BIM技術(shù)在園林景觀工程中的運用研究

摘要：為全面掌握園林景觀工程的整體情況，分析其施工效果，研究建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）[wl1] 技術(shù)在園林景觀工程中的運用。通過分析BIM技術(shù)在園林景觀工程中的運用優(yōu)勢，設(shè)計基于BIM的園林景觀工程施工方案。通過豎向分析掌握園林場地高程、坡度、坡向、水系流域等多個關(guān)鍵要素，生成三維地形模型，并結(jié)合數(shù)字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）[wl2] 算法進(jìn)行三維土方算量，為園林景觀工程施工提供可靠依據(jù)。通過實際工程應(yīng)用分析得出：通過BIM技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)對工程地形的全面分析，從而能夠準(zhǔn)確把握園林景觀工程的整體地形情況[wl3] ，并確定園林工程各個方向位置的坡度、坡向情況，計算園林景觀施工土方量，為工程施工提供可靠依據(jù)。

關(guān)鍵詞：BIM技術(shù)" 園林景觀工程" 三維地形模型" 土方算量

中圖分類號：TU758" " " " " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

Research on the Application of BIM Technology in Landscape Engineering

YANG Chenyu

China Construction Technology Group Co.， Ltd. ， Beijing ， 100013 China

Abstract： In order to fully grasp the overall situation of landscape engineering， analyze its construction effect， and it studys the application of Building Information Modeling （BIM） technology in landscape engineering. By analyzing the application advantages of BIM technology in landscape engineering， the construction scheme of landscape engineering based on BIM is designedit designs a BIM based construction plan for landscape engineering.， By vertically analyzing and mastering multipleand several key elements such as elevation， slope， aspectslope direction and water system basin of the garden site， a three-dimensional terrain model is generated，watershed are mastered through vertical analysis to generate a three-dimensional terrain model. and cCombined with the Digital Elevation Model （DEM） algorithm for， three-dimensional earthwork calculation，is calculated reliable basis is providedto provide a reliable basis for the construction of landscape engineering terrain. Through the analysis of practical engineering application， it is concluded that through the application of BIM technology， the whole analysis terrain of the project can be achievedanalyzed， and the slope and slope direction of each direction of the garden project can be determinedwhich can accurately grasp the overall terrain situation of the landscape engineering， determine the slope and aspect of each direction of the landscape engineering， calculate the earthwork volume of landscape construction， and provide reliable basis for engineering construction， and the amount of soil for garden landscape construction can be calculated， which provides a reliable basis for the construction of the project.

Key Words： BIM technology; Landscape engineering; Three-dimensional terrain model; Earthwork calculation

[wl4] [wl5] 城市園林景觀作為城市生態(tài)環(huán)境的重要組成部分，不僅承擔(dān)著美化城市、提供休閑空間的功能，還在改善城市微氣候、提升生物多樣性等方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用[1]。隨著城市化進(jìn)程的加快，如何通過園林景觀設(shè)計提高城市環(huán)境質(zhì)量和居民的生活品質(zhì)，已成為當(dāng)前風(fēng)景園林領(lǐng)域研究的熱點。然而，傳統(tǒng)的風(fēng)景園林豎向設(shè)計方法在處理復(fù)雜地形、實現(xiàn)精細(xì)化設(shè)計等方面存在一定的局限性[2]。建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）[A6] 技術(shù)作為一種新興的信息化設(shè)計工具，其在建筑設(shè)計、施工管理等方面的應(yīng)用已日益成熟，但在園林景觀設(shè)計中的應(yīng)用尚處于探索階段。本研究旨在探討B(tài)IM技術(shù)在園林景觀工程中的應(yīng)用潛力，分析其在豎向設(shè)計、土方計算、植被配置等方面的優(yōu)勢，以及如何通過BIM技術(shù)優(yōu)化設(shè)計流程，提高園林景觀工程的設(shè)計效率和施工質(zhì)量。通過對實際工程案例的深入分析，本文期望為園林景觀設(shè)計領(lǐng)域提供新的視角和方法，為推動BIM技術(shù)在園林景觀工程中的廣泛應(yīng)用提供參考和借鑒。

