數(shù)字化技術(shù)在園林設(shè)計(jì)中的應(yīng)用與發(fā)展

李燕

摘 要： 數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型作為園林景觀設(shè)計(jì)發(fā)展的核心趨勢(shì)，既要把握好數(shù)字化技術(shù)、理念應(yīng)用帶來(lái)的機(jī)遇，同時(shí)也要能夠?qū)鹘y(tǒng)園林景觀設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行吸收與融合。結(jié)合數(shù)字化景觀設(shè)計(jì)的邏輯，以智慧園林景觀設(shè)計(jì)為方向，采用Rhino+Grasshopper參數(shù)化等軟件，對(duì)數(shù)字化技術(shù)在園林景觀設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用進(jìn)行系統(tǒng)探討，為園林景觀設(shè)計(jì)的優(yōu)化與發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞： 數(shù)字化；智慧園林；景觀設(shè)計(jì)；數(shù)字景觀

1 前言

在數(shù)字化信息化的今天，科學(xué)技術(shù)滲透到人類(lèi)的每一個(gè)角落，數(shù)碼技術(shù)和智能裝備的出現(xiàn)，使人類(lèi)的生存和環(huán)境美學(xué)發(fā)生了巨大的變化；同時(shí)，園林景觀要與時(shí)俱進(jìn)，把數(shù)碼技術(shù)和風(fēng)景相結(jié)合；從而使得城市園林更加的合理和適宜，從而改善人們的居住品質(zhì)。隨著時(shí)代、環(huán)境的變遷，城市的景觀形態(tài)日趨復(fù)雜，然而，我國(guó)的城市綠化信息化水平較低，還沒(méi)有建立起數(shù)字的學(xué)科理論；由于缺乏專(zhuān)業(yè)的培訓(xùn)，使得景觀設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的入門(mén)門(mén)檻較低，對(duì)專(zhuān)業(yè)的理解程度不一，缺乏扎實(shí)的基礎(chǔ)理論；沒(méi)有足夠的實(shí)際工作，缺少專(zhuān)業(yè)的軟件工程師，加之目前工程進(jìn)度總體上都很短，所以設(shè)計(jì)師們無(wú)法達(dá)到古人的水平；從相地、概念、到花圃建設(shè)、到最后的落腳點(diǎn)，都需要經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的觀測(cè)，才能讓花園的風(fēng)景接近于圓滿(mǎn)。

2 數(shù)字化技術(shù)在園林景觀設(shè)計(jì)應(yīng)用中的原則

2.1合理性原則

景觀建筑的規(guī)劃強(qiáng)調(diào)人與物的關(guān)系，在當(dāng)今社會(huì)越來(lái)越多的社會(huì)生活中，恩格斯曾說(shuō)：「人與人之間的每次成功都不能讓人欣喜若狂，而人類(lèi)每次取得成功后，都必然會(huì)受到應(yīng)有的懲罰?！乖谝?guī)劃設(shè)計(jì)中，要對(duì)時(shí)間、空間等要素進(jìn)行綜合考慮，對(duì)環(huán)境的合理使用與配置，遵循自然法則，挖掘出其最優(yōu)特性；將不利因素轉(zhuǎn)變?yōu)橛欣麠l件，創(chuàng)建可持續(xù)的生態(tài)環(huán)境。

2.2適地性原則

“適地”既是為了適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境，又是為了適應(yīng)當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境而進(jìn)行的，同時(shí)也要考慮到當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，采用適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段；而另一面，是對(duì)土地進(jìn)行適度的改造、利用和保護(hù)，分析和評(píng)價(jià)生態(tài)環(huán)境、空間特征和歷史文化背景，尋求地域和利用的相似性，并利用地方的物力和物力。對(duì)環(huán)境的適用性進(jìn)行評(píng)估，主要是尋求空間、生態(tài)和文化的合理使用和最優(yōu)，并對(duì)其進(jìn)行客觀理性的認(rèn)識(shí)，并對(duì)其進(jìn)行系統(tǒng)的系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。

