風(fēng)景園林信息模型（LIM）在生態(tài)文明建設(shè)中的發(fā)展和應(yīng)用分析

楊一龍

西安市浐灞生態(tài)園林景觀有限公司 陜西 西安 710000

1 風(fēng)景園林信息模型相關(guān)概念的闡述

風(fēng)景園林信息模型（Landscape Information Modeling，簡(jiǎn)稱LIM）從廣義上講是以數(shù)字化模型為載體的風(fēng)景園林行業(yè)信息資源庫(kù)，為行業(yè)實(shí)踐的各個(gè)環(huán)節(jié)和所有參與者提供信息輸入、存儲(chǔ)、操作、輸出的平臺(tái)，是信息共享、協(xié)同、互操作的基礎(chǔ)，可在風(fēng)景園林的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建造、養(yǎng)護(hù)、管理等生命周期的不同階段中發(fā)揮不同的作用。

風(fēng)景園林信息模型在風(fēng)景園林行業(yè)中的應(yīng)用仍處于探索階段，風(fēng)景園林信息模型（LIM）是一種新型的理念和技術(shù)，隨著軟件技術(shù)的成熟和模型數(shù)據(jù)的兼容，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)LIM有了更全面、更完善的認(rèn)知。由于自然環(huán)境的復(fù)雜性和多樣性，風(fēng)景園林項(xiàng)目具有信息數(shù)量龐大、信息種類復(fù)雜、信息來(lái)源多樣、信息之間聯(lián)系緊密的特點(diǎn)，通過(guò)LIM整合各類數(shù)據(jù)能使項(xiàng)目更加高效地運(yùn)行，風(fēng)景園林信息模型的實(shí)質(zhì)就是構(gòu)建可供多個(gè)參與方操控同一數(shù)據(jù)模型的平臺(tái)，從而解決傳統(tǒng)項(xiàng)目中信息不共享互換以及信息、流程和應(yīng)用相脫節(jié)的問(wèn)題，因此，LIM對(duì)于解決項(xiàng)目中信息交換效率低下的問(wèn)題起到重要作用[1]。

2 LIM技術(shù)的發(fā)展路徑

風(fēng)景園林信息模型能夠在不同項(xiàng)目階段、不同項(xiàng)目成員、不同應(yīng)用軟件之間搭建信息共享、數(shù)據(jù)更新、操作交互的平臺(tái)，然而由于業(yè)主對(duì)LIM的興趣不大、施工方面的需求不足、行業(yè)規(guī)模的限制、規(guī)劃設(shè)計(jì)中缺乏量化分析與評(píng)價(jià)體系、LIM的技術(shù)難度極大等原因，LIM的發(fā)展較為滯后。國(guó)家政策和地方政策都在大力推動(dòng)以BIM技術(shù)應(yīng)用為主要實(shí)施路徑的建筑行業(yè)信息化發(fā)展。風(fēng)景園林行業(yè)廣義上屬于勘察設(shè)計(jì)和工程建造行業(yè)，自身的信息化發(fā)展應(yīng)該遵循國(guó)家和地方政策的引領(lǐng)，以風(fēng)景園林信息模型為方向，加快相關(guān)技術(shù)的研究。

LIM技術(shù)是數(shù)字化到智能化之間的橋梁，從應(yīng)用數(shù)字化工具輔助制圖到應(yīng)用人工智能技術(shù)輔助設(shè)計(jì)決策，風(fēng)景園林行業(yè)只有發(fā)展LIM技術(shù)才能步入當(dāng)今的技術(shù)體系，與廣泛的專業(yè)部門進(jìn)行協(xié)作，也只有發(fā)展LIM技術(shù)才能面向未來(lái)探索和布局智能化技術(shù)條件下的行業(yè)發(fā)展。各實(shí)踐主體在這一輪技術(shù)革新中越早行動(dòng)，在未來(lái)的發(fā)展中越易獲得有利地位[2]。

3 LIM平臺(tái)構(gòu)建需要技術(shù)支撐

在目前的行業(yè)實(shí)踐中，LIM的體系化應(yīng)用遠(yuǎn)未充分展開(kāi)。其原因包括：①現(xiàn)有BIM軟件功能不能滿足風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)實(shí)踐的需要；②BIM軟件應(yīng)用能力低下導(dǎo)致從事風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)的效率較傳統(tǒng)工作方法低；③依托BIM工具形成的規(guī)劃設(shè)計(jì)成果難以與現(xiàn)行的管理體系融合。

