打造的植物景觀展示給更多的人群是規(guī)劃設(shè)計(jì)的目的，人類游覽活動(dòng)基本依賴于道路系統(tǒng)，道路交接處多形成景觀節(jié)點(diǎn)。通過GIS對(duì)交通網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分析，并加入人流活動(dòng)的統(tǒng)計(jì)數(shù)值（人工統(tǒng)計(jì)、手機(jī)信號(hào)檢測(cè)等手段），計(jì)算出景觀節(jié)點(diǎn)的具體位置，并根據(jù)數(shù)值按照安排主次節(jié)點(diǎn)，使得在一定的投資情況下做到資源的最佳分配，使最精細(xì)的植物景觀位于最佳的空間位置。

3基于GIS下的植物景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)實(shí)踐——以浙江農(nóng)林大學(xué)為例

2000年12月，浙江省發(fā)展計(jì)劃委員會(huì)批復(fù)同意浙江林學(xué)院擴(kuò)建。浙江農(nóng)林大學(xué)東湖校區(qū)建成已有十余年，校園植物景觀的營造獲得不少專業(yè)人士、市民和學(xué)生的認(rèn)可。筆者嘗試用新的技術(shù)手段對(duì)東湖校區(qū)植物景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)進(jìn)行合理性論證，對(duì)其高程、水系、植被情況、植物景觀節(jié)點(diǎn)的布置等多方面進(jìn)行研究，嘗試找出其中存在的問題，學(xué)習(xí)其成功的經(jīng)驗(yàn)。

3.1校園掠影

浙江農(nóng)林大學(xué)東湖校區(qū)占地120余hm2，校園地形起伏，北高南低，水系從官塘引入，沿著小溪緩緩匯入東湖，水系從群山中匯人官塘，形成典型的濕地景觀，小溪蜿蜒穿過校園，展示著江南特有的小橋流水景觀，匯入東湖后形成開闊的湖面，是賞景的必去之處，東湖之后，水系層層跌下，最終匯入苕溪。校園內(nèi)植物品種豐富，季相景觀明顯，春有湖岸賞梅人，夏有映日無窮碧，秋來銀杏滿地黃，冬日山茶開滿園。

3.2植物景觀空間布局

植物景觀的空間布局不是隨心所欲的規(guī)劃，原有植被空間在歷史的長(zhǎng)河中受到自然環(huán)境、人為干預(yù)等多方面的影響，逐漸形成相對(duì)穩(wěn)定的空間布局模式。在植物景觀空間布局規(guī)劃設(shè)計(jì)之前，需要對(duì)設(shè)計(jì)場(chǎng)地的高程、坡向、水文、原有植被等多個(gè)方面進(jìn)行綜合的分析，結(jié)合幾個(gè)方面的數(shù)據(jù)計(jì)算出最合理的植物景觀空間布局模式。

依據(jù)浙江農(nóng)林大學(xué)東湖校區(qū)原有CAD測(cè)繪圖紙，通過GIS對(duì)其進(jìn)行空間數(shù)據(jù)分析，主要從高程、坡向、水向、原有植物4個(gè)方面進(jìn)行數(shù)據(jù)收集，如圖6、7、8、9所示。

根據(jù)GIS分析圖紙可以清晰的看出，現(xiàn)狀高程呈現(xiàn)出北高南低、三面環(huán)繞的地形現(xiàn)狀，孟兆禎老師一直強(qiáng)調(diào)等高線即山體走向是園林設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，山水關(guān)系的確立十分重要，這也直接影響到植物景觀空間的營造;坡向分析圖紙則對(duì)東湖校區(qū)的主要坡向進(jìn)行了詳細(xì)的表達(dá)，向陽坡向宜設(shè)置大草坪，背陰坡則適合密林，這些數(shù)據(jù)的收集，對(duì)之后的植物景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)有著重要的意義;水向分析圖紙可以得到水流方向，匯水線、匯水點(diǎn)的確立為植物景觀規(guī)劃的植物干濕習(xí)性的選擇提供合理的依據(jù);現(xiàn)狀植被分析未能得到原有場(chǎng)地相關(guān)圖紙，經(jīng)過CAD原有植物統(tǒng)計(jì)數(shù)，得到原有植被覆蓋區(qū)域的簡(jiǎn)單分析，減少植物景觀設(shè)計(jì)的工程量、保有較多的原有植被，也是植物景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