2.3藝術(shù)性原則

自古，風(fēng)景園林除了注重功能上的合理性外，還注重詩(shī)詞、繪畫(huà)、意蘊(yùn)的內(nèi)涵；通過(guò)詩(shī)詞，繪畫(huà)，匾額，楹聯(lián)；對(duì)園林景觀進(jìn)行了直觀的點(diǎn)名，在園林中再現(xiàn)了一些前輩的境界和場(chǎng)景；在物質(zhì)財(cái)富的同時(shí)，園林與環(huán)境的發(fā)展也使人的心靈得到了充實(shí)和調(diào)整，并成為了人們的一種心靈養(yǎng)料。人類(lèi)對(duì)更高品質(zhì)的追求促使了人類(lèi)的美學(xué)追求，從而使人類(lèi)的環(huán)境更加具有藝術(shù)和美學(xué)的意義。中國(guó)古典庭園所注重的“詩(shī)意”與“意蘊(yùn)”，在現(xiàn)代園林的規(guī)劃與設(shè)計(jì)上也是如此，應(yīng)從傳統(tǒng)的造園方式入手，采用適當(dāng)?shù)目萍挤椒?，充分地運(yùn)用現(xiàn)代的景觀要素；要?jiǎng)?chuàng)作出符合當(dāng)代社會(huì)的、大眾喜愛(ài)的、符合當(dāng)代社會(huì)的風(fēng)景。

3數(shù)字化技術(shù)在智慧園林設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

3.1數(shù)字化景觀設(shè)計(jì)邏輯

在數(shù)碼技術(shù)發(fā)展過(guò)程中，軟硬件的不斷升級(jí)，使得數(shù)字化技術(shù)逐漸進(jìn)入建筑行業(yè)，武漢建筑設(shè)計(jì)研究所于2004年引入了 BIM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了從平面到立體的轉(zhuǎn)變，在目前階段，憑借其強(qiáng)勁且持續(xù)改進(jìn)的協(xié)作與集成能力；可實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)分析、模型調(diào)整、數(shù)字可視化等功能；建筑節(jié)能，標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)，資產(chǎn)管理，費(fèi)用估算等；數(shù)碼技術(shù)的日益成熟，也為園林規(guī)劃設(shè)計(jì)，建筑施工，園林綠化管理提供了有力的保障；為園林空間建設(shè)的技術(shù)支持。

隨著數(shù)碼技術(shù)的發(fā)展，人類(lèi)認(rèn)識(shí)到，利用資料的方法可以對(duì)物體的特性進(jìn)行更好的理解，從而更好地認(rèn)識(shí)到各種因素的關(guān)系。那么，如何將數(shù)字技術(shù)融入到園林的設(shè)計(jì)之中呢？如何才能彰顯出智慧園林的智能？然而，單純的技術(shù)支持還不足以支持景觀設(shè)計(jì)，景觀設(shè)計(jì)作為一門(mén)專(zhuān)業(yè)的系統(tǒng)，其發(fā)展不能完全依賴(lài)于技術(shù)支持；數(shù)字化園林的數(shù)字化包括數(shù)字化規(guī)劃設(shè)計(jì)、建筑施工數(shù)字化、園林綠化管理的科學(xué)化以及虛擬可視技術(shù)的運(yùn)用；受限于作者的時(shí)間、精力和技術(shù)的局限性，論文重點(diǎn)對(duì)智慧園林的早期規(guī)劃與開(kāi)發(fā)過(guò)程中的數(shù)字技術(shù)進(jìn)行了深入的分析與探討，并在此基礎(chǔ)上構(gòu)建了數(shù)字景觀的設(shè)計(jì)邏輯（圖1），推動(dòng)了城市園林的從質(zhì)到質(zhì)的轉(zhuǎn)變。

3.2數(shù)字化景觀目標(biāo)分析基礎(chǔ)

本文通過(guò)對(duì)園林對(duì)象的研究，提出了一種基于三個(gè)因素的規(guī)劃方法：①在新的城市綠化指標(biāo)體系中，對(duì)不同的綠化對(duì)象進(jìn)行劃分，并對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。③根據(jù)客戶(hù)的要求，設(shè)計(jì)出符合要求的園林設(shè)計(jì)方案?；趫@林的目的和問(wèn)題的設(shè)計(jì)為指導(dǎo)，對(duì)立地進(jìn)行了下一階段的研究。

