風景園林專業空間信息技術教學初探

摘要：本論文的目的是探討如何在風景園林專業建設空間信息技術教學體系。本文闡述了“數字地球”和3S技術的內涵，分析了空間信息技術發展對風景園林專業技能培養所產生的影響。在風景園林專業建立空間信息技術教學體系的目的在于：加強學生對空間數據的理解，使學生掌握獲取數據的能力與空間分析方法，以及一定的數據庫技能。本論文提出在教學內容上應圍繞規劃設計課程，設置三個模塊：基礎模塊、數據處理模塊和空間分析模塊，各個模塊應與相應的規劃設計課程相組合，且自成一體。本論文最后提出在風景園林專業建設空間信息技術教學體系的難點與解決措施。

關鍵詞：風景園林專業；空間信息技術；教學

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）04-0213-03

一、引言

風景園林學是保護、規劃、設計和可持續管理人文自然環境的綜合性學科[1]。在世界性的環境生態危機不斷加深的背景下，空間與生態問題逐漸成為風景園林的中心課題。風景園林從業人員必須樹立強烈的生態理念，在掌握空間分析方法的基礎上，正確地認識并引導規劃設計與建設的實施。20世紀后半葉，不少學者提出了面向園林規劃的、區域規劃的生態分析模型。不斷發展的景觀生態學及其指數方法大量應用在景觀分析中，從而使我們能夠深入理解景觀結構與動態過程，并為城鄉規劃、風景園林規劃提供了客觀的依據。風景園林的規劃與分析離不開空間信息技術的支撐。

改革開放以后，我國逐漸建立現代風景園林專業。隨著中國城市化進程的加深和環境生態危機的涌現，風景園林專業逐漸受到重視，社會需求大幅增加[2]。中國的風景園林專業屬于工學和農林學科領域，在教育方法上比較重視空間規劃設計、植物配置與設計制圖方面的訓練，缺乏對于空間信息處理技能的基本訓練，而中國空間技術的進步也未能與蓬勃發展的風景園林教育有效結合。在中國城鎮化發展與生態危機不斷加深的背景下，風景園林從業人員必須面對更加復雜的社會與自然方面的問題，處理海量的多源異構數據，因此掌握一定的空間信息分析技術顯得尤為迫切。高等院校的風景園林專業教育應考慮納入相應的空間信息技術教學內容，這對于進一步改進現有的教學內容是有益的探索。

二、“數字地球”與3S技術

“數字地球”是空間信息技術發展中的重要概念。“數字地球”的構想是美國副總統戈爾于1998年提出的，其實質是網絡基礎設施、數據庫與計算機構成的數字化地理虛擬系統，目的是使人們能夠通過數字化信息網絡，自由地鏈接、調用地理信息。“數字地球”的核心是3S集成技術。

3S包括GPS、RS和GIS。GPS即全球定位系統，可通過坐標系統進行全天候精確定位、定性和定時，在導航、測繪、軍事、農業、考古等方面的應用前景廣闊。RS即遙感技術，各類衛星遙感能夠全天候對地表實時監測，深入、準確地監測地表景觀的狀態。GIS即地理信息系統，是各類空間數據與屬性數據的集成數據庫平臺，能夠進行各類空間分析、演變分析與三維成像。GIS、RS與GPS所采用的數據格式具有共通性，能夠達到無縫連接，極大地拓展了風景園林中分析、規劃與設計的一體化能力。

三、空間信息技術促進風景園林專業技能變革

空間信息技術的發展能夠大幅促進我國風景園林專業技能的變革。主要的變化包括空間數據、景觀的監測與分析、工作效率化方面。

風景園林研究、規劃和設計均涉及各類空間數據。對于規劃設計人員來說，獲取、處理有效的數據是重要的專業技能。針對基礎數據內容龐雜、種類繁多且尺度不一的特點，我國已經著手建設地圖數據庫、測繪檔案等數據基礎設施。各類商業遙感影像也是重要的數據源，可以根據用戶要求有針對性的調取。規劃設計人員能夠在GIS平臺上，對空間數據進行分析，從而準確地掌握基地的地表狀況，提高規劃設計方案的合理性。

風景園林從業人員可以利用遙感技術對地貌景觀進行廣域、實時、高精度的監測，并通過GIS進行定量化分析；通過RS和GIS技術，規劃師可以定量地掌握綠地植被分布狀態，在GIS中可以進行時間序列演變分析、土地適宜性評價、熱島分析、空間分析（包括網絡分析、可達性分析、疊加分析等）、景觀指數分析等，為綠地規劃、城鄉與區域規劃提供基本的依據。

