數(shù)字技術(shù)在園林景觀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

【摘要】數(shù)字技術(shù)在園林景觀設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新應(yīng)用已經(jīng)成為這一領(lǐng)域的重要推動(dòng)力，為景觀設(shè)計(jì)師提供了豐富的工具和資源，以改善城市環(huán)境、提升景觀質(zhì)量，促進(jìn)環(huán)境可持續(xù)發(fā)展。文中對(duì)數(shù)字化技術(shù)在園林景觀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了論述，在此基礎(chǔ)上，分別從三維建模技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及數(shù)據(jù)科學(xué)與可持續(xù)設(shè)計(jì)等方面探討了數(shù)字技術(shù)在園林景觀設(shè)計(jì)中的創(chuàng)新應(yīng)用，有助于促進(jìn)數(shù)字技術(shù)在園林景觀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用不斷深入，進(jìn)而為園林景觀的設(shè)計(jì)質(zhì)量提供可靠保障。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字技術(shù)；園林景觀設(shè)計(jì)；創(chuàng)新應(yīng)用

【中圖分類號(hào)】TU986" " " "【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A" " " "【文章編號(hào)】1673-6028（2024）02-0076-03

0 引言

隨著科技的不斷進(jìn)步和數(shù)字化時(shí)代的來(lái)臨，數(shù)字技術(shù)已經(jīng)滲透到設(shè)計(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，園林景觀設(shè)計(jì)也不例外。數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用為園林景觀設(shè)計(jì)帶來(lái)了前所未有的創(chuàng)新機(jī)會(huì)和可能性。傳統(tǒng)的手繪草圖和平面設(shè)計(jì)已經(jīng)逐漸被數(shù)字化技術(shù)所取代，使得園林景觀設(shè)計(jì)變得更加精確、可視化和可交互。從三維建模技術(shù)到虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用，再到智能化管理系統(tǒng)，數(shù)字技術(shù)正在重塑對(duì)于園林景觀的理解和創(chuàng)造。

1 數(shù)字化技術(shù)在園林景觀設(shè)計(jì)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1 提高設(shè)計(jì)效率

首先，數(shù)字化技術(shù)在園林景觀設(shè)計(jì)中實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化設(shè)計(jì)和修改的可能。傳統(tǒng)的園林景觀設(shè)計(jì)通常需要設(shè)計(jì)師進(jìn)行大量手工繪圖和模型制作，這些過(guò)程費(fèi)時(shí)費(fèi)力，容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，且不便于迅速修改。然而，通過(guò)數(shù)字化技術(shù)，設(shè)計(jì)師可以使用CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）和BIM（建筑信息模型）等軟件工具，快速生成和修改設(shè)計(jì)方案。這些工具可以通過(guò)預(yù)設(shè)的參數(shù)和模板，快速生成不同的設(shè)計(jì)方案，極大地縮短了設(shè)計(jì)周期。此外，設(shè)計(jì)師可以根據(jù)客戶的反饋和需求，輕松地對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改和優(yōu)化，而不必重新繪制或重建模型。這不僅提高了設(shè)計(jì)效率，還減少了設(shè)計(jì)中的錯(cuò)誤和重復(fù)工作，使設(shè)計(jì)師能夠更多地專注于創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)思考。

其次，數(shù)字化技術(shù)還促進(jìn)了多人協(xié)同設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)。在傳統(tǒng)園林景觀設(shè)計(jì)中，不同設(shè)計(jì)師之間的協(xié)作通常需要面臨時(shí)間和地點(diǎn)限制，設(shè)計(jì)方案的協(xié)商和共享需要大量面對(duì)面會(huì)議和文件傳遞。然而，數(shù)字化技術(shù)通過(guò)云端設(shè)計(jì)平臺(tái)和協(xié)作工具，使多人協(xié)同設(shè)計(jì)變得更加便捷。設(shè)計(jì)師可以在不同地點(diǎn)遠(yuǎn)程協(xié)作，共享設(shè)計(jì)文件、模型和數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)交流和協(xié)商設(shè)計(jì)方案。這不僅提高了設(shè)計(jì)效率，還促進(jìn)了團(tuán)隊(duì)協(xié)作和創(chuàng)意分享。多人協(xié)同設(shè)計(jì)也有助于不同專業(yè)領(lǐng)域的設(shè)計(jì)師和工程師更好地融合知識(shí)和技能，以創(chuàng)造更具綜合性、創(chuàng)新性的園林景觀設(shè)計(jì)方案。