BIM實(shí)施政策的制定可為L(zhǎng)IM相關(guān)政策制定提供參考和借鑒，然而由于建筑學(xué)和風(fēng)景園林學(xué)自身學(xué)科特點(diǎn)的差異，LIM和BIM在技術(shù)上的需求有所不同。風(fēng)景園林實(shí)踐更注重自然環(huán)境中的水流、氣流、生物流等多種因子對(duì)項(xiàng)目的影響，風(fēng)景園林項(xiàng)目除了需要建筑、給排水、電器、結(jié)構(gòu)、巖土、造價(jià)等各專業(yè)共同參與，還需要園林、植物、生態(tài)學(xué)等專業(yè)的配合，因此各專業(yè)要對(duì)各自所需的信息進(jìn)行無(wú)損交換的難度更大，對(duì)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定與數(shù)據(jù)的兼容性的要求也越高。軟件的專業(yè)化開(kāi)發(fā)是運(yùn)用信息模型的前提條件，建筑領(lǐng)域已經(jīng)經(jīng)歷從2D到5D的軟件專業(yè)化升級(jí)過(guò)程，而風(fēng)景園林可視化僅限于方案設(shè)計(jì)階段，其3D模型不包含可用于深化設(shè)計(jì)的信息，業(yè)內(nèi)暫未出現(xiàn)供LIM全周期管理運(yùn)營(yíng)的軟件載體，這也是造成風(fēng)景園林行業(yè)對(duì)LIM的運(yùn)用沒(méi)有實(shí)質(zhì)性發(fā)展的主要原因。彼得·派切克（Peter Petschek）提出風(fēng)景園林設(shè)計(jì)師應(yīng)了解Civil3D平臺(tái)和數(shù)字地面模型的應(yīng)用，并掌握土木工程的測(cè)繪和設(shè)計(jì)工具，應(yīng)用衛(wèi)星定位和自動(dòng)控制機(jī)械實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)與施工的整合。此外，由于風(fēng)景園林行業(yè)缺少專業(yè)規(guī)則約束各個(gè)智能對(duì)象，而工程量清單的生成與管理體制、定額標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)價(jià)模式等密切相關(guān)，且與建筑行業(yè)相比，更加受市場(chǎng)價(jià)格波動(dòng)和不同企業(yè)人、材、機(jī)消耗量的差異的影響，可見(jiàn)建立景觀要素?cái)?shù)據(jù)庫(kù)的技術(shù)難度較大。風(fēng)景園林信息模型應(yīng)用的推進(jìn)離不開(kāi)技術(shù)的支撐，亟須在風(fēng)景園林項(xiàng)目中制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并使信息數(shù)據(jù)兼容、對(duì)LIM技術(shù)軟件進(jìn)行專業(yè)化升級(jí)、建立景觀要素的數(shù)據(jù)庫(kù)、建立LIM技術(shù)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)，使不同參與方能對(duì)同一數(shù)據(jù)庫(kù)模型的數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取、更新及輸出等，進(jìn)而使三維實(shí)景信息獲取、場(chǎng)地?cái)?shù)據(jù)的識(shí)別和分析、基于信息模型的精細(xì)化設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)化出圖等成為可能。

4 風(fēng)景園林信息模型在風(fēng)景園林行業(yè)中的應(yīng)用

風(fēng)景園林信息模型在行業(yè)中的應(yīng)用還處于初級(jí)階段，由于LIM和BIM技術(shù)需求的不同，導(dǎo)致LIM在風(fēng)景園林行業(yè)中的實(shí)踐與應(yīng)用存在斷層現(xiàn)象，具體表現(xiàn)在參數(shù)化設(shè)計(jì)、智慧造景和信息化管理3個(gè)方面。

4.1 參數(shù)化設(shè)計(jì)

風(fēng)景園林信息模型在設(shè)計(jì)階段可用于制作原理圖及相關(guān)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，使設(shè)計(jì)快速“可視化”，以方便向業(yè)主介紹方案并增加項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的溝通，使其能更好地進(jìn)行決策。LIM在修改概念模型時(shí)能保證數(shù)據(jù)精確且自動(dòng)更新，從而減少空間方案的工時(shí)，并有效銜接各參與方的工作。參數(shù)化設(shè)計(jì)在國(guó)外已經(jīng)被廣泛地運(yùn)用于景觀小品、展廳、幕墻、舞臺(tái)背景等，說(shuō)明參數(shù)化設(shè)計(jì)在國(guó)外的應(yīng)用已經(jīng)涉及生活的方方面面。