引入數字技術能夠大幅提高工作效率。空間數字信息技術，尤其是3S集成技術的不斷發展與完善，促進了數據與軟件的無縫兼容，推動了園林設計的自動化進程。設計自動化包括辦公流程自動化、數據采集自動化、輸入輸出自動化、分析自動化和管理自動化。辦公電子設備與軟件集成化發展提高了數據傳輸與處理的效率，國家大力推動的數據標準化與共享化也有力提升了規劃設計人員采集、分析和處理數據的能力[3]。

四、高校風景園林專業空間信息技術教學的目的

（一）加強對空間數據的理解

風景園林專業的規劃設計課程涉及到空間數據的處理。空間信息技術教學實際上是圍繞空間數據的獲取、處理、分析而展開的。目前學生普遍缺乏對空間數據的理解，對于空間數據的基本屬性、數據的格式與轉換、數據的來源缺少科學的認知。空間信息技術教學可以使學生深入掌握各類空間數據的特征、理解數據的含義和表達、了解數據的來源途徑和獲取方法，熟練運用不同的空間數據格式轉換技能，為識別有效數據、處理數據奠定基礎。

（二）掌握空間數據的獲取能力

空間數據來源廣泛、質量混雜，初學者往往難以理清數據的來源渠道。比如有學生在課題中利用遙感圖像進行綠化地解析，所采用的數據為網絡下載的柵格數據，這類數據失真性較大，并不能用于綠地定量研究。出現這種錯誤的根本原因在于學生沒有了解有效數據的獲取途徑。教學中應使學生了解國際、國家和省市等相關機構和商業公司發布的各類空間數據范圍及其特性，以及這些數據對于風景園林專業的用途，使學生具有識別有效數據，掌握有效數據獲取途徑的能力。endprint

（三）掌握基本的空間分析方法

深入、正確的空間分析是獲得合理的規劃設計方案的前提，也是對規劃設計方案進行調整的基礎。因此，應使園林專業學生了解、掌握利用GIS軟件處理空間數據和進行空間分析的方法。GIS平臺中的空間分析模塊包括疊加分析、緩沖區分析、可達性分析、距離分析、表面分析、計量統計等功能，可進行時間序列演變與空間格局的量化分析，也可以利用統計結果進行各類景觀指數的演算，并制作相應的主題圖，作為規劃設計的依據。

（四）掌握數據庫能力

數據庫是對各類工作數據的管理平臺。對于景觀規劃、園林遺產保護、園林植物與應用方向的學生來說，需要收集、管理各類園林資源、植物和地理空間數據。而現實狀況中，這些數據往往數量龐大、來源復雜、格式多樣，如何管理好這些數據成為影響工作結果的重要因素之一。數據庫是解決這個問題的重要方法。空間信息技術教學應使學生獲得數據庫構建技能，進一步提升其管理數據、使用數據的能力與效率，對其將來的工作具有很好的促進作用。

五、高校風景園林專業空間信息技術課程設置

風景園林專業是應用性較強的專業，與社會實際需求結合緊密。而空間信息技術本身是系統性的科學，因此需要以風景園林專業特點為中心進行知識點提煉，建立有針對性和系統性的教學體系。風景園林專業課程包括理論與設計兩大類型，成系列的規劃設計課程為教學體系的中心，相關理論知識點是圍繞提高學生規劃設計能力這個目標來設置的。因此，空間信息技術課程也應以園林規劃設計為中心，設置相應的教學內容，通過培養學生空間數據處理技能達到提高規劃設計能力的目的[4，5]。

一般來說，高校園林專業所設置的園林規劃設計系列課程包括園林設計與園林規劃兩大內容。園林設計是針對中小尺度的場地，包括庭園設計、專類公園設計、綜合公園設計、廣場設計、居住區綠地設計、街旁綠地設計、帶狀公園設計等課程，園林規劃是在大尺度的場地上實施的綠地系統規劃、風景區規劃、度假區景觀規劃、濱水區景觀規劃等。設計的尺度越大，與城市、社區以及自然環境的關系越復雜，就越需要學生具備較好的數據收集和處理能力，并能夠掌握、應用一定的空間分析方法。

