風景園林信息模型的應用現狀與前景展望

馬育辰

摘 要：風景園林信息模型是從建筑信息模型延伸出來的針對風景園林專業的信息模型。將其應用于風景園林設計中，有利于提升風景園林設計成效。由此，本文首先對風景園林信息模型進行簡要分析，然后探討LIM在風景園林行業的項目應用，最后分析應用中存在的問題，并對前景進行展望。

關鍵詞：風景園林信息模型;BIM;大數據分析;應用前景

中圖分類號：TU986文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）07-0093-03

Abstract： The information model of landscape architecture is an information model extended from the building information model for landscape architecture specialty. Applying it to landscape architecture design can improve the effect of landscape architecture design. Therefore， this paper first made a brief analysis of the landscape architecture information model， then discussed the project application of LIM in the landscape architecture industry， finally analyzed the problems existing in the application， and looked forward to the future.

Keywords： landscape information modeling;BIM;big data analysis;application prospect

1 風景園林信息模型概述

風景園林信息模型（Landscape Information Modeling，LIM）這一概念在2009年國際數字景觀大會中由哈佛大學Drvin教授首次提出，是指創建并利用數字化模型對風景園林工程項目的設計、建造和運營全過程進行管理和優化的過程、方法和技術。其是從建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）延伸出來的針對風景園林專業的信息模型。該模型能應用于風景園林工程的規劃、設計、施工、運營維護等各個階段，實現風景園林全生命期各參與方在同一多維建筑信息模型基礎上的數據共享、協同工作、統籌管理[1]。

雖然LIM技術以BIM技術為基礎，但由于園林行業與建筑行業在專業內涵、項目周期、技術需求等方面具有明顯區別，因此LIM與BIM相比具有明顯的自身專業特點。與建筑相比，風景園林涉及大尺度的場地環境規劃與設計，所以LIM技術與BIM技術的不同在于，LIM技術重點要對場地相關生態環境進行分析，并協調多專業的交叉融合。場地設計與生態系統服務的動態評估相結合，需要相應的設計技術和工具加以輔助[2]。因此，風景園林信息模型的構建不僅包括設計過程、設計材料、施工管理的信息化（BIM技術的核心技術要點），而且在前期需要借助地理信息系統（GIS）基于遙感信息分析場地的高程、植被、水文等。除此之外，場地設計還要與參與者的心理感知、情緒變化、文化認同等相關聯[2]，以此滿足可持續性場地中有關社會可持續性的要求。

2 LIM在風景園林行業的項目應用探索

2.1 基于大數據與數據分析規劃設計項目

風景園林大數據分析基于多種數據收集，如百度POI數據、Landsat數據等。數據分析類型既包含自然因素（地形、氣候、水源、土壤、生物等），也包括以人為研究要素的人的活動軌跡、活動偏好等。現今將上述數據分析技術作為規劃設計類型項目的前期場地條件解讀。基于疊加分析場地地形信息、植被信息、文化信息、水文信息，對場地進行生態建設適宜性分類，從而優化城市的用地分類。例如，為采煤塌陷區的地質分析、土壤土質分析等提供推薦選址方案，從而確定適宜的綠地修復及發展建設的地塊。

2.2 基于智能設備掃描與記錄的高精度城市實景模型構建

Ron Henderson教授運用衛星與雷達的定位與掃描技術，為汽車行駛預設行駛信息與行駛空間、構建無人駕駛車輛系統[3]、高效利用城市交通空間提供參考依據。

在中尺度的設計中，基于高清晰度衛星影像與大比例地形圖、構建點云模型以及地物的3D模型，綜合多元信息，利用無人機攝影測量和激光掃描技術提供精確的地理數據，從而構建高精度LIM模型。

2.3 豎向設計與施工實施及管理

基于Civil 3D平臺和數字地面模型的應用，彼得·派切克（Peter Petschek）提出了“智慧造景”（LandscapingSMART）的理念[4]。該理念是風景園林設計師應用土木工程的測繪和設計工具，實現衛星定位和自動控制機械，實現設計與施工的整合。