1 BIM技術(shù)在園林景觀工程中的運用

1.1 基于BIM的園林景觀工程施工方案設(shè)計

BIM技術(shù)在園林景觀工程中應(yīng)用時，整體可以分為3個階段：一是數(shù)據(jù)處理和分析；二是園林地形設(shè)計；三是景觀精細(xì)化設(shè)計?；贐IM的園林景觀工程施工方案如圖1所示。

數(shù)據(jù)處理和分析主要以園林原始色設(shè)計理念、設(shè)計方案和設(shè)計數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對其進(jìn)行相關(guān)分析和統(tǒng)計，為后續(xù)模型構(gòu)建提供依據(jù)[4]；園林地形設(shè)計則是園林景觀三維模型構(gòu)建的基礎(chǔ)，其是在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上，進(jìn)行園林整體地形設(shè)計；景觀精細(xì)化設(shè)計則是以原始設(shè)計的景觀分布數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，在構(gòu)建完成的地形模型上，進(jìn)行整體景觀布局和施工，模擬各個階段的施工內(nèi)容，包含樹木、建筑、道路等，綜合3個階段即可完成園林景觀的整個建模，生成三維模型。

1.3園林場地豎向分析

BIM在進(jìn)行園林景觀工程中應(yīng)用時，在進(jìn)行場地設(shè)計前需要依據(jù)原始的設(shè)計方案和數(shù)據(jù)進(jìn)行場地的豎向分析。豎向分析是園林場地豎向規(guī)劃與總體設(shè)計的基礎(chǔ)，涵蓋高程、坡度、坡向、水系流域等多個關(guān)鍵要素。在進(jìn)行該分析時，BIM技術(shù)主要結(jié)合Civil 3D軟件完成，可以通過編輯已構(gòu)建的地形表面屬性，調(diào)整表面的顯示方式并配置分析所需參數(shù)，來深入進(jìn)行地形的豎向解析[5]。在此基礎(chǔ)上，通過嵌入曲面圖例表，能夠直接生成包含面積等具體數(shù)據(jù)的分析報表，便于量化信息的提取。除此之外，Civil3D還配備動態(tài)曲面圖例功能，該功能能夠在曲面形態(tài)或分析精度有所調(diào)整時即時更新，有效避免設(shè)計流程中的重復(fù)作業(yè)，提升工作效率。園林場地豎向分析流程如圖2所示。

通過上述流程可以確定整個園林高程、坡度、坡向等，可以生成整體的地形模型。

1.4土方算量

生成園林整體地形模型生成后，為進(jìn)一步掌握園林工程情況，需要結(jié)合數(shù)字高程模型算法（Digital Elevation Model Algorithm，DEM）[A8] 進(jìn)行三維土方算量，它通過將地球表面離散為規(guī)則的網(wǎng)格，每個網(wǎng)格點對應(yīng)的高程值即為地形表面的海拔高度。該算法在應(yīng)用過程中，根據(jù)有限個格網(wǎng)點的高程，擬合一個地形曲面，推求區(qū)域內(nèi)任意點的高程。

假設(shè)任一曲面函數(shù)用表示，該曲面在區(qū)域上的積分用表示，其計算公式為

式（1）中：表示區(qū)域面積，單位為m2；是一個代表微元面積的符號，它是一個已定義的算子符號，用于表示在積分過程中每個微小網(wǎng)格單元的面積，單位為m2。

如果曲面表面積用表示，其計算公式為

式（2）中：和表示不同方向的曲面函數(shù)，單位為m。

依據(jù)式（1）和式（2）的計算結(jié)果可以確定土方體積和表面積，并將計算結(jié)果輸入BIM模型中，以此完成工程土方算量，為園林景觀工程施工提供可靠依據(jù)。