1.2 增強(qiáng)可視化和交互性

首先，數(shù)字化技術(shù)通過(guò)三維模型和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，提供了更具視覺(jué)沖擊力的可視化效果。傳統(tǒng)的平面設(shè)計(jì)圖或手繪草圖往往難以傳達(dá)設(shè)計(jì)師的想法，而數(shù)字化技術(shù)能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)方案呈現(xiàn)為高度逼真的三維模型。這些模型能夠模擬園林景觀的外觀、氛圍和空間感，使設(shè)計(jì)師和客戶能夠身臨其境地感受到設(shè)計(jì)效果。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，用戶可以戴上頭戴式顯示器，進(jìn)一步沉浸在虛擬景觀中，這種體驗(yàn)更加直觀和引人入勝。設(shè)計(jì)師可以提供更具說(shuō)服力的方式展示設(shè)計(jì)方案，客戶能夠更好地理解和接受設(shè)計(jì)意圖。這種可視化效果不僅提高了設(shè)計(jì)溝通的效率，還增強(qiáng)了設(shè)計(jì)方案的吸引力。

其次，數(shù)字化技術(shù)還加強(qiáng)了交互性和用戶互動(dòng)。通過(guò)交互式展示工具，用戶可以自主導(dǎo)航和探索設(shè)計(jì)方案，查看不同角度的設(shè)計(jì)效果，并進(jìn)行實(shí)時(shí)的互動(dòng)和反饋。這種交互性使客戶更加深入地了解設(shè)計(jì)方案，增加了用戶對(duì)設(shè)計(jì)的參與度和認(rèn)同感。用戶可以提出建議、提供反饋，設(shè)計(jì)師可以根據(jù)這些反饋進(jìn)行及時(shí)修改和優(yōu)化，以滿足客戶的需求。這種互動(dòng)性有助于建立更緊密的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和客戶關(guān)系，促進(jìn)設(shè)計(jì)方案的改進(jìn)和完善[1]。

1.3 提高設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性和可行性

數(shù)字化技術(shù)通過(guò)數(shù)據(jù)采集和分析，為園林景觀設(shè)計(jì)提供了科學(xué)的依據(jù)和參考。在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)，各種數(shù)據(jù)如地形、氣候、環(huán)境等信息可以通過(guò)地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感技術(shù)等手段進(jìn)行收集和處理。這些數(shù)據(jù)可以為設(shè)計(jì)師提供有關(guān)設(shè)計(jì)場(chǎng)地的詳細(xì)信息，包括土壤性質(zhì)、植被覆蓋、降水情況等。通過(guò)數(shù)據(jù)分析，設(shè)計(jì)師可以更好地理解和評(píng)估設(shè)計(jì)方案所面臨的環(huán)境條件和挑戰(zhàn)，從而更科學(xué)地選擇植物、材料和施工方法，以確保設(shè)計(jì)方案的可行性和持久性。此外，數(shù)字化技術(shù)還可以實(shí)時(shí)采集和分析用戶需求和反饋數(shù)據(jù)，幫助設(shè)計(jì)師更好地滿足客戶的期望，使設(shè)計(jì)方案更能滿足客戶需求。

數(shù)字化技術(shù)通過(guò)模擬和仿真設(shè)計(jì)效果，幫助設(shè)計(jì)師更好地評(píng)估和優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。通過(guò)使用三維建模和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，設(shè)計(jì)師可以將設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)化為虛擬場(chǎng)景，進(jìn)行多種角度和維度的模擬和仿真。例如，可以模擬不同季節(jié)、不同天氣對(duì)園林景觀的影響，以及人流、交通等因素對(duì)園林景觀的影響。這有助于設(shè)計(jì)師提前發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題和隱患，減少后期改動(dòng)并降低成本，提高設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量和效率。模擬和仿真還可以幫助設(shè)計(jì)師優(yōu)化景觀布局、材料選擇和植物配置，以最大程度地提高景觀的可持續(xù)性和生態(tài)效益。這種科學(xué)性和可行性分析有助于確保設(shè)計(jì)方案不僅具有美觀性，還能夠在實(shí)際環(huán)境中良好地運(yùn)行和維護(hù)[2]。