2.4 植物種植設計與管理

光輝城市公司開發了基于植物大數據的風景園林BIM智能設計軟件。該軟件對風景園林模型場景中各個要素附上相應的屬性信息、數量信息、市場信息等，并與供應商相銜接，達到設計與市場、線上與線下的互通。點擊植物模型可查詢信息，并可鏈接到苗木供應商信息，按需搜索供應商。

另外一種植物信息軟件錄入與管理的方式是借助參數化編程，在Autodesk Revit軟件平臺運行Dynamo，運用數據算法等生成帶有苗木信息的苗木模型，并最終生成二維碼，供其他用戶查詢。

3 應用問題與前景展望

3.1應用問題

3.1.1 未發揮軟件應用的實際功效。現階段缺少專門針對風景園林的BIM技術軟件，同時也存在運用3D軟件、3D技術制作2D產品的問題。蔡凌豪[5]的評價準確闡述了目前的狀況：“直到今天，除GIS在大尺度風景園林規劃中有所應用外，風景園林規劃設計數字技術的應用水平基本等同于20世紀末的建筑學科——CAD二維圖紙的繪制、三維模型的制作及效果圖繪制。”

3.1.2 即使有部分風景園林項目應用LIM技術及相關數據分析，但并未實現全流程應用與管理。LIM技術主要應用于設計項目的前期場地分析（主要運用GIS數據分析）、項目方案設計中植物的種植設計與植物供應商的連接、項目建設過程中的施工圖可視化與施工實施的聯動管理。但上述應用中，LIM技術多是應用于項目進行過程中的某一個或某幾個節點，對LIM技術的全生命周期應用仍屬研究階段，鮮少有項目實際應用這一理念。

3.1.3 國家尚未出臺相關標準規范管理此行業發展。BIM技術在國內外都相對成熟，且應用較廣，在建筑行業領域是實行全生命周期管理的重要技術與平臺。國內現已相繼出臺了多項政策法規與標準規范。在”十二五“期間，BIM等新技術被列入建筑業信息化發展的總體目標和重要任務之一。住房和城鄉建設部近年來出臺了多部國家標準，包括《建筑信息模型分類和編碼標準》（GB/T 51269—2017）、《建筑信息模型設計交付標準》（GB/T 51301—2018）、《建筑信息模型使用應用統一標準》（GB /T 51212—2016）及行業標準《建筑工程設計信息模型制圖標準》（JGJ/T 448—2019）。這些規范標準的頒布表明國家對此技術在行業內應用的重視以及旨在促進BIM技術在行業廣泛應用與標準化應用。

但是，在風景園林設計領域，基于LIM技術的規劃設計仍處于萌芽狀態，國家沒有對行業BIM技術應用的硬性要求，也沒有出臺相關的規范標準，各機構、各公司在各自需求的基礎上開發與應用。

3.2 應用前景展望

3.2.1 基于大數據統計、算法分析的技術革新，提升風景園林設計的科學性、高效性。運用大數據統計、算法分析等將風景園林設計與實施過程中多個依靠經驗的設計節點轉化為以科學分析客觀事實的結果為設計依據。對于大量的信息涌入和數據、技術的信息化，需要運用聯想性、擴展性、激發性開拓思路，繼而綜合各項信息，通過多方案比選，得到最優解。再者，利用計算算法的科學性、準確性，提高項目設計的效率，并可在計算過程中融入動態因子，實時觀察效果呈現，發現問題，解決問題。

3.2.2 軟件全生命周期覆蓋。從場地設計、硬質景觀設計到施工圖繪制、植物種植設計，再到項目施工進度安排與管理，歐特克公司皆有相對應的軟件應用。例如，Revit、Infraworks可以作為場地設計的軟件平臺;BIM360、Navisworks可以作為項目施工管理的軟件平臺。

