智慧城市背景下的數(shù)字化園林景觀設(shè)計

孫 德

（濟(jì)南市濟(jì)陽區(qū)城市公用事業(yè)發(fā)展中心，山東 濟(jì)南 250000）

智慧城市是一種集信息化、智能化、可持續(xù)發(fā)展為一體的城市運(yùn)行模式。它以人為本、以科技為支撐，同時注重環(huán)境保護(hù)和社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展，旨在提供更加便捷、安全、高效、宜居的城市生活。

在這個背景下，園林景觀設(shè)計作為城市綠化系統(tǒng)的核心和組成部分，不僅改變了城市的管理方式，也對城市的建設(shè)提出了新的要求[1]。智慧城市中的園林景觀設(shè)計需要適應(yīng)新的科技環(huán)境和社會需求，充分利用信息技術(shù)和智能化手段，以實現(xiàn)更加高效、智能的城市管理和服務(wù)。

數(shù)字化園林景觀設(shè)計是一種利用信息技術(shù)和數(shù)字技術(shù)進(jìn)行園林景觀設(shè)計與規(guī)劃的方法。它可以通過模擬和分析自然環(huán)境與人類活動，優(yōu)化園林景觀的空間布局、生態(tài)保護(hù)、文化傳承等方面，提高城市的綠化水平、環(huán)境質(zhì)量和生態(tài)保護(hù)能力[2]。同時，數(shù)字化園林景觀設(shè)計還可以通過智能化手段實現(xiàn)城市管理的智能化和精細(xì)化，提高城市管理的效率和服務(wù)質(zhì)量。

因此，開展此方面內(nèi)容的研究具有重要的現(xiàn)實意義和理論價值。此項工作可以帶動城市的發(fā)展，推動信息技術(shù)在城市管理中的應(yīng)用和發(fā)展。

1 智慧城市背景下的數(shù)字化園林景觀設(shè)計

1.1 確定數(shù)字化園林景觀設(shè)計目標(biāo)

在智慧城市背景下，聚焦數(shù)字化園林前期規(guī)劃設(shè)計階段的方法及流程，確定數(shù)字化景觀的設(shè)計邏輯，如圖1 所示。

圖1 數(shù)字化園林景觀設(shè)計邏輯

基于上述邏輯，明確數(shù)字化園林景觀設(shè)計的目標(biāo)。按照綠地類型、功能等確定景觀目標(biāo)，如表1 所示。

表1 數(shù)字化園林景觀目標(biāo)分析

表1 中，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，功能通?？蓜澐譃? 個類型，分別為：A 代表美化景觀；B 代表日常娛樂健身；C 代表觀光休閑；D 代表多樣性維持；E 代表災(zāi)害防治；F 代表應(yīng)急避險；G 代表苗木供給；H 代表改善環(huán)境質(zhì)量。表1 中目標(biāo)又可劃分為：I 類地形目標(biāo)、II 類環(huán)境目標(biāo)、III 類空間目標(biāo)、IV 人文經(jīng)濟(jì)目標(biāo)。結(jié)合表1 中的內(nèi)容確定數(shù)字化園林景觀的設(shè)計目標(biāo)。

1.2 數(shù)字化園林景觀功能分區(qū)

對數(shù)字化園林景觀功能的劃分，需要結(jié)合立地環(huán)境分析內(nèi)容，具體包括：

前期數(shù)據(jù)采集。采集場地的自然與人文信息，其中可量化的要素為：場地面積、道路交通、地形地貌、氣候水文情況、植被種類及分布情況等[3]。其中，人文信息主要是指歷史遺址、民俗風(fēng)情、文化作品、地方社會經(jīng)濟(jì)特點和群體信息等。

環(huán)境分析。明確場地區(qū)位、面積與周圍環(huán)境之間的關(guān)系，場地內(nèi)外道路交通情況。

自然環(huán)境分析。明確高程、坡度、坡向以及氣候條件類型。

在分析的過程中，確定場地與周圍環(huán)境之間存在的區(qū)域性關(guān)聯(lián)，并構(gòu)建場地內(nèi)外交通路網(wǎng)與空間布局，以此為功能分區(qū)提供可靠依據(jù)，如圖2 所示。

圖2 基于立地環(huán)境分析的數(shù)字化園林景觀功能分區(qū)