4數(shù)字化景觀設(shè)計(jì)具體開(kāi)展

4.1數(shù)據(jù)來(lái)源

資料采集是電子產(chǎn)品的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，資料的采集方式多種多樣，而隨著軟件和軟件技術(shù)的發(fā)展，人們可以利用各種方法將原來(lái)用于描述空間、平面和生物學(xué)特征的特征進(jìn)行分析。在景觀設(shè)計(jì)中，要充分掌握好的場(chǎng)所環(huán)境，充分地理解和掌握好的環(huán)境，就有機(jī)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)卓越的設(shè)計(jì)。然而，由于客戶(hù)所提供的場(chǎng)地信息太少，所以必須由設(shè)計(jì)師自行搜集、整理，以前都是由設(shè)計(jì)師實(shí)地考察、實(shí)地勘察等方式來(lái)彌補(bǔ)，而如今，設(shè)計(jì)師們可以借助衛(wèi)星遙感、航拍影像、地理信息模型等手段進(jìn)行輔助；利用激光雷達(dá)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)獲取信息，需要衛(wèi)星遙感、航拍、 GIS模型等大型工程；利用航空激光雷達(dá)進(jìn)行測(cè)量，獲得精確的地物資料，而對(duì)面積不大、種類(lèi)不復(fù)雜的工程，則可以利用網(wǎng)上采集有關(guān)資料，從而大大降低了野外調(diào)查和野外調(diào)查的工作量；可以節(jié)約很多的時(shí)間和努力。

4.2技術(shù)支撐

4.2.1數(shù)據(jù)爬取軟件

數(shù)據(jù)爬取程序主要應(yīng)用在空間環(huán)境信息、人口特征和群體的行為、行為等方面，獲取地圖數(shù)據(jù)、手機(jī)定位數(shù)據(jù)和 POI數(shù)據(jù)；社會(huì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，交通感知數(shù)據(jù)，以及其他公開(kāi)數(shù)據(jù)。

1）萬(wàn)能的電子制圖下載機(jī)（Imaps）

Imaps作為一個(gè)特別的軟件，可以從谷歌地圖將小塊的地圖進(jìn)行無(wú)縫的連接，并可以產(chǎn)生準(zhǔn)確的地理位置信息；該系統(tǒng)不僅能為國(guó)家重點(diǎn)城市的地形圖和地圖提供大量的地圖，而且還引入了3000個(gè)國(guó)家的行政區(qū)劃單元的地圖，并根據(jù)不同的幾何形狀和行政區(qū)劃的邊界，來(lái)決定下載的范圍。一般情況下，此軟件與 Globalmapper共同完成對(duì) Globalmapper的工作，并能以點(diǎn)陣法、向量法等形式的方式進(jìn)行高精度文檔的處理；由于其操作簡(jiǎn)便，因此在文中并未對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。

2）全球地圖地圖

GlobalMapper是一款能下載多種資料的軟件，生成點(diǎn)陣圖、等高線、矢量圖，在線編輯、轉(zhuǎn)換、打印地圖；該系統(tǒng)能夠追蹤 GPS的軌道，計(jì)算出區(qū)域與距離，并將其映射為一幅地圖，提供高度查詢(xún)、視線計(jì)算等高級(jí)功能。如，北郊森林公園在選址的過(guò)程中，綜合使用了該系統(tǒng)，進(jìn)行了生態(tài)空間和視覺(jué)空間的繪制，為選址最終確定提供了數(shù)據(jù)參考。

3）質(zhì)量地理信息系統(tǒng)

QGIS 可以說(shuō)是一個(gè)簡(jiǎn)單的 GIS，具有很少的存儲(chǔ)空間，可以顯示、編輯和分析數(shù)據(jù)。QGIS系統(tǒng)的主要功能是：對(duì)各種 GIS的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行了支援。支持 GIS基礎(chǔ)資料的編輯修改等基礎(chǔ)工作，支持地圖創(chuàng)建，支持插件的功能擴(kuò)充。

4.2.2數(shù)字化分析軟件

該系統(tǒng)的主要功能是對(duì)環(huán)境進(jìn)行定量的分析和仿真。利用自然法則轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)編程，對(duì)自然和生態(tài)的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了動(dòng)態(tài)的仿真，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)自然的自然的規(guī)劃和設(shè)計(jì)；這一類(lèi)型的軟件有 GIS、 EcotectAnalysis、 Rhino+ Grasshopper等，因?yàn)?Rhino+ Grasshopper更易于上手，與計(jì)算機(jī)相匹配，計(jì)算起來(lái)更加順暢。

