基于數(shù)字技術(shù)的校園景觀設(shè)計研究

摘 要：數(shù)字技術(shù)正深刻影響校園景觀設(shè)計，促進(jìn)其人性化、經(jīng)濟(jì)性和可持續(xù)性發(fā)展。通過結(jié)合Web GIS、RS、GPS、無人機(jī)技術(shù)、VR、AR和AI等，校園景觀實(shí)現(xiàn)了設(shè)計效率與管理水平的顯著提升。數(shù)字技術(shù)不僅優(yōu)化了校園景觀的空間布局與功能配置，還促進(jìn)了環(huán)境的智能化與綠色化發(fā)展。智能化設(shè)施與傳感器技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)一步提升了校園景觀的維護(hù)與運(yùn)營效率，為師生創(chuàng)造了更加安全、舒適、便捷的學(xué)習(xí)生活環(huán)境。

關(guān)鍵詞：數(shù)字技術(shù)；校園景觀；景觀設(shè)計

在當(dāng)今信息化、數(shù)字化高速發(fā)展的時代，數(shù)字技術(shù)正以前所未有的速度改變著我們的生活和工作方式。校園作為知識的搖籃和創(chuàng)新的基地，其景觀設(shè)計也應(yīng)緊跟時代步伐，充分利用數(shù)字技術(shù)帶來的便利和優(yōu)勢。數(shù)字技術(shù)不僅能夠提升校園景觀的設(shè)計效率和質(zhì)量，還能夠?yàn)閹熒峁└又悄芑?、個性化的學(xué)習(xí)和生活環(huán)境。因此，探討數(shù)字技術(shù)下的校園景觀設(shè)計，對于推動校園建設(shè)的現(xiàn)代化和智能化具有重要意義。

一、數(shù)字技術(shù)對校園景觀設(shè)計的影響

（一）人性化

在數(shù)字技術(shù)飛速發(fā)展的背景下，校園景觀設(shè)計不再僅僅追求視覺效果或功能布局，而是更加注重人的需求與體驗(yàn)，力求實(shí)現(xiàn)人與環(huán)境的和諧共生。

數(shù)字技術(shù)為校園景觀設(shè)計提供了豐富的交互手段。通過智能導(dǎo)航系統(tǒng)，師生可以便捷地獲取校園地圖、景點(diǎn)介紹、活動信息等服務(wù)，大幅提升了校園生活的便利性。同時，智能交互設(shè)施如觸摸屏、語音識別系統(tǒng)等，也為師生提供了更加直觀、便捷的交互體驗(yàn)。這些技術(shù)的應(yīng)用，不僅增強(qiáng)了校園景觀的趣味性，也提升了師生的參與感和歸屬感。

數(shù)字技術(shù)下的校園景觀設(shè)計，注重為師生創(chuàng)造個性化的學(xué)習(xí)與生活空間。通過數(shù)據(jù)分析與預(yù)測，設(shè)計師可以精準(zhǔn)把握師生的需求與偏好，為他們量身定制適合的景觀環(huán)境。例如，在圖書館、教學(xué)樓等區(qū)域設(shè)置舒適的閱讀角、討論區(qū)，以及智能化的照明、溫控系統(tǒng)，為師生提供溫馨、舒適的學(xué)習(xí)與生活環(huán)境。

（二）經(jīng)濟(jì)性

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，特別是建筑信息模型（BIM）技術(shù)的應(yīng)用，校園景觀設(shè)計的成本控制變得更加高效與精確。傳統(tǒng)工程項(xiàng)目中，成本造價管理往往是在設(shè)計方案基本確定之后才開始介入，這種做法不僅容易導(dǎo)致成本超支，而且各個階段的成本管理相對獨(dú)立，難以實(shí)現(xiàn)對整個工程項(xiàng)目成本的整體控制。然而，在BIM系統(tǒng)的支持下，這一難題得到了有效解決。

通過BIM系統(tǒng)，設(shè)計師可以在設(shè)計初期就將成本因素納入考慮范圍，從而實(shí)現(xiàn)從設(shè)計到施工全過程的成本精細(xì)化管理。具體來說，BIM數(shù)據(jù)庫可以整合項(xiàng)目的全部信息，包括但不限于設(shè)計圖紙、施工計劃、材料清單等，并且能夠與專業(yè)的造價軟件對接，自動導(dǎo)入工程項(xiàng)目中所需的人工、材料及設(shè)備的具體價格信息?；谶@些詳細(xì)的數(shù)據(jù)，項(xiàng)目團(tuán)隊可以編制出更加準(zhǔn)確的項(xiàng)目預(yù)算文件，為價值工程分析和限額設(shè)計提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持。