4.2 智慧造景

在預(yù)施工階段使用LIM，可以在施工前的初步階段進(jìn)行調(diào)度和工作流程協(xié)調(diào)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)起重機(jī)和材料等進(jìn)行成本估算和構(gòu)建虛擬物流。由于LIM在預(yù)施工階段用于建立和評(píng)估各種施工方案，因此需要將計(jì)劃數(shù)據(jù)添加到3D景觀設(shè)計(jì)模型中，從而獲得以時(shí)間作為第四維度的4D模型。4D景觀設(shè)計(jì)模型是將3D模型與施工進(jìn)度進(jìn)行集成的技術(shù)，可以清楚地顯示施工程序序列，并自動(dòng)對(duì)施工方案的沖突進(jìn)行檢測(cè)，這種利用三維掃描軟件及三維機(jī)械控制系統(tǒng)進(jìn)行施工的方式稱為“智慧造景”。“智慧造景”是由BIM首創(chuàng)的“智慧建造”這一概念延伸發(fā)展而來(lái)，用以闡述風(fēng)景園林領(lǐng)域內(nèi)創(chuàng)造并應(yīng)用電子數(shù)據(jù)模型的高效措施。瑞士拉帕斯維爾應(yīng)用科學(xué)大學(xué)的彼得·派切克教授開(kāi)發(fā)了Autodesk123 Catch-3ds Max Design-Civil 3D這一技術(shù)框架。

4.3 信息化管理

風(fēng)景園林信息模型可以同步提供有關(guān)項(xiàng)目質(zhì)量、建設(shè)進(jìn)度及施工成本的信息，以保證項(xiàng)目實(shí)施階段目標(biāo)充分實(shí)現(xiàn)。項(xiàng)目管理人員可以通過(guò)風(fēng)景園林信息模型對(duì)項(xiàng)目建設(shè)情況進(jìn)行評(píng)估，也可同步風(fēng)景園林項(xiàng)目中的氣候信息、水文信息、樹(shù)木情況、土方信息、設(shè)施性能以及財(cái)務(wù)信息等，對(duì)項(xiàng)目的運(yùn)營(yíng)維護(hù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，以此為依據(jù)修改維護(hù)計(jì)劃，從而提高項(xiàng)目的收益與成本管理水平。

Andropogon事務(wù)所設(shè)計(jì)的休梅克綠地在信息化管理方面取得了良好的效果和收益，該設(shè)計(jì)整合了自然生態(tài)系統(tǒng)（土壤、植物、昆蟲(chóng)、鳥(niǎo)類和人類）和人工營(yíng)造系統(tǒng)（建筑構(gòu)件和基礎(chǔ)設(shè)施），通過(guò)收集場(chǎng)地中的雨水、相鄰建筑的雨水徑流及空調(diào)冷凝水，并通過(guò)土壤層和多種原生植物對(duì)收集的水源進(jìn)行過(guò)濾、凈化、蓄存，最后通過(guò)系統(tǒng)對(duì)蓄水量的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，將水資源經(jīng)由排水系統(tǒng)用于場(chǎng)地灌溉或排到市政下水道設(shè)施中。除此之外，休梅克綠地項(xiàng)目通過(guò)制定5年監(jiān)測(cè)規(guī)劃，對(duì)進(jìn)出場(chǎng)地的雨水?dāng)?shù)量和質(zhì)量、土壤生態(tài)多樣性及演變過(guò)程、碳固存能力、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)循環(huán)情況、承載活動(dòng)容量、植栽材料的生長(zhǎng)狀況等內(nèi)容進(jìn)行跟蹤監(jiān)測(cè)，從而根據(jù)反饋數(shù)據(jù)對(duì)以后的設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整。這種對(duì)場(chǎng)地性能的持續(xù)性監(jiān)測(cè)有助于對(duì)可持續(xù)性景觀指南和建筑規(guī)范的修訂產(chǎn)生積極影響。

4.4 全周期運(yùn)營(yíng)