2 數(shù)字技術(shù)在園林景觀設(shè)計(jì)中的具體應(yīng)用

2.1 三維建模技術(shù)

（1）實(shí)現(xiàn)真實(shí)、直觀展示。通過(guò)三維建模技術(shù)，園林景觀設(shè)計(jì)師可以將原本以平面圖或手繪草圖形式存在的設(shè)計(jì)方案，轉(zhuǎn)化為高度逼真的數(shù)字化三維模型。這一技術(shù)特點(diǎn)使得設(shè)計(jì)方案更加真實(shí)和直觀地展示給客戶和相關(guān)利益方，提供更具說(shuō)服力的視覺(jué)效果。傳統(tǒng)的平面設(shè)計(jì)圖雖然包含了設(shè)計(jì)師的構(gòu)想，但對(duì)于普通人來(lái)說(shuō)，往往難以理解和想象。而三維建模技術(shù)卻能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)方案呈現(xiàn)得栩栩如生，使客戶能夠更直觀地感受到設(shè)計(jì)師的意圖。

這種直觀性的展示效果有助于彌補(bǔ)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式的局限性。傳統(tǒng)的平面圖或手繪草圖很難在客戶和設(shè)計(jì)師之間準(zhǔn)確傳達(dá)設(shè)計(jì)的全貌，導(dǎo)致了交流和理解的困難。但三維建模技術(shù)可以從多個(gè)角度和視角呈現(xiàn)設(shè)計(jì)方案，甚至可以進(jìn)行動(dòng)態(tài)演示，使得設(shè)計(jì)師能夠更好地展示設(shè)計(jì)的特點(diǎn)和創(chuàng)意亮點(diǎn)?？蛻粼谟^看這些三維模型時(shí)，能夠更容易地理解和接受設(shè)計(jì)方案，因?yàn)樗麄兛梢詫?shí)際看到景觀的形狀、比例和空間布局，而不僅僅是抽象的平面圖。

（2）提高設(shè)計(jì)效率和創(chuàng)意發(fā)揮。傳統(tǒng)的園林景觀設(shè)計(jì)往往需要設(shè)計(jì)師手繪或使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）等軟件來(lái)創(chuàng)建設(shè)計(jì)圖紙，這一過(guò)程相對(duì)耗時(shí)且容易受到限制。然而，通過(guò)三維建模技術(shù)，這些過(guò)程得以自動(dòng)化，從而大幅提高了設(shè)計(jì)效率。

三維建模技術(shù)允許設(shè)計(jì)師以更快的速度創(chuàng)建設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)師可以使用專業(yè)的三維建模軟件，將自己的構(gòu)想快速轉(zhuǎn)化為數(shù)字化的三維模型，而無(wú)需手工繪制復(fù)雜的平面圖或草圖。這種自動(dòng)化過(guò)程不僅減少了設(shè)計(jì)師的勞動(dòng)成本，還大幅縮短了設(shè)計(jì)周期。設(shè)計(jì)師可以在短時(shí)間內(nèi)生成多個(gè)不同的設(shè)計(jì)方案，以滿足客戶的不同需求或進(jìn)行方案的創(chuàng)意對(duì)比。其次，三維建模技術(shù)還激發(fā)了設(shè)計(jì)創(chuàng)意的發(fā)揮。傳統(tǒng)的平面圖和二維設(shè)計(jì)往往受到平面限制，難以展示景觀的多維特性和真實(shí)感。而三維建模技術(shù)讓設(shè)計(jì)師更容易想象和嘗試新的創(chuàng)意設(shè)計(jì)元素，因?yàn)樗麄兛梢粤⒓纯吹竭@些創(chuàng)意在三維模型中的效果。這種可視化的特點(diǎn)鼓勵(lì)了更富創(chuàng)意的設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)師更自信地探索新的構(gòu)思和方案。最后，三維建模技術(shù)還提供了靈活的修改和優(yōu)化機(jī)會(huì)。設(shè)計(jì)師可以在數(shù)字模型中實(shí)時(shí)進(jìn)行修改和調(diào)整，快速響應(yīng)客戶的反饋或設(shè)計(jì)需求的變化。這種靈活性意味著設(shè)計(jì)方案可以更容易地適應(yīng)不同的情況和需求，而無(wú)需重新創(chuàng)建整個(gè)設(shè)計(jì)。這對(duì)于在項(xiàng)目不斷演變的情況下，保持設(shè)計(jì)的一致性和質(zhì)量至關(guān)重要[3]。