此外，利用BIM技術(shù)還可以提前發(fā)現(xiàn)潛在的設(shè)計變更可能帶來的額外成本，及時調(diào)整設(shè)計方案，避免后期因頻繁變更而增加不必要的開支。這種前瞻性的成本管理方式，不僅有助于提高校園景觀設(shè)計的質(zhì)量，還能確保項(xiàng)目按照既定的預(yù)算順利完成，極大地提高了工程項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。因此，在現(xiàn)代校園景觀設(shè)計中，采用BIM等先進(jìn)數(shù)字技術(shù)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性管理已成為一種趨勢，對于推動綠色校園建設(shè)、提升教育資源配置效率等具有重要意義。

（三）可持續(xù)發(fā)展

可持續(xù)發(fā)展是指導(dǎo)現(xiàn)代校園景觀設(shè)計的重要理念，它強(qiáng)調(diào)在滿足當(dāng)代需求的同時，不應(yīng)損害后代滿足自身需求的能力。這一原則要求設(shè)計師在設(shè)計時充分考慮環(huán)境保護(hù)、資源節(jié)約等方面的要求。

數(shù)字技術(shù)在這方面提供了有力支持。一方面，通過Web GIS和RS技術(shù)，設(shè)計師可以獲得詳細(xì)的地理信息和遙感數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)可以幫助設(shè)計師更好地了解校園周邊的自然環(huán)境條件，合理規(guī)劃綠化面積、植被種類以及水體布局，從而達(dá)到生態(tài)平衡的目的。

另一方面，AI技術(shù)可以用于減少能源消耗。例如，通過分析校園內(nèi)的能耗模式，AI系統(tǒng)可以制定出更加合理的能源管理策略，比如自動調(diào)節(jié)空調(diào)系統(tǒng)的運(yùn)行參數(shù)，或者在非高峰時段關(guān)閉部分照明設(shè)施，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。此外，AI還可以用于預(yù)測天氣變化，提前調(diào)整校園內(nèi)的灌溉系統(tǒng)，確保水資源的有效利用。

二、數(shù)字技術(shù)在校園景觀設(shè)計的應(yīng)用

（一）Web GIS、RS技術(shù)在校園景觀設(shè)計中的應(yīng)用

Web GIS是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的地理信息系統(tǒng)，它集地圖服務(wù)、空間分析工具以及數(shù)據(jù)共享功能于一體。在校園景觀設(shè)計過程中，Web GIS可以幫助設(shè)計師整合并可視化大量的地理信息數(shù)據(jù)，包括但不限于地形地貌、植被分布、建筑結(jié)構(gòu)、交通網(wǎng)絡(luò)等。通過Web GIS，設(shè)計師可以輕松地訪問這些數(shù)據(jù)，并對其進(jìn)行綜合分析，從而得出更加全面的設(shè)計方案。

例如，在規(guī)劃校園綠化時，設(shè)計師可以利用Web GIS提供的土地利用圖層來了解哪些區(qū)域適合種植樹木，哪些地方更適合鋪設(shè)草地。此外，Web GIS還能夠幫助設(shè)計師分析校園內(nèi)部的道路系統(tǒng)，優(yōu)化行人和車輛的流動路徑，確保校園內(nèi)的交通流暢無阻。通過在線地圖服務(wù)，設(shè)計師還可以邀請其他團(tuán)隊成員參與設(shè)計過程，共同協(xié)作完成任務(wù)，提高團(tuán)隊合作的效率。

RS技術(shù)，即遙感技術(shù)，是通過衛(wèi)星或飛機(jī)上的傳感器來收集地面物體反射或發(fā)射的電磁波信息。這些信息被轉(zhuǎn)換成圖像，稱為遙感圖像。在校園景觀設(shè)計中，遙感技術(shù)的應(yīng)用十分廣泛。它可以用來監(jiān)測植被健康狀況，評估綠化覆蓋率的變化趨勢，甚至還可以用來研究校園微氣候的變化。

通過定期獲取的遙感圖像，設(shè)計師可以觀察到校園內(nèi)植被的季節(jié)性變化，了解哪些區(qū)域的植被生長良好，哪些區(qū)域可能存在病蟲害問題。這樣，設(shè)計師就可以及時調(diào)整綠化方案，比如在病蟲害頻發(fā)的地方更換抗病性強(qiáng)的樹種，或者在生長緩慢的地方種植易于成活的草本植物。此外，遙感技術(shù)還可以用來評估校園內(nèi)不同區(qū)域的熱島強(qiáng)度，幫助設(shè)計師通過增加綠化面積或改變建筑布局等方式來緩解熱島效應(yīng)，為師生創(chuàng)造更加舒適的戶外環(huán)境。