2結(jié)果分析

2.1工程概況

以某市擬建的生態(tài)園林景觀工程為例，該工程占地面積接近74 km2，位于該城市的護(hù)城河附近，全長接近6.5km。該工程整體包含3個部分，分別是游樂場工程、休閑觀賞林和濕地公園。該工程所處地勢整體起伏較大，導(dǎo)致園林在實際施工時面臨較大難度，極易導(dǎo)致施工結(jié)果和設(shè)計方案差異大的情況；同時，此工程旨在打造一個集滿足市民精神文化生活需求與保護(hù)當(dāng)?shù)鬲毺刈匀伙L(fēng)光于一體的綜合園林，對景觀施工的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)有著極高的要求。該工程施工主要面臨以下難點[A11] 。

（1）該項目涵蓋多樣化的建筑物與構(gòu)筑物類型，如仿古建筑、觀光橋梁及濱河步道等，因此需要使用BIM技術(shù)對每一項進(jìn)行個別化建模。

（2）建模時，需要全面評估各景觀元素與管線、構(gòu)筑物之間的潛在沖突，還需要特別關(guān)注植物根系與地下鋪設(shè)管道之間可能發(fā)生的碰撞；一旦發(fā)現(xiàn)碰撞問題，需要立即采取行動，如調(diào)整相關(guān)模型的尺寸、比例，或修改其位置坐標(biāo)。

綜上所述，將文中方法用于該園林景觀工程中，進(jìn)行該工程的施工設(shè)計，有效解決上述問題，保證模型的構(gòu)建效果和工程分析效果。

2.2應(yīng)用結(jié)果分析

通過文中方法進(jìn)行園林場地豎向分析，獲取該工程不通方向的坡度、坡向的分析結(jié)果，以此衡量該方法的應(yīng)用效果，分析結(jié)果如表1所示。

對表1的測試結(jié)果進(jìn)行分析后可知：通過文中方法能夠?qū)υ摴こ痰恼麄€地形情況進(jìn)行分析，并且確定園林工程各個方向位置的坡度、坡向情況，為整體原理設(shè)計提供可靠依據(jù)。

為進(jìn)一步驗證文中方法的應(yīng)用效果，在上述地形分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行工程的土方算量，并依據(jù)算量結(jié)果進(jìn)行園林景觀模型構(gòu)建，以此完成園林的工程的整體分析，測試結(jié)果如圖3所示。

對圖3的測試結(jié)果進(jìn)行分析后，可知通過BIM技術(shù)能夠完成園林景觀土方量的計算；并且可生成園林景觀的最終設(shè)計情況，將模型設(shè)計結(jié)果與原始設(shè)計方案進(jìn)行對比，判斷其與設(shè)計方案直接的吻合程度，如果存在差異即可及時進(jìn)行調(diào)整，為后續(xù)工程的實際施工提供可靠依據(jù)。

3結(jié)論[wl14]

本文通過對BIM技術(shù)在園林景觀工程中應(yīng)用進(jìn)行研究，證實了BIM技術(shù)在提升園林景觀工程設(shè)計效率和施工質(zhì)量方面的重要作用。研究結(jié)果表明，利用BIM技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對園林場地的高程、坡度、坡向等關(guān)鍵要素的精確分析，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行三維土方算量，為園林景觀工程的施工提供了可靠的數(shù)據(jù)支持。實際工程應(yīng)用案例表明，BIM技術(shù)能夠有效分析工程地形，確保設(shè)計方案的準(zhǔn)確實施，減少施工過程中的誤差和返工。盡管本研究在園林景觀設(shè)計中取得了一定的成果，但BIM技術(shù)在園林景觀領(lǐng)域的應(yīng)用仍存在進(jìn)一步深化和拓展的空間。未來研究可以關(guān)注BIM技術(shù)在園林景觀細(xì)節(jié)設(shè)計、植被配置優(yōu)化、長期維護(hù)管理等方面的應(yīng)用，以期為園林景觀工程提供更加全面的技術(shù)支持。

參考文獻(xiàn)

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