基于BIM技術(shù)的江西龍虎山風(fēng)景名勝區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)的信息化管理研究

張浩，蔡玲，陳宇，熊模輝

（1.安徽工程大學(xué)建筑工程學(xué)院，安徽蕪湖，241000；2.江西生物科技職業(yè)學(xué)院，江西南昌330200；3.江西建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西南昌330000；4.江西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，江西南昌330000）

基于BIM技術(shù)的江西龍虎山風(fēng)景名勝區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)的信息化管理研究

張浩1，蔡玲2，陳宇3，熊模輝4

（1.安徽工程大學(xué)建筑工程學(xué)院，安徽蕪湖，241000；2.江西生物科技職業(yè)學(xué)院，江西南昌330200；3.江西建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江西南昌330000；4.江西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，江西南昌330000）

BIM技術(shù)是當(dāng)前建筑行業(yè)中的新理念與方法，在建設(shè)行業(yè)中得到了廣泛推廣.利用BIM技術(shù)概念，在江西龍虎山風(fēng)景名勝區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)中進(jìn)行數(shù)字化分析與管理；主要從風(fēng)景名勝區(qū)宏觀角度采用ArcGIS軟件，分析風(fēng)景名勝區(qū)的生態(tài)敏感性，進(jìn)行風(fēng)景區(qū)分級(jí)保護(hù)規(guī)劃、旅游線路規(guī)劃等；從龍虎山莊會(huì)議中心建筑的微觀角度，用Revit軟件建立建筑信息模型，分析建筑朝向以及太陽(yáng)輻射，結(jié)合Revit的協(xié)同設(shè)計(jì)、信息集中、數(shù)字化管理等優(yōu)勢(shì)，使得建筑信息數(shù)據(jù)使用更加合理化.

BIM技術(shù)；風(fēng)景名勝區(qū)；規(guī)劃設(shè)計(jì)；信息化管理

1 BIM技術(shù)簡(jiǎn)述

建筑信息模型（BIM）是上個(gè)世紀(jì)70年代，查克伊士曼博士（ChuckEastman，Ph.D.）提出的概念：建筑信息模型是將一個(gè)建筑設(shè)計(jì)項(xiàng)目在整個(gè)生命周期內(nèi)的所有幾何特性，功能要求與構(gòu)件的性能信息綜合到一個(gè)單一的模型中，同時(shí)這個(gè)單一模型信息中還包括了施工進(jìn)度、建造過(guò)程的過(guò)程控制信息[1].對(duì)于BIM技術(shù)的認(rèn)識(shí)應(yīng)當(dāng)是：建設(shè)項(xiàng)目應(yīng)用BIM技術(shù)建造一個(gè)數(shù)字化的實(shí)體，一個(gè)由參與項(xiàng)目的各方面人員共享的數(shù)字模型，這個(gè)模型的設(shè)計(jì)、項(xiàng)目的施工、后期管理與運(yùn)營(yíng)等階段都需要全部的信息數(shù)字化管理，在此過(guò)程中，需要各專(zhuān)業(yè)的協(xié)調(diào)合作、資源共享與開(kāi)放、管理一體化.

龍虎山風(fēng)景區(qū)內(nèi)多山地丘陵，自然環(huán)境優(yōu)越，植被類(lèi)型多樣，野生動(dòng)物資源豐富，當(dāng)前整個(gè)風(fēng)景名勝區(qū)有景點(diǎn)49處.本文基于BIM技術(shù)，探討江西龍虎山風(fēng)景區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)中的信息化管理應(yīng)用，實(shí)踐相關(guān)的數(shù)字技術(shù)在項(xiàng)目中的應(yīng)用，總結(jié)規(guī)劃過(guò)程中數(shù)字技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn).