（二）GPS技術(shù)在校園景觀設(shè)計中的應(yīng)用

首先，GPS技術(shù)為校園景觀的精準(zhǔn)定位提供了可能。在校園景觀設(shè)計中，設(shè)計師需要精確掌握每一處景觀元素的位置信息，以確保設(shè)計的準(zhǔn)確性和實(shí)用性。GPS技術(shù)通過接收衛(wèi)星信號，能夠?qū)崟r提供高精度的經(jīng)緯度坐標(biāo)，幫助設(shè)計師在校園內(nèi)快速定位景觀節(jié)點(diǎn)，如入口廣場、雕塑小品、休息座椅等，從而確保設(shè)計方案的精確實(shí)施。此外，GPS技術(shù)還可以用于校園景觀的后期維護(hù)與更新，通過記錄景觀元素的位置信息，方便維護(hù)人員快速定位并處理相關(guān)問題，提高維護(hù)效率。

其次，GPS技術(shù)在校園景觀路徑規(guī)劃中發(fā)揮著重要作用。校園作為師生日?；顒拥闹匾獔鏊渚坝^路徑的規(guī)劃與設(shè)計直接關(guān)系到師生的出行體驗(yàn)。GPS技術(shù)能夠結(jié)合校園地形地貌、建筑布局等因素，為設(shè)計師提供科學(xué)的路徑規(guī)劃建議。通過模擬分析不同路徑的通行效率、安全性與景觀效果，設(shè)計師可以優(yōu)化校園景觀路徑的設(shè)計，確保路徑的便捷性、舒適性與美觀性。同時，GPS技術(shù)還可以用于校園導(dǎo)航系統(tǒng)的開發(fā)，為師生提供便捷的出行指引，提升校園生活的便利性。

（三）無人機(jī)技術(shù)在校園景觀設(shè)計中的應(yīng)用

無人機(jī)搭載高清攝像頭和其他傳感器，可以對校園進(jìn)行全方位的航拍掃描。通過無人機(jī)拍攝的高分辨率影像，設(shè)計師能夠獲得詳細(xì)的地形地貌信息，包括地表起伏、植被覆蓋、建筑物分布等情況。這些數(shù)據(jù)對于校園景觀設(shè)計至關(guān)重要，尤其是在地形較為復(fù)雜的地區(qū)，無人機(jī)技術(shù)可以提供更為精確的地形測量結(jié)果，幫助設(shè)計師更好地了解現(xiàn)有環(huán)境特征，從而制定出更加貼合實(shí)際的設(shè)計方案。

此外，無人機(jī)還可以用于制作三維地形模型。通過專業(yè)的三維建模軟件，設(shè)計師可以從無人機(jī)拍攝的圖像中提取出地面的高度信息，生成精確的三維地形圖。這種三維模型不僅能夠讓設(shè)計師直觀地看到整個校園的地形變化，還能用于模擬不同設(shè)計方案的效果，為最終的選擇提供依據(jù)。

（四）VR、AR技術(shù)在校園景觀設(shè)計中的應(yīng)用

VR技術(shù)允許設(shè)計師在計算機(jī)上創(chuàng)建出高度仿真的三維環(huán)境，模擬未來的校園景觀。通過佩戴VR頭顯設(shè)備，設(shè)計師、建筑師、校園管理人員甚至是學(xué)生，都可以身臨其境地體驗(yàn)到設(shè)計方案所帶來的效果。這種沉浸式的體驗(yàn)方式比傳統(tǒng)的平面圖紙展示更加直觀，有助于各方更好地理解設(shè)計意圖，并提出改進(jìn)意見。

設(shè)計師可以在虛擬現(xiàn)實(shí)中自由行走，從多個角度觀察校園的每一個細(xì)節(jié)，包括建筑外觀、道路布局、綠化配置等。此外，VR技術(shù)還可以用來模擬不同時間段的光照條件，幫助設(shè)計師評估陰影投射、日照時間等因素對校園環(huán)境的影響，從而做出更加合理的規(guī)劃。

AR技術(shù)則是將虛擬對象疊加到真實(shí)世界之上，使二者融為一體。在校園景觀設(shè)計中，AR技術(shù)可以用于現(xiàn)場勘查，設(shè)計師可以通過智能手機(jī)或平板電腦上的AR應(yīng)用程序，在現(xiàn)有的校園環(huán)境中預(yù)覽設(shè)計方案。例如，當(dāng)設(shè)計師站在校園的一角時，通過AR技術(shù)可以看到擬建的噴泉、雕塑或花壇等設(shè)施，仿佛它們已經(jīng)真實(shí)存在一樣。這種方式不僅簡化了設(shè)計過程中的溝通，也讓非專業(yè)人士更容易理解設(shè)計概念。

（五）AI技術(shù)在校園景觀設(shè)計中的應(yīng)用

在校園景觀設(shè)計的初期階段，AI技術(shù)可以輔助設(shè)計師進(jìn)行空間布局與功能規(guī)劃。通過深度學(xué)習(xí)算法，AI能夠分析校園的地形地貌、建筑布局、人流密度等關(guān)鍵信息，預(yù)測不同設(shè)計方案對用戶行為的影響，從而推薦最優(yōu)的空間布局與功能配置。這不僅提高了設(shè)計的科學(xué)性與實(shí)用性，還縮短了設(shè)計周期，降低了設(shè)計成本。