2.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

（1）創(chuàng)建身臨其境的體驗(yàn)。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案可能僅限于平面圖或模型，難以傳達(dá)設(shè)計(jì)的真實(shí)感和空間感。然而，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過(guò)在計(jì)算機(jī)中構(gòu)建逼真的虛擬景觀，使用戶能夠身臨其境地沉浸在設(shè)計(jì)方案之中。

通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示器和手柄等設(shè)備，用戶可以進(jìn)入一個(gè)仿佛置身于實(shí)際景觀中的虛擬環(huán)境。可以自由行走、轉(zhuǎn)身、觀察景觀的各個(gè)細(xì)節(jié)，并與虛擬環(huán)境中的元素進(jìn)行互動(dòng)。這種互動(dòng)性和自由度讓用戶能夠更全面地了解設(shè)計(jì)方案，從不同角度感受景觀的美感和功能性。例如，他們可以漫步在虛擬的公園中，感受陽(yáng)光的明媚、風(fēng)的輕拂以及植物的生氣，這一身臨其境的體驗(yàn)有助于更好地理解設(shè)計(jì)方案的效果和特點(diǎn)。

（2）實(shí)現(xiàn)多人協(xié)同設(shè)計(jì)。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程可能涉及多位設(shè)計(jì)師、工程師、客戶和其他利益相關(guān)者，他們需要不斷協(xié)同合作，共同制定和改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。然而，傳統(tǒng)的會(huì)議和討論方式有時(shí)限制了實(shí)時(shí)的協(xié)同工作，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)彌補(bǔ)了這一不足。

通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成員可以分布在不同地理位置，但仍能夠在虛擬環(huán)境中匯聚在一起?？梢栽谔摂M景觀中同時(shí)進(jìn)行協(xié)作和討論，無(wú)論身處何處。這意味著一個(gè)位于國(guó)外的客戶可以與設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)成員一同參與到園林景觀設(shè)計(jì)的決策過(guò)程中，而不必親臨現(xiàn)場(chǎng)。這種實(shí)時(shí)的多人協(xié)同設(shè)計(jì)使團(tuán)隊(duì)能夠更迅速地分享意見(jiàn)、討論問(wèn)題并做出決策，從而提高了設(shè)計(jì)的效率。同時(shí)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還允許設(shè)計(jì)師在虛擬環(huán)境中立即看到其他團(tuán)隊(duì)成員所提出的建議或修改，以及他們的反饋。這種實(shí)時(shí)的可視化反饋有助于消除誤解和提高溝通效率。設(shè)計(jì)師們可以一起瀏覽虛擬景觀，討論可能的改進(jìn)和變化，并立即在虛擬環(huán)境中實(shí)施這些更改。這種互動(dòng)性和實(shí)時(shí)性的協(xié)同設(shè)計(jì)方式促進(jìn)了設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的合作，有助于確保最終的設(shè)計(jì)方案能夠充分反映各方的需求和愿望。

（3）模擬自然因素對(duì)設(shè)計(jì)的影響。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在園林景觀設(shè)計(jì)中的另一個(gè)關(guān)鍵應(yīng)用是模擬自然因素對(duì)設(shè)計(jì)的影響。園林景觀設(shè)計(jì)需要考慮多種自然因素，如陽(yáng)光、風(fēng)、雨、溫度等，這些因素對(duì)于植物的生長(zhǎng)、用戶的體驗(yàn)以及景觀的可持續(xù)性都具有重要影響。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以模擬這些自然因素，幫助設(shè)計(jì)師更好地了解它們對(duì)設(shè)計(jì)的影響，并進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化和調(diào)整。