2 龍虎山風(fēng)景區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)中的BIM技術(shù)路線

風(fēng)景名勝區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程是多專(zhuān)業(yè)相協(xié)調(diào)、合作的過(guò)程.其中旅游規(guī)劃與管理專(zhuān)業(yè)在前期的策劃中，確定風(fēng)景區(qū)的旅游主題、旅游特色、旅游品牌等，經(jīng)過(guò)一定的調(diào)研、分析，規(guī)劃幾條旅游路線以及大的發(fā)展方向；后期城鄉(xiāng)規(guī)劃、人文地理、風(fēng)景園林、社會(huì)學(xué)、管理學(xué)等專(zhuān)業(yè)，會(huì)逐步進(jìn)入到規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中，提出各個(gè)專(zhuān)業(yè)面臨的問(wèn)題.但是各個(gè)專(zhuān)業(yè)在大部分決策過(guò)程中，都會(huì)使用傳統(tǒng)的定性分析方法，定性的方法取決于經(jīng)驗(yàn)、傳統(tǒng)方法.然而隨著當(dāng)代信息技術(shù)的發(fā)展，可以適當(dāng)引入數(shù)字技術(shù)以此支撐方案過(guò)程中的決策，提高規(guī)劃效率與風(fēng)景名勝區(qū)的科學(xué)管理水平.BIM技術(shù)與方法應(yīng)用到風(fēng)景名勝區(qū)中，主要建立風(fēng)景名勝區(qū)規(guī)劃的信息模型，而此模型需要以影響規(guī)劃決策的專(zhuān)項(xiàng)因子的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為依據(jù)來(lái)建立[2].

本項(xiàng)目研究中主要從宏觀層面與微觀層面角度來(lái)使用BIM技術(shù)；在宏觀層面，即風(fēng)景區(qū)的生態(tài)敏感性分析、分級(jí)保護(hù)規(guī)劃、可建設(shè)用地規(guī)劃等方面采用ArcGIS技術(shù)，建立相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字技術(shù)決策與管理；在微觀層面.即單體建筑角度，以龍虎山莊的會(huì)以中心建筑為例，探討Revit、Ecotect等軟件與技術(shù)如何在其中的分析與應(yīng)用.風(fēng)景區(qū)規(guī)劃中主要的BIM技術(shù)路線如（圖1）所示，主要步驟如下：

2.1 風(fēng)景名勝區(qū)基礎(chǔ)資料的收集與提取

風(fēng)景名勝區(qū)的基礎(chǔ)資料收集是風(fēng)景區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)的前期工作，基礎(chǔ)資料主要來(lái)自當(dāng)?shù)卣块T(mén)提供的材料、網(wǎng)絡(luò)信息資料、書(shū)籍文獻(xiàn)等，基礎(chǔ)資料按照屬性分為自然資料與人文資料.

自然資料包括：地形圖、衛(wèi)星地形圖、行政區(qū)域邊界、動(dòng)植物分布、森林資源統(tǒng)計(jì)、林地田地分布情況、土壤類(lèi)型分布、交通現(xiàn)狀、上位規(guī)劃等等；

人文資料包括：居民現(xiàn)狀分布、人口統(tǒng)計(jì)、現(xiàn)狀景點(diǎn)資源分布、統(tǒng)計(jì)年鑒等.

基本數(shù)據(jù)資料的類(lèi)型主要包括dwg格式、圖形圖像格式、pdf格式、word、excel等.

2.2 風(fēng)景名勝區(qū)基礎(chǔ)資料數(shù)字化表達(dá)

風(fēng)景名勝區(qū)信息數(shù)字化表達(dá)主要包括遙感數(shù)據(jù)提取、解譯，整理地形圖CAD，人口分布統(tǒng)計(jì)數(shù)字化，在ArcGIS軟件輸入現(xiàn)有的地形數(shù)據(jù)、交通路線、耕地現(xiàn)狀分布、土地利用分布相關(guān)資料等.對(duì)部分單因子進(jìn)行轉(zhuǎn)譯成為柵格數(shù)據(jù)，便于后期的多因子疊加分析.對(duì)圖文影像資料，轉(zhuǎn)化為電子形式，統(tǒng)一格式錄入ArcGIS，做成基本的數(shù)據(jù)庫(kù)形式，與單因子分析圖相對(duì)應(yīng)，形成動(dòng)態(tài)聯(lián)系.龍虎山莊會(huì)議中心建筑的初步方案CAD文件導(dǎo)入Revit中，為建模奠定基礎(chǔ).