將單一的專項(xiàng)分析圖紙進(jìn)行疊置分析得出，東湖校區(qū)北側(cè)、東側(cè)與周邊山體自然相接，植被茂盛，地勢(shì)較高，宜設(shè)置密林過渡到疏林;東側(cè)與南側(cè)為校園與城市道路交接，建議通過植物進(jìn)行圍合，隔絕城市主干道干擾;校園內(nèi)部主要綠化集中在水體附近，北部官塘附近為匯水線相對(duì)聚集的區(qū)域，南部則東湖區(qū)域高程最低，匯水線多匯聚于此，水量豐富，植物景觀的空間營造也相對(duì)豐富。除此之外現(xiàn)狀各類科研用地也充分考慮坡向與水向，例如東側(cè)茶園及實(shí)驗(yàn)基地在選址上也滿足合理性的要求;寢室樓旁小塊綠地則從服務(wù)建筑的角度出發(fā)，未能從該分析中得出相應(yīng)的評(píng)價(jià)。

通過對(duì)東湖校區(qū)原始規(guī)劃圖紙分析可以看出，校園在山水布局、植物景觀空間上的布局總體合理。但在細(xì)節(jié)上依舊欠缺考慮，尤其是坡向、匯水方面的考慮，例如圖書館東側(cè)的院士林區(qū)域，位于山體匯水線上，江南地區(qū)多雨濕潤(rùn)，此處容易積聚雨水，在此處設(shè)置梳林草坪顯然不夠合理。除此之外，集賢食堂南側(cè)的古道文化園，在草坪選址上，選擇山體北坡，不能滿足游人對(duì)于陽光的需求，也較難達(dá)到理想的植物景觀效果。

3.2植物景觀節(jié)點(diǎn)布置

通過GIS結(jié)合原有規(guī)劃CAD圖紙，可以通過分析道路系統(tǒng)規(guī)劃和主要建筑位置，再加入人流活動(dòng)數(shù)據(jù)，即可得出主要人群聚集點(diǎn)。植物景觀節(jié)點(diǎn)的布置宜選擇在人流量較大，視線相對(duì)集中的區(qū)域，通過分析圖10，可以清晰地看出哪些區(qū)域在空間上比較核心、人流量相對(duì)密集，作為植物景觀節(jié)點(diǎn)布置的位置選擇依據(jù)，也更加科學(xué)與合理。

通過對(duì)交通系統(tǒng)和人群數(shù)據(jù)的分析，考慮主要交通節(jié)點(diǎn)和人流節(jié)點(diǎn)的設(shè)置，即可以得到主要植物景觀節(jié)點(diǎn)布置位置。

校園交通相對(duì)簡(jiǎn)單，主要圍繞校園與外界接觸的幾個(gè)交接點(diǎn)設(shè)置主要的植物景觀節(jié)點(diǎn)，既可以起到美化校園形象，也能達(dá)到良好的標(biāo)識(shí)作用;內(nèi)部植物景觀節(jié)點(diǎn)設(shè)置主要考慮學(xué)生人群的路線，在相對(duì)集中的交匯區(qū)域設(shè)置植物景觀節(jié)點(diǎn)，將植物景觀節(jié)點(diǎn)作為地理標(biāo)識(shí)。

校園植物景觀節(jié)點(diǎn)布置相對(duì)合理，但同樣存在著不少問題。例如學(xué)校南門作為校園最主要的出入口空間，在植物景觀上的營造最為豐富和精細(xì)，但是南門是車行的主要出入口，人流量相對(duì)不大，與其相對(duì)比的是大西門作為校園人流量最大的交通出入口，在植物景觀節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)上過于簡(jiǎn)單和薄弱。

4結(jié)語

植物景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)是科學(xué)性與藝術(shù)性的完美結(jié)合，單純地強(qiáng)調(diào)任何一個(gè)方面都不可能創(chuàng)造出絕佳的植物景觀，只有綜合地考慮藝術(shù)、人文、科學(xué)、功能等的融合，才會(huì)讓植物景觀具有長(zhǎng)久的生命力。通過科學(xué)的技術(shù)手段，旨在使植物景觀的合理性與科學(xué)性得到普及，推動(dòng)植物景觀營造理論與實(shí)踐的進(jìn)步，參數(shù)化植物景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)的方法較之于傳統(tǒng)憑經(jīng)驗(yàn)的植物空間布局與植物景觀節(jié)點(diǎn)布置的方式更為科學(xué)、準(zhǔn)確、高效。將原有的憑借主創(chuàng)設(shè)計(jì)師個(gè)人的主觀判斷，基于GIS的植物景觀規(guī)劃使其更為精確合理，不僅同時(shí)兼顧山水、人流量、經(jīng)濟(jì)成本，而且能夠有更多的設(shè)計(jì)時(shí)間投入到藝術(shù)性人文性的提升中去”。

（收稿：2019—10—08）