另外，開發地理信息系統分析的ESRI公司與Autodesk公司實現戰略合作，Autodesk Infraworks可以讀取ESRI公司的shp格式的文件，在場地地理信息分析、視覺表現、景觀設計模型等方面消除軟件壁壘，大幅度提升工作效率。

3.2.3 綜合多源數據、即時可視化表達。綜合多源數據類型是整合信息資源、實現充分數字化表達、表述動態模型的必要條件[2]。風景園林是一個綜合建筑、自然環境、基礎設施等多維度、多尺度協調規劃設計的專業，LIM的構建需要考慮能輸入并分析來自相關行業各項信息、數據，適應區域尺度到場地尺度的設計需求，并能即時表達可視化效果且可查詢相應數據信息。充分的數字化表達不僅對視覺景觀具有重要意義，而且可以即時模擬空間體驗，通過動態參與的形式從景觀設計的建造和評判兩個方面支撐景觀設計過程[6]。

3.2.4 運用物聯網（IOT），實時監控項目運行與后期維護。物聯網是一個典型的信息采集、處理和傳遞信息的系統。物聯網與互聯網的一個根本區別是具有直接連接物品、感知和處理物品信息的能力[7]。小尺度的、精致的設計項目的后期維護與管理，或實驗性項目的持續性的觀察與研究，可以考慮運用此系統作為輔助工具，觀察自然變化、實時管理項目的實施等。

3.2.5 邊界指導規劃、邊界定義設計。“邊界指導規劃”，即通過對人活動的信息、生活服務信息等數據進行分析，將生活圈、活動圈邊緣落實，形成社會屬性結構，從而為規劃的編制與實施提供依據。對于景觀設計中的地形改造設計，首先要劃定地形改造邊界，然后進行高程、道路、綠地的改造與設計。“邊界定義設計”是實現設計過程數字化的重要前提。例如，在TIN高程模型上直接做場地設計，成果可以直接導入BIM中，在設計過程中以可視化形式充分利用高程信息，變平面的二維設計為可視化的三維設計，并提高三維模型的精準性。

4 結語

在BIM平臺的基礎上，從設計者、軟件與平臺使用者出發，LIM軟件中最關注及最需要的功能應更多的側重在這三個方面，優先提高豎向設計、種植設計、水文分析的軟件分析能力，解決目前存在的設計軟件在某些方面無法適應場地設計的問題以及豐富多樣的地形設計。

另外，現實中仍有很多限制條件。國內數據的收集渠道有限、社會共享信息有限，項目如若需要收集與統計大量數據，往往需要與專業機構合作。參數化設計與施工無疑要增加公司的學習成本投入，并需要革新現有的工作流程。對很多公司來說，LIM技術在實際項目中的應用既是機遇也是挑戰。風景園林行業往往需要與多專業合作，特別是與建筑、規劃、水文、交通等行業交叉協同工作，并借助大數據分析、算法分析等技術輔助場地形態設計與功能分布。

參考文獻：

[1]賴文波，蔣璐.基于景觀信息模型（LIM）的大學校園雨水花園建造[J].風景園林，2017（1）：124-128.

[2]郭湧.面向可持續性場地設計的風景園林信息模型前景展望[J].動感（生態城市與綠色建筑），2014（4）：62-57.

[3]Marshall Brown，Lili Du，Laura Forlano. The Driverless City.[EB/OL].https：//web.iit.edu/sites/web/files/departments/nayar-prize/presentations/Driverless_City_2-18-2016.pdf.

[4]彼得·派切克，郭湧.智慧造景[J].風景園林，2013（1）：33-37.

[5]蔡凌豪.風景園林規劃設計數字策略論[J].中國園林，2012（1）：14-19.

[6] Lewis Richard Gill. A 3D Landscape Architecture Information Model： Using Real-Time 3D Graphics for Site-based Landscape Design [D].Sheffield：The University of Sheffield，2013.

[7]毛燕琴，沈蘇彬.物聯網信息模型與能力分析[J].軟件報，2014（8）：1685-1695.