圖1 BIM技術(shù)在龍虎山風(fēng)景區(qū)中的應(yīng)用路線

3 龍虎山風(fēng)景區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)應(yīng)用

3.1 龍虎山風(fēng)景名勝區(qū)的基礎(chǔ)資料收集與數(shù)字化

收集與整理風(fēng)景區(qū)的基礎(chǔ)資料，主要有地形圖、遙感影像、土地現(xiàn)狀利用圖、耕地利用現(xiàn)狀圖、人口分布、現(xiàn)狀交通路線分布圖等，結(jié)合ArcGIS、Excel軟件等，實(shí)現(xiàn)基本數(shù)據(jù)的數(shù)字化表達(dá).

3.2 單因子分析

3.2.1 高程因子

高程是生態(tài)環(huán)境中的一個(gè)重要影響因素，隨著海拔的變化，空氣溫度和土壤也發(fā)生改變，對(duì)植物的地帶性分布影響顯著，整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)也呈現(xiàn)出明顯的垂直分布特征[3].在ArcGIS中對(duì)等高線進(jìn)行梳理，形成風(fēng)景名勝區(qū)的數(shù)字高程圖（DEM圖），用來(lái)表示龍虎山風(fēng)景名勝區(qū)的實(shí)際高程，整個(gè)風(fēng)景區(qū)高程最高點(diǎn)在南部區(qū)域，最低點(diǎn)在風(fēng)景區(qū)北部.其中高程在900m以上的區(qū)域，是高敏感區(qū)域（圖2）占風(fēng)景區(qū)面積總比例4.32%.

3.2.2 坡度因子

地表面某一點(diǎn)的坡度是指過(guò)該點(diǎn)的切平面與水平面之間的夾角，即表示了地表在該點(diǎn)的傾斜程度.坡度越大，保水能力越差，水土越容易流失，植被受到破壞越不容易恢復(fù)，生態(tài)與視覺(jué)上都帶來(lái)較大的沖擊；而坡度平緩的地方，保水能力強(qiáng)，不易產(chǎn)生水土流失，土地肥沃，能夠容忍強(qiáng)度較大的開(kāi)墾和建筑修路等活動(dòng)[4].

利用數(shù)字高程模型，對(duì)高程數(shù)據(jù)進(jìn)行坡度分析，坡度主要分為0-15°、15-25°、25-35°、35-45°、45-90°五大級(jí)別.其中坡度大于45°的區(qū)域占有3.27%，這部分區(qū)域是敏感度較高的地帶，主要是在山體的上坡，這些地方坡地大，生態(tài)敏感性高，需要重點(diǎn)保護(hù)（圖3）.

圖2 風(fēng)景區(qū)高程分析圖

圖3 風(fēng)景區(qū)坡度分析圖

圖4 風(fēng)景區(qū)坡向分析圖

3.2.3 坡向因子

坡向粗略地分，可以分為東、南、西、北四個(gè)方向，細(xì)分則可分為八個(gè)方向：東向（67.5°-112.5°）、東南向（112.5°-157.5°）、南向（157.5°-202.5°）、西南向（202.5°-247.5°）、西向（247.5°-292.5°）、西北向（292.5°-337.5°）、北向（337.5°-360°和0°-22.5°）、東北向（22.5°-67.5°），得到龍虎山風(fēng)景區(qū)的坡向圖，將東北、西北坡向的區(qū)域分類(lèi)為較高敏感區(qū)域其，面積約占總面積的15.83%；將正北區(qū)域分類(lèi)為高敏感區(qū)域，面積約占8.32%（圖4）.