風(fēng)景園林行業(yè)尚未建立成熟的軟件信息系統(tǒng)，且LIM的技術(shù)內(nèi)容開(kāi)發(fā)框架的缺失制約了對(duì)LIM全周期運(yùn)營(yíng)的應(yīng)用。天津大學(xué)狄雅靜等以柬埔寨茶膠寺南外門為例，制定了專業(yè)化的開(kāi)發(fā)計(jì)劃，進(jìn)而對(duì)BIM軟件專業(yè)化開(kāi)發(fā)中石頭建筑的族庫(kù)分類、構(gòu)件屬性設(shè)置以及模型階段化設(shè)計(jì)的問(wèn)題進(jìn)行了重點(diǎn)研究；在建立茶膠寺南外門的初步模型后，經(jīng)過(guò)嚴(yán)密的日常監(jiān)測(cè)和管理，又根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展情況建構(gòu)新一輪的現(xiàn)狀模型和修復(fù)模型，直至這些階段模型成為建筑全生命周期管理的信息載體。風(fēng)景園林信息模型本應(yīng)是一個(gè)整合多方數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)相互之間資源共享和協(xié)同工作的信息平臺(tái)，但局限于現(xiàn)有的技術(shù)水平，尚未形成一個(gè)貫穿全周期的信息系統(tǒng)。風(fēng)景園林師對(duì)LIM的應(yīng)用呈現(xiàn)斷層現(xiàn)象，主要應(yīng)用于參數(shù)化設(shè)計(jì)、智慧造景、信息化管理3個(gè)階段。建筑信息模型能夠貫穿全生命周期運(yùn)營(yíng)，離不開(kāi)Revit Architecture、Revit Structure、Ecotect Analysis 、Civil 3D 等軟件的支持，然而園林行業(yè)內(nèi)尚未形成成熟的軟件信息系統(tǒng)，且缺少?gòu)氖孪嚓P(guān)信息系統(tǒng)工程的專業(yè)技術(shù)人員，然而隨著風(fēng)景園林信息模型實(shí)施政策的制定和信息技術(shù)的完善，風(fēng)景園林項(xiàng)目全周期運(yùn)營(yíng)的市場(chǎng)需求必然會(huì)增加，因此風(fēng)景園林信息模型的全周期運(yùn)營(yíng)將是未來(lái)的一大趨勢(shì)。

4.5 風(fēng)景園林信息模型的發(fā)展前景展望

通過(guò)前文的分析，可以看出隨著LIM技術(shù)的提高，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)LIM有了更深入、更全面的理解，風(fēng)景園林信息模型（LIM）的概念與內(nèi)涵還在不斷完善中；LIM是BIM技術(shù)的擴(kuò)展和延伸，但LIM的核心要素具有風(fēng)景園林專業(yè)的特點(diǎn)，因此風(fēng)景園林信息模型的推進(jìn)需從制定LIM相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、使信息數(shù)據(jù)兼容、對(duì)LIM技術(shù)軟件進(jìn)行專業(yè)化升級(jí)、建立景觀要素的數(shù)據(jù)庫(kù)和建立LIM技術(shù)開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)等方面入手；目前，風(fēng)景園林信息模型的應(yīng)用主要在參數(shù)化設(shè)計(jì)、智慧造景、信息化管理3個(gè)階段上，由于模型信息數(shù)據(jù)缺乏連貫性，因此園林實(shí)踐項(xiàng)目基本都是分階段地對(duì)LIM進(jìn)行應(yīng)用，LIM的發(fā)展仍然需要學(xué)術(shù)界和企業(yè)界長(zhǎng)久的共同努力。隨著“數(shù)字景觀”的成果、技術(shù)和方法在日新月異地發(fā)展，風(fēng)景園林信息模型的應(yīng)用對(duì)園林產(chǎn)業(yè)效率的提高起到了一定作用，因此逐漸得到景觀設(shè)計(jì)師的重視。

5 結(jié)束語(yǔ)

LIM技術(shù)的應(yīng)用研究只有與設(shè)計(jì)企業(yè)緊密結(jié)合才能取得對(duì)實(shí)踐具有指導(dǎo)意義的技術(shù)成果。本研究基于設(shè)計(jì)企業(yè)的實(shí)踐環(huán)境，深度結(jié)合項(xiàng)目實(shí)踐過(guò)程開(kāi)展技術(shù)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，在研究方法上具有新意。研究成果直接作用于生產(chǎn)實(shí)踐，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)指導(dǎo)意義。