1.3 基于坡向分析建立園林植物光影空間

將數(shù)字化園林景觀設(shè)計中的坡度分析作為重點內(nèi)容，結(jié)合設(shè)計意圖確定工程措施、植物措施等[4-5]。表2 中記錄了不同坡度系數(shù)與對應(yīng)園林景觀護(hù)坡措施。

表2 不同坡度系數(shù)與對應(yīng)園林景觀護(hù)坡措施

可結(jié)合夾角所處區(qū)間得出坡向。在具體設(shè)計中，連接Mesh 運(yùn)算器，獲取地形曲面→連接Triangulate 運(yùn)算器→連接Mash Expode 運(yùn)算器→連接Face Normals 運(yùn)算器→連接Project運(yùn)算器→連接Angle 運(yùn)算器，同時連接Z 軸→連接Degrees 運(yùn)算器，同時將坡向區(qū)間轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)學(xué)領(lǐng)域中的等差數(shù)列形式→連接Find Domain 運(yùn)算器→連接Member Index 運(yùn)算器→連接Explode Tree 運(yùn)算器→連接List Item運(yùn)算器→連接Mesh Join 運(yùn)算器→連接Mesh Colours 運(yùn)算器，同時連接Colour Swatch[6-7]。對于場地空間條件充足，地形變化較為復(fù)雜的區(qū)域，在進(jìn)行坡向的分析后，結(jié)合得到的結(jié)果選擇不同習(xí)性的植物。例如，若坡度變化為68.5°～246.5°，則屬于陽坡或半陽坡，可選擇喜陽植物種植；若坡度變化為0～68.5°或246.5°～360°，則屬于陰坡或半陰坡，可選擇喜陰植物種植。

2 數(shù)字化園林建設(shè)案例分析

智慧城市背景下的數(shù)字化園林景觀設(shè)計的研究背景可以追溯到信息技術(shù)的飛速發(fā)展，以及城市從傳統(tǒng)城市向智慧城市的轉(zhuǎn)變。此項工作，不僅拓寬了園林景觀設(shè)計的視野，也為園林景觀設(shè)計提供了新的手段和方法。同時，也促進(jìn)了信息技術(shù)在城市管理中的應(yīng)用和發(fā)展。為深化此方面內(nèi)容的設(shè)計，本文將以某地區(qū)數(shù)字化園林為例，進(jìn)行景觀設(shè)計的實踐論述。

2.1 數(shù)字化園林中主要景觀節(jié)點劃分與道路規(guī)劃

根據(jù)數(shù)字化園林整體布局以及實際情況，采用俯視圖的方式，進(jìn)行園林中主要建筑物所在位置的標(biāo)注[8]。如圖3 所示。

圖3 數(shù)字化園林整體布局與空間中主要建筑物、節(jié)點的標(biāo)注

圖3 中，1～14 分別為：景觀湖、觀景平臺、林蔭大道、疏林景觀、木平臺、陽光疏林草地、河濱緩坡景觀帶、景觀橋、卸貨區(qū)、大巴車停車位、草坪、停車場、卸貨區(qū)、機(jī)動車及非機(jī)動車停車帶。

從圖中可以看到，此園林中的主要景觀為“1（景觀湖）”，可以在設(shè)計中，將“1”作為主節(jié)點。在此基礎(chǔ)上，“6”“7”“11”為3 個景觀小節(jié)點，在整個園林中主要起到豐富景觀的作用，游客可以采用乘坐大巴、觀光車等方式，進(jìn)行園林景觀的欣賞，在此過程中，游客會先看到以“1”為代表的大景觀，在經(jīng)過觀光線時，會經(jīng)過各個景觀小節(jié)點。

為提高數(shù)字化園林景觀整體的觀賞性，可以在完成對景觀的初步局部與節(jié)點規(guī)劃設(shè)計后，根據(jù)園林中不同景觀的位置與對應(yīng)位置所在空間的坡度，采用回避斜坡區(qū)、陡坡區(qū)等方式，進(jìn)行景觀道路的設(shè)計。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)場地規(guī)劃情況，對景觀所在區(qū)域內(nèi)的車行道、人行道進(jìn)行組織劃分，通過此種方式，實現(xiàn)區(qū)域內(nèi)的“人”“車”分流，避免景觀沖突等現(xiàn)象的發(fā)生。