3.2.4 水體緩沖分析

龍虎山風(fēng)景名勝區(qū)的水資源比較豐富，其中有信江、瀘溪河兩條主要河流.根據(jù)實(shí)際情況，按距離水源的遠(yuǎn)近劃分為5個(gè)等級(jí)，距離主要分為100、200、300、400、500m.其中距離水源在100m之內(nèi)的區(qū)域?yàn)楦呙舾卸葏^(qū)域（圖5），占總面積的8.63%.

3.2.5 耕地緩沖分析

風(fēng)景名勝區(qū)中的耕地面積35.68km2，占總面積的16.22%；耕地面積屬于非建設(shè)用地中的一類(lèi)，耕地具有較高的生態(tài)效益，加強(qiáng)對(duì)耕地周?chē)鷧^(qū)域的保護(hù)有利于風(fēng)景區(qū)的生態(tài)建設(shè).對(duì)耕地周?chē)膮^(qū)域進(jìn)行保護(hù)分級(jí)，加強(qiáng)監(jiān)管.分級(jí)主要為0-50m，50-100 m，100-150m，150-200m，200-250m，大于250m的區(qū)域，距離越近，生態(tài)敏感性越高，需要加強(qiáng)保護(hù)（圖6）.

3.2.6 人文因子

首先是人口因子，人口分布是風(fēng)景名勝區(qū)規(guī)劃的前期工作，人口容量的多少是風(fēng)景區(qū)發(fā)展的重要表征指標(biāo).對(duì)風(fēng)景區(qū)內(nèi)部的人口分布進(jìn)行資料收集與調(diào)研，得知：，風(fēng)景名勝區(qū)涉及到自然村102個(gè)，農(nóng)村居民7392戶，29175人，外出人數(shù)達(dá)到6578人，占人口的22.5%，另有城鎮(zhèn)人口9243人，則風(fēng)景名勝區(qū)內(nèi)常住居民共計(jì)38418人（圖7），城鎮(zhèn)居民占總?cè)丝诘?4.1%.

3.3 多因子疊加分析

多因子疊加是綜合影響因素評(píng)價(jià)的重要環(huán)節(jié)，采用權(quán)重分級(jí)的方法，將各個(gè)單因子元素按照定量的結(jié)合起來(lái)，對(duì)于后期的方案篩選與確定有重要意義[5].在自然因子的疊加分析中，賦予高程、坡度、坡向、水體緩沖、耕地緩沖的各自權(quán)重，高程比重0.35，坡度比重0.25，坡向比重0.10，水體緩沖比重0.15，耕地緩沖比重0.15.然后將自然因子分析與人文因子分析相結(jié)合，得到生態(tài)敏感性分析（圖8），分級(jí)保護(hù)規(guī)劃圖.保護(hù)的對(duì)象主要有林地、居民生產(chǎn)生活用地、基本農(nóng)田、地形地貌脆弱地區(qū).

圖5 風(fēng)景區(qū)主要水體緩沖區(qū)分析圖

圖6 風(fēng)景區(qū)耕地緩沖區(qū)分析圖

圖7 風(fēng)景區(qū)主要人口分析圖

圖8 風(fēng)景區(qū)生態(tài)敏感性分析圖

3.4 龍虎山莊會(huì)議中心建筑數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

龍虎山莊會(huì)議中心建筑是龍虎山莊的重要建筑，建立建筑信息化數(shù)據(jù)庫(kù)有利于后期的建筑管理與運(yùn)營(yíng).在建立建筑信息數(shù)據(jù)中主要采用Revit的軟件，首先分析龍虎山莊的規(guī)劃圖，進(jìn)行建筑方案的推敲.得到初步設(shè)計(jì)思路，在Revit中建立建筑的模型，結(jié)合Ecotect軟件進(jìn)行生態(tài)模擬分析，得到龍虎山莊園區(qū)中部分地帶的建筑朝向分析圖，太陽(yáng)輻射分析圖；建筑朝向的選擇直接影響建筑物的采光照明，合理的朝向可以減少建筑能耗，提高舒適性.地面熱輻射量的大小影響硬質(zhì)空間的布置，一些公共設(shè)施的選址也受其影響，例如變電站、垃圾池等地塊需要布置在陰涼干燥地帶.對(duì)于建筑、景觀規(guī)劃有一定意義[6].