在景觀元素的細(xì)節(jié)設(shè)計上，AI技術(shù)同樣發(fā)揮著重要作用。AI可以通過分析大量的設(shè)計案例與用戶偏好，生成符合校園特色與文化底蘊(yùn)的景觀元素設(shè)計方案，如雕塑、噴泉、座椅等。同時，AI還可以根據(jù)環(huán)境光照、氣候條件等實(shí)時數(shù)據(jù)，智能調(diào)整景觀元素的材質(zhì)、色彩與形態(tài)，確保景觀在不同時間與天氣下都能呈現(xiàn)出最佳效果。

此外，AI技術(shù)還可以用于提升校園景觀的互動性與趣味性。通過語音識別、人臉識別等智能交互技術(shù)，AI可以識別用戶的身份與需求，提供個性化的景觀導(dǎo)覽與互動體驗(yàn)。例如，AI可以根據(jù)用戶的興趣與偏好，推薦最適合的游覽路線與景觀亮點(diǎn)，甚至通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，讓用戶身臨其境地體驗(yàn)校園景觀的歷史變遷與文化底蘊(yùn)。

三、數(shù)字技術(shù)在校園景觀管理中的應(yīng)用

（一）基于傳感器技術(shù)的景觀設(shè)施的控制

照明是校園中最常見的用電設(shè)備之一。傳統(tǒng)的照明控制系統(tǒng)往往依賴于手動開關(guān)或者定時器來控制燈的開關(guān)，這種方式不僅耗電，而且難以根據(jù)實(shí)際需求靈活調(diào)整?，F(xiàn)在，通過在路燈和室內(nèi)照明設(shè)備上安裝光敏傳感器和運(yùn)動探測器，可以實(shí)現(xiàn)智能化的照明控制。當(dāng)光線充足時，光敏傳感器會發(fā)送信號關(guān)閉燈光；當(dāng)夜晚或陰天光線不足時，運(yùn)動探測器則會在檢測到有人經(jīng)過時自動開啟燈光。這種方式不僅節(jié)約了能源，還提升了安全性。

綠化是校園景觀的重要組成部分，灌溉系統(tǒng)則是保證植物健康生長的關(guān)鍵設(shè)施。傳統(tǒng)的灌溉方式通常是通過人工設(shè)定時間來開啟噴灌系統(tǒng)，這種方式容易造成水資源浪費(fèi)?，F(xiàn)在，通過在土壤中植入濕度傳感器，可以實(shí)時監(jiān)測土壤的含水量，并根據(jù)需要自動開啟或關(guān)閉灌溉設(shè)備。這種方式不僅節(jié)約了寶貴的水資源，還保證了植物能夠獲得適量的水分供應(yīng)。

（二）基于傳感器的景觀信息收集與管理

在校園環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域，傳感器技術(shù)的應(yīng)用尤為關(guān)鍵。通過部署空氣質(zhì)量傳感器、溫濕度傳感器、噪聲傳感器等，校園管理者能夠?qū)崟r監(jiān)測校園內(nèi)空氣質(zhì)量、溫濕度及噪聲水平等關(guān)鍵環(huán)境指標(biāo)。這些傳感器如同校園生態(tài)的“眼睛”，幫助管理者及時發(fā)現(xiàn)環(huán)境問題，采取相應(yīng)措施予以解決。

此外，通過部署位移傳感器、振動傳感器、溫度傳感器等，校園管理者能夠?qū)崟r監(jiān)測景觀設(shè)施（如雕塑、座椅、步道、橋梁等）的安全狀況與運(yùn)行狀態(tài)。位移與振動傳感器能夠感知設(shè)施的微小位移或振動，及時發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患，如地基沉降、結(jié)構(gòu)松動等，為設(shè)施的維護(hù)與修復(fù)提供預(yù)警。溫度傳感器則能監(jiān)測設(shè)施內(nèi)部的溫度變化，預(yù)防極端溫度導(dǎo)致的材料老化或損壞。

四、結(jié)語

數(shù)字技術(shù)為校園景觀設(shè)計和管理帶來了前所未有的變革，不僅提升了設(shè)計的創(chuàng)新性和互動性，還促進(jìn)了校園環(huán)境的智能化和可持續(xù)發(fā)展。未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，數(shù)字技術(shù)將在校園景觀領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用，共同塑造更加美麗、智慧、和諧的校園環(huán)境。

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作者簡介：

李姍，碩士，廣州商學(xué)院講師。研究方向：環(huán)境藝術(shù)設(shè)計、景觀設(shè)計。