通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，設(shè)計(jì)師可以在虛擬環(huán)境中模擬不同季節(jié)和天氣條件下的景觀效果。例如，可以觀察夏季陽(yáng)光下植物的生長(zhǎng)情況，或者模擬冬季寒冷天氣對(duì)景觀的影響。這些模擬可以提供寶貴的信息，有助于確定植物的種植位置、樹蔭的投射、遮陽(yáng)結(jié)構(gòu)的設(shè)置等方面的設(shè)計(jì)決策。此外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還可以模擬風(fēng)的影響，幫助設(shè)計(jì)師評(píng)估風(fēng)對(duì)景觀的通風(fēng)性和舒適性的影響，以便進(jìn)行相關(guān)的設(shè)計(jì)調(diào)整。另一個(gè)重要的應(yīng)用是模擬雨水對(duì)景觀的影響。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以模擬降雨、排水和洪水情況，有助于設(shè)計(jì)師更好地規(guī)劃排水系統(tǒng)，選擇適當(dāng)?shù)闹脖缓筒牧?，以確保景觀在不同降雨條件下保持功能和美觀。此外，溫度和光照等因素也可以在虛擬環(huán)境中進(jìn)行模擬，幫助設(shè)計(jì)師更好地評(píng)估熱島效應(yīng)、光照強(qiáng)度和溫度舒適度等設(shè)計(jì)要素[4]。

2.3 數(shù)據(jù)科學(xué)與可持續(xù)設(shè)計(jì)

首先，地理信息系統(tǒng)（GIS）和遙感技術(shù)的整合為園林景觀設(shè)計(jì)提供了強(qiáng)大的工具。GIS可以用來(lái)管理和分析地理空間數(shù)據(jù)，包括地形、土壤類型、水資源、氣候數(shù)據(jù)等。遙感技術(shù)通過(guò)衛(wèi)星或無(wú)人機(jī)收集高分辨率的遙感圖像，提供了對(duì)景觀的詳細(xì)信息。設(shè)計(jì)師可以將GIS和遙感數(shù)據(jù)整合，以更好地理解項(xiàng)目區(qū)域的自然條件，包括植被覆蓋、地貌特征和生態(tài)系統(tǒng)的健康狀況。這些數(shù)據(jù)可用于評(píng)估景觀的可持續(xù)性，例如，確定最佳植被種植位置、節(jié)水策略和生態(tài)保護(hù)區(qū)域，從而實(shí)現(xiàn)資源的高效利用和生態(tài)平衡[5]。

其次，智能算法的生態(tài)設(shè)計(jì)優(yōu)化為園林景觀設(shè)計(jì)帶來(lái)了新的可能性。這些算法可以分析大量的數(shù)據(jù)，包括生態(tài)數(shù)據(jù)、氣象數(shù)據(jù)和土壤數(shù)據(jù)，以優(yōu)化景觀設(shè)計(jì)方案。例如，智能算法可以考慮不同植被種植方案的生態(tài)適應(yīng)性，以提高植物的生存率和生長(zhǎng)狀況。它們還可以模擬不同的氣象條件下景觀的性能，例如，在不同季節(jié)或天氣條件下的雨水管理和溫度調(diào)節(jié)效果。通過(guò)這些算法的應(yīng)用，設(shè)計(jì)師可以制定更具可持續(xù)性的景觀設(shè)計(jì)策略，降低生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)，提高景觀的生態(tài)效益[6]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，數(shù)字技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用已經(jīng)改變了園林景觀設(shè)計(jì)的方式和效果，為城市和自然景觀的可持續(xù)發(fā)展提供了更多可能性。在數(shù)字化時(shí)代，可以期待數(shù)字技術(shù)繼續(xù)為園林景觀設(shè)計(jì)帶來(lái)更多創(chuàng)新和改進(jìn)，為人們創(chuàng)造出更美麗、更智能和更綠色的生活環(huán)境。

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[作者簡(jiǎn)介]李朝陽(yáng)（1988—），男，河北定州人，本科，研究方向：風(fēng)景園林。