其次利用Revit軟件，對(duì)建筑進(jìn)行擴(kuò)初、施工圖設(shè)計(jì)；在擴(kuò)初設(shè)計(jì)過(guò)程中，結(jié)合Revit軟件的關(guān)聯(lián)性修改功能、強(qiáng)大豐富的材料數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)建筑的局部或者整體進(jìn)行細(xì)化，并且可以生成各層的平面圖以及立面圖等，為施工階段提供有效的施工圖紙保障.結(jié)合軟件的統(tǒng)計(jì)功能可以得到部分材料明細(xì)表；并且多專(zhuān)業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì)，對(duì)于結(jié)構(gòu)、建筑、水電等專(zhuān)業(yè)的人員而言，可以同步更新相關(guān)設(shè)計(jì)內(nèi)容，使彼此間及時(shí)了解建筑的整體信息，降低設(shè)計(jì)返工率.

3.5 BIM數(shù)據(jù)共享與管理

最終將所有數(shù)據(jù)設(shè)置相關(guān)的訪問(wèn)、修改、查看等權(quán)限，發(fā)布給政府、規(guī)劃設(shè)計(jì)院以及相關(guān)的施工、管理單位，為后期的施工、運(yùn)營(yíng)提供基礎(chǔ).在ArcGIS中制定單因子專(zhuān)題分析圖，數(shù)字高程三維模型，進(jìn)行定量分析；同時(shí)結(jié)合Google地圖，實(shí)現(xiàn)三維漫游. Revit軟件中建筑信息模型集中了龍虎山會(huì)議中心建筑的設(shè)計(jì)信息，例如建筑的管線、窗戶、門(mén)等出現(xiàn)問(wèn)題，可以直接查看信息模型，可以得到直觀的內(nèi)部建模情況，快速發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題.

4 BIM技術(shù)在風(fēng)景名勝區(qū)規(guī)劃中的總結(jié)

在龍虎山風(fēng)景區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)中，采用了BIM技術(shù)理念，對(duì)風(fēng)景區(qū)的總體信息建立了信息數(shù)據(jù)庫(kù)，其中從宏觀的角度結(jié)合ArcGIS軟件，進(jìn)行了生態(tài)敏感性的分析，得到分級(jí)保護(hù)用地規(guī)劃的基礎(chǔ)依據(jù)；結(jié)合Revit軟件，建立龍虎山莊會(huì)議中心建筑信息模型，對(duì)建筑進(jìn)行可視化、信息化等分析，所有的資料信息集中在模型之中，便于管理和施工.這其中存在很多優(yōu)點(diǎn)與不足：

4.1 存在的優(yōu)點(diǎn)

（1）定量的決策系統(tǒng)為主：在龍虎山風(fēng)景區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中，定量的分析方法相比傳統(tǒng)的定性方法更有說(shuō)服力，在決策規(guī)劃的過(guò)程中用科學(xué)數(shù)據(jù)為依據(jù).在本文案例中運(yùn)用BIM技術(shù)定量數(shù)據(jù)方法，利用ArcGIS、Revit、Ecotect軟件進(jìn)行了定量分析，使得決策更科學(xué).

（2）協(xié)同設(shè)計(jì)的規(guī)劃方法：風(fēng)景區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)中采用的Revit軟件，建立了會(huì)議中心建筑BIM模型，這其中涉及到多專(zhuān)業(yè)協(xié)作的環(huán)節(jié)，多專(zhuān)業(yè)基于同一個(gè)Revit模型，進(jìn)行各自專(zhuān)業(yè)的設(shè)計(jì)，同步更新設(shè)計(jì)內(nèi)容，各專(zhuān)業(yè)間及時(shí)互相溝通，解決問(wèn)題[7].