2.2 景觀內(nèi)水景設(shè)計

采用高程分析的方式，對數(shù)字化園林景觀的場地進(jìn)行綜合分析，發(fā)現(xiàn)目前場地內(nèi)的整體地形高度差為7 m。以此為依據(jù)，使用Grasshopper 軟件，進(jìn)行場地中的水景模擬。模擬后發(fā)現(xiàn)園林場地內(nèi)呈現(xiàn)“兩側(cè)低、中間高”的現(xiàn)象，整體連通性較差，尤其在雨水充沛的季節(jié)，十分容易出現(xiàn)雨水倒灌景觀的風(fēng)險。為確保景觀具有較強(qiáng)的連續(xù)性，避免場地內(nèi)景觀被淹沒，可以采用將低洼地勢抬高、平整中間高地、以水景作為整體景觀連接的方式，增強(qiáng)場地整體的連續(xù)性，使景觀環(huán)境設(shè)計符合或達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 景觀植被種植

在上述內(nèi)容的基礎(chǔ)上，為滿足數(shù)字化園林景觀設(shè)計的綠化需求，應(yīng)進(jìn)行景觀植被種植的優(yōu)化設(shè)計，選擇植物品種時，需要考慮其耐寒性、耐旱性、耐病蟲害能力等因素，以確保其能夠在特定環(huán)境中良好生長。根據(jù)植物的高度和形態(tài)特點，合理組織植物的高低錯落，以營造層次感和景觀效果。通常將較高的喬木或大型灌木放置在背景或中心位置，而較低的花卉或地被植物放置在前景或邊緣位置。根據(jù)不同植物的花色、葉色和果實顏色，進(jìn)行合理的搭配和組合，創(chuàng)造出豐富多樣的色彩對比，增加園林的視覺吸引力。在此基礎(chǔ)上，選擇具有良好的生態(tài)價值和環(huán)境友好的植物品種，減少對水源和化學(xué)農(nóng)藥的依賴，倡導(dǎo)自然生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。遵循植物的生長特點和發(fā)展規(guī)律，合理安排植物的栽植密度、株行間距和位置布局。考慮植物的成長速度、空間占用和相互之間的競爭關(guān)系。

園林設(shè)計中要有長遠(yuǎn)的眼光，考慮植物的成型和成熟后的景觀效果，選擇適當(dāng)?shù)闹参?，確保其在未來多年內(nèi)仍能保持美觀和協(xié)調(diào)的狀態(tài)；選擇維護(hù)較為簡單、易護(hù)理的植物品種，以減少園林的維護(hù)工作和成本。同時，在種植時要考慮植物的適當(dāng)管理和修剪要求。在具體工作中，可根據(jù)實際情況來調(diào)整優(yōu)化。

為實現(xiàn)對園林、景觀、植被等各項事務(wù)的規(guī)范化管理，借助現(xiàn)代化技術(shù)，建立數(shù)字化景觀的智慧管理平臺，結(jié)合智能控制系統(tǒng)、無線通信裝置、傳感器等，深化園林景觀管理，全面提升管理工作效率。

3 結(jié)語

在智慧城市背景下，數(shù)字化園林景觀設(shè)計的研究具有深遠(yuǎn)的意義。通過將先進(jìn)的信息技術(shù)和智能化手段應(yīng)用于園林景觀設(shè)計，能夠更好地滿足城市居民的需求，提高城市管理的效率和服務(wù)質(zhì)量，推動城市的可持續(xù)發(fā)展。同時，數(shù)字化園林景觀設(shè)計也能夠促進(jìn)信息技術(shù)在城市管理中的應(yīng)用和發(fā)展，為智慧城市的構(gòu)建提供有力的支持。

在未來的研究中，隨著科技的不斷發(fā)展，數(shù)字化園林景觀設(shè)計將會更加深入地應(yīng)用到城市建設(shè)中，為城市的發(fā)展提供更加智能、高效、環(huán)保的解決方案。技術(shù)人員也將繼續(xù)探索數(shù)字化園林景觀設(shè)計的理論和實踐，結(jié)合最新的科技和社會需求，不斷創(chuàng)新和優(yōu)化設(shè)計方法，為構(gòu)建更加宜居、高效、環(huán)保的智慧城市貢獻(xiàn)力量。

總之，智慧城市背景下的數(shù)字化園林景觀設(shè)計的研究，是一個充滿挑戰(zhàn)和機(jī)遇的領(lǐng)域。我們期待未來有更多的學(xué)者和研究人員加入這個領(lǐng)域，共同推動城市管理的智能化和精細(xì)化，為城市的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。