Grasshopper （ GH）是一個(gè)以 Rhino為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)的一個(gè)可視化程序語(yǔ)言，是一款以 Rhino為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)的插件，是一款非常有用的應(yīng)用程序和數(shù)碼設(shè)計(jì)的軟件，在互動(dòng)設(shè)計(jì)方面也有一定的用途。與常規(guī)的園林規(guī)劃方法比較，利用 GH進(jìn)行景觀設(shè)計(jì)具有兩個(gè)顯著的特征：第一，它能自動(dòng)生成模型、視頻和動(dòng)畫(huà)等可視化的方案。二是由具有一定編程能力的設(shè)計(jì)者和有關(guān)專(zhuān)家編制的算法，能夠?qū)崿F(xiàn)重復(fù)、重復(fù)、邏輯進(jìn)化、更改參數(shù)等多種方法，從而大大地提升了設(shè)計(jì)者的工作能力。

4.2.3數(shù)字化輔助設(shè)計(jì)軟件

CAD， Photoshop， Lumion等數(shù)碼輔助設(shè)計(jì)；Rhino等，在園林規(guī)劃的時(shí)候，主要是協(xié)助完成地圖的建模和效果，使方案的設(shè)計(jì)呈現(xiàn)出更為漂亮的外觀；制作建筑圖紙和樣板有助于推動(dòng)工程的進(jìn)展。在景觀建筑的三維規(guī)劃中， AutoCAD的應(yīng)用范圍包括二維繪圖、詳細(xì)繪制、生成平面圖和工程圖。另外， AutoCAD輸出的 dwg也可以與其它的程序相兼容。在景觀設(shè)計(jì)中， Photoshop和 Lumion的主要功能是進(jìn)行效果圖的繪制和呈現(xiàn)， Lumion還能通過(guò)制作視頻來(lái)增強(qiáng)圖形的美感而不是人工進(jìn)行，從而大大的提高了工作的效率。AdobeIllustrator、 AdobeInDesign將其應(yīng)用到景觀設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)中，作為項(xiàng)目結(jié)果的演示。

5 結(jié) 語(yǔ)

數(shù)字景觀設(shè)計(jì)是隨著數(shù)字社會(huì)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的，它的本質(zhì)就是依靠人文的智能利用科學(xué)技術(shù)的智能來(lái)實(shí)現(xiàn)城市的生態(tài)智能。數(shù)字是一種技術(shù)智能的表現(xiàn)，是智能建筑的技術(shù)方法。

從智慧園林的角度出發(fā)，結(jié)合景觀設(shè)計(jì)的前期資料收集，景觀目標(biāo)分析，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境分析；通過(guò)對(duì)方案設(shè)計(jì)、方案調(diào)整、方案成果展示等數(shù)字設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路，把數(shù)字技術(shù)引入到園林設(shè)計(jì)中。根據(jù)具體的數(shù)據(jù)采集方式，使用 GIS和開(kāi)放源碼的數(shù)據(jù)庫(kù)；獲取早期分析所需要的各種數(shù)據(jù)，如：社會(huì)、地理、空間等；根據(jù)景觀類(lèi)型、國(guó)家規(guī)范、甲方要求等因素，對(duì)景觀對(duì)象（景觀要求）進(jìn)行分析；利用 Rhino與 Grasshopper構(gòu)建 GIS的立地環(huán)境，對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)的分析，并對(duì)其主要特點(diǎn)進(jìn)行了研究，并對(duì)其進(jìn)行了顯性和隱蔽性的分析；找出問(wèn)題所在，充分發(fā)揮其優(yōu)點(diǎn)與缺點(diǎn)，挖掘出其特點(diǎn)，并依據(jù)其專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐，對(duì)其進(jìn)行規(guī)劃與修改。

參考文獻(xiàn)

[1]汪婧儀，陳書(shū)芳.數(shù)字化語(yǔ)境下交互設(shè)計(jì)在動(dòng)態(tài)景觀中的應(yīng)用研究[J].海峽科技與產(chǎn)業(yè)，2022，35（11）：71-74.

[2]王植芳，段麗娟.數(shù)字化景觀技術(shù)下風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)教學(xué)探索與實(shí)踐[J].林業(yè)科技情報(bào)，2022，54（03）：137-140.

[3]高娣，王龍意.數(shù)字化技術(shù)在園林景觀設(shè)計(jì)中的表達(dá)與應(yīng)用[J].北京規(guī)劃建設(shè)，2022（04）：113-116.