（3）風(fēng)景名勝區(qū)的BIM模型的建立，為風(fēng)景區(qū)管理、生態(tài)保護(hù)系統(tǒng)規(guī)劃、用地規(guī)劃與管理、旅游游賞路線規(guī)劃等提供定量的科學(xué)數(shù)據(jù)信息，同時(shí)為后期的旅游資源保護(hù)與利用，旅游資源的可持續(xù)發(fā)展提供了基礎(chǔ).并且為風(fēng)景區(qū)全生命周期管理體系的建立提供平臺(tái).

（4）信息數(shù)據(jù)展現(xiàn)的多樣化：在規(guī)劃設(shè)計(jì)中的圖紙表達(dá)，以數(shù)字化為基礎(chǔ)，三維表達(dá)，影像格式，數(shù)據(jù)庫(kù)形式等，區(qū)別于傳統(tǒng)的二維圖紙形式.Revit軟件在材料統(tǒng)計(jì)、圖紙自動(dòng)生成方面有優(yōu)勢(shì)，并且信息數(shù)據(jù)表達(dá)方式有二維、三維形式，色彩表達(dá)更加豐富，而且色彩修改更加方便且關(guān)聯(lián)性強(qiáng).

4.2 但是在案例的研究過(guò)程中，采用BIM信息化管理中也存在一定的問(wèn)題

（1）BIM技術(shù)在風(fēng)景園林行業(yè)推廣遇到阻礙. BIM技術(shù)是當(dāng)前建設(shè)行業(yè)的前沿技術(shù)，在建筑行業(yè)的發(fā)展有一定的基礎(chǔ)，而且一些觀念認(rèn)為BIM技術(shù)知識(shí)用于狹義的建筑行業(yè)，由于在風(fēng)景園林行業(yè)沒(méi)有更多的實(shí)踐與理論支撐，導(dǎo)致當(dāng)前的發(fā)展過(guò)于緩慢，因此需要繼續(xù)探索.

（2）BIM技術(shù)概念與軟件的普及程度不夠.部分專(zhuān)業(yè)人員當(dāng)前對(duì)BIM技術(shù)的理解，還是停留在軟件的應(yīng)用之上，并沒(méi)有實(shí)質(zhì)性的了解BIM技術(shù)的內(nèi)涵；生命周期理論概念是BIM技術(shù)的核心內(nèi)容，但目前對(duì)此概念的理解不夠透徹，需要繼續(xù)研究[8].

（3）BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)集中體現(xiàn)在管理方法與手段上，但本案例的研究中，側(cè)重于規(guī)劃設(shè)計(jì)過(guò)程中的管理，施工階段與管理運(yùn)營(yíng)階段的BIM技術(shù)應(yīng)用涉及面不夠廣，因而需要進(jìn)加深BIM技術(shù)在各階段的管理作用.

綜上所述，BIM技術(shù)理念在風(fēng)景園林行業(yè)的運(yùn)用才剛剛起步，需要更多的理論與實(shí)踐案例來(lái)推動(dòng)技術(shù)的發(fā)展.龍虎山風(fēng)景名勝區(qū)的BIM技術(shù)應(yīng)用具有一定的實(shí)踐意義，改變了規(guī)劃設(shè)計(jì)的決策方式，增加了定量分析的內(nèi)容，使得決策更加科學(xué)化與信息化；協(xié)同合作的方式加強(qiáng)專(zhuān)業(yè)之間的聯(lián)系.但在小場(chǎng)地的景觀設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)是否能夠運(yùn)用，需要進(jìn)一步實(shí)踐與探索.

〔1〕王珺.BIM理念及BIM軟件在建設(shè)項(xiàng)目中的應(yīng)用研究[D].西南交通大學(xué),2011.

〔2〕劉雯,曹禮昆,賈建中.BIM技術(shù)在風(fēng)景名勝區(qū)規(guī)劃中的應(yīng)用探索——以長(zhǎng)江三峽風(fēng)景名勝區(qū)為例[J].中國(guó)園林,2012(11):27-35.

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TU986

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：1673-260X（2017）03-0051-04

2016-11-29

2014年江西省高校人文社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目資助（JC1459)