筆者認為，針對園林專業課程內容和技能要求，可將空間信息技術教學內容劃分為三個模塊，每個模塊有不同的教學內容與目的，且與相應的園林教學課程相對應。三個模塊包括基礎模塊、數據處理模塊和空間分析模塊，基礎模塊是理論教學，數據處理與空間分析模塊是實踐教學。基礎模塊以學生認知空間數據為基本目的，主要包括空間數據的格式與分類、空間數據的作用與意義、地理坐標系統與地圖學基本知識、3S技術原理、數據庫基礎、數據基礎設施與常用空間數據源等教學內容。數據處理模塊與園林設計課程相對應，以學生在設計過程中能夠正確獲取、處理基地環境數據為目的，教學內容包括DEM高程數據處理、GPS數據獲取與轉換、CAD文件格式轉換、RS地物分析等。空間分析模塊與園林規劃課程相對應，以學生在規劃過程中能夠進行科學地空間分析為根本目的，主要教學內容包括疊加分析、緩沖區分析、可達性分析、距離分析等，并使學生能夠制作主題圖，作為規劃的依據。基礎模塊、數據處理與空間分析三個模塊教學內容應依次進行，只有掌握前一個模塊內容，方能進行下一個模塊的教學。

基礎模塊必須開設獨立的課程，數據處理與空間分析模塊既可以是獨立的課程，也可以作為園林設計課程中的組成單元，或者采用連續性的講座形式。

六、難點與展望

在風景園林專業引入空間信息技術教學內容，面臨基礎薄弱、師資和設備場地不足等問題。當前高校風景園林專業開設空間信息技術課程極少，個別院校即便開設有GIS課程，多以理論為主，上機實踐操作較少，難以對園林規劃設計課程產生實質的影響。盡管在科學研究和實際規劃項目中，運用遙感與GIS分析方法越來越多，但是對于風景園林專業來說，空間信息技術教學畢竟是新事物，目前缺少這方面的教學實踐積累和相應的教學研究，只能是邊嘗試、邊總結、邊推進。

高校風景園林專業引入空間信息技術教學，要求主講教師不僅是園林規劃設計和研究的專家，還要熟悉3S等空間信息技術的理論與技能。目前這方面的師資嚴重缺乏.雖然高校中不乏GIS、RS等專業的教師，但這些老師不了解風景園林專業的特點，所開設課程難以與園林規劃設計課程銜接，常導致學生聽課后不知道如何運用。因此，高校風景園林學科應大力引入擅長GIS、RS操作，并有實際園林規劃設計項目經驗的專業老師，解決這方面師資不足的問題。

教學空間信息技術中的數據處理與空間分析內容，注重對學生的實際操作訓練。因此，該部分教學需要專業實驗室和上機設備，還需購置相應的教學用軟件。只有通過增加這方面的教學投入，不斷提升教學管理水平和設備使用效率才能解決目前高校存在的教學資源不足的問題。

隨著中國經濟發展和城市化進程加深，環境生態問題日益嚴重，風景園林學科將承擔越來越重的社會責任，必須根據社會情勢調整現有的教學內容。隨著社會對高校教育的要求越來越高，國家不斷增加對教育的投入，大量的復合型人才、海內外高層次人才進入高校從事教學科研工作，筆者相信，師資問題和硬件問題都將獲得解決，通過不斷的探索，必然能夠完善面向風景園林專業的空間信息技術教學體系。

參考文獻：

[1]中國風景園林學會.2009-2010風景園林學科發展報告[R].北京：中國科技出版社，2010，（4）.

[2]張啟翔.關于風景園林一級學科建設的思考[J].中國園林，2011，（5）：16-17.

[3]許浩.空間信息科學的發展對景觀規劃設計的影響[C].國際景觀教育大會論文集，2005，（10）：221-225.

[4]王浩，蘇同向，趙兵.聚點成面、以面拓展、強化核心——南京林業大學園林規劃設計教學體系的創新建設[J].中國園林，2008，（1）：16-18.endprint

[5]林廣思.關于規劃設計主導的風景園林教學評述[J].中國園林，2009，（11）：59-62.

Abstract：The purpose of this paper is to explore how to build spatial information technology teaching system in the landscape architecture. This paper firstly described the “Digital Earth”and the connotation of the 3S Technology，and analyzed the impact of the development of spatial information technology on the landscape architecture professional skills.The purposes of spatial information technology teaching system are：to strengthen students' understanding of spatial data，and to enable students to master the ability of obtaining and spatial data analysis methods，as well as certain database skills.Focusing on the planning and design course，this paper put forward three modules，including the basic module，data processing module and spatial analysis module，which are combined with corresponding course. This paper finally discussed the difficulties of construction of spatial information technology teaching system in the landscape architecture and the solving measures.

Key words：Landscape architecture；Spatial information technology；Teachingendprint