基于BIM和GIS技術的參數化景觀設計研究
——以清徐智慧葡萄小鎮為例

馮文秀

（山西應用科技學院，山西 太原 030062）

0 引言

隨著科學技術水平和人們生活質量水平的不斷提升，為城鎮化發展提供了新的思路。而智慧城鎮建設是實現城鎮化發展的新路徑，利用大數據、智能技術和云計算等技術構建智慧城鎮，以特色小鎮開發帶動分散的廣大鄉鎮人群的城鎮化，成為了一種新的發展模式和方法，也帶動了縣鎮的經濟發展。清徐葡萄小鎮的建設，是將其建成太原城鄉統籌示范區，促進太原城鄉和經濟的發展。因此，在清徐縣開展示范性的智慧小鎮建設具有重要的實踐意義，必須要加強對其智慧化城鎮的建設，加強對其參數化景觀設計的研究，為促進太原城鎮發展添磚加瓦。

現如今，城鎮化發展已經與先進的科學技術和理念融合，為城鎮化提供了發展條件。智慧城鎮作為城鎮化發展的方向，建立智慧城鎮成為了必然趨勢。而智慧城鎮的建立必須要符合當地的實際情況，符合生態文明建設標準。在這樣的背景下，采用GIS技術和BIM技術對當地的景觀設計進行研究分析。以清徐智慧葡萄小鎮為例，對智慧小鎮建設中的生態環境、生態資源、區域發展需要等生態適宜性進行評價，從而能夠合理、科學地分配資源，能夠使智慧小鎮更符合當地條件，而且對其進行景觀設計能夠促進小鎮的發展，帶來良好的經濟效益。同時利用BIM技術建立可視化模型，對方案進行實時性的調控和修改，分智慧系統、智慧公園、智慧生態等三個智慧關鍵技術，完成對葡萄小鎮智慧化參數設計。在此基礎上，本課題從風景園林的角度出發，將生態適宜性評價結果與清徐智慧小鎮規劃圖相疊加，通過BIM、GIS技術參數化設計，提出清徐智慧小鎮建設策略，以期為清徐縣智慧小鎮的建設與發展提供參考。

1 國內外現狀

1.1 國內現狀

現如今，景觀設計成為了設計研究的熱點，在風景園林領域已經開始運用參數化設計，以參數化的數據為依據，以先進的科學技術為支撐，使設計更加的科學、合理。在風景園林參數化設計研究中，許多大學已經開展了相應的研究[1]。例如：清華大學、北京林業大學和同濟大學等多個院校的學者對參數化的設計方法展開了研究。在設計過程中，構建了相應的參數化模型，應用數字化設計軟件和平臺對城鎮進行相應的設計，而且提出了設計評價模型和設計的流程圖解，有利于參數化設計更好地應用在景觀設計中，促進了景觀設計的發展，而且提出了景觀設計的數字設計策略。同濟大學池志煒等人對景觀設計的方案和技術進行研究，提出了景觀布局、景觀規劃和景觀施工的具體內容，而且結合數學矩陣思維對景觀設計進行參數化設計，探索參數化在景觀設計中的應用方法，促進了景觀設計的發展。

1.2 國外現狀

參數化在景觀設計中的應用，也是國外設計研究的熱點。默森·莫斯塔法維和賽羅納杰將參數化設計進行分解，分解為場地指數化、敏感系統、網絡城市自我實現等不同的階段，而且利用數學模型方法建立相應的思維關系，構建相應的關系系統，將復雜的關系網絡簡單化，從而能夠使參數化數據變得更加簡單。瑞士和美國等學院研究主要是以參數化軟件進行輔助設計與建造，構建參數化設計模型，從而能夠更加有效、更加方便地進行設計。其次，在參數化設計實際應用方面，以景觀都市主義和參數化設計為基礎，設計了“流動的花園”。在“流動的花園”的設計中，運用參數化技術將場地的實際情況轉換為實際的數據，運用參數化處理軟件對大量的信息進行處理和分析，能夠使景觀設計更加地結合實際情況，從而能夠使景觀設計更加地合理、科學[2]。

2 BIM和GIS技術的參數化景觀設計

2.1 BIM技術的參數化景觀設計

BIM技術是一種數學建模技術，能夠將景觀設計的設計圖轉化為3D模型，能夠更加直觀地反映出景觀設計的效果圖，將設計圖可視化。BIM技術能夠將景觀的設計階段、施工階段、維護階段等進行全過程模擬，從而能夠保證景觀設計的科學性、合理性，能夠將問題更加直觀地反映出來。BIM技術具有可視化、協調性、模擬性和優化性。可視化能夠將抽象的理論轉化為實際模型，BIM技術能夠將施工整個過程可視化，不僅可以用效果圖展示，更重要的是能夠將景觀設計的整個過程都在可視化的狀態下進行。協調性是指BIM技術能夠對景觀設計的各個模塊進行協調，不僅能夠協調各個模塊，還能夠將不協調、不符合實際情況的問題及時地反映出來[3]。BIM技術通過相應的數據和建模，能夠將景觀設計效果圖和場地情況進行模擬，更方便景觀設計。而且BIM技術也能夠對景觀設計進行相應的優化，使景觀設計更加符合設計要點和實際情況。

2.2 GIS技術的參數化景觀設計

GIS技術是以場地空間為基礎，采用地理模型分析法，能夠提供測量場地的實時地理信息，是一種動態的地理信息收集和處理技術。該技術通過對景觀設計場地數據的收集，利用計算機對數據進行處理，加工數據轉換為地理圖形，從而能夠對景觀設計的場地進行預覽，也能夠進行相應的操作和分析。GIS技術能夠對景觀設計場地信息進行數據收集、空間分析和決策，能夠將人口、道路和房屋等內容顯示出來，是集數據收集、分析、處理和顯示為一體的技術。在景觀設計中采用GIS技術能夠對設計的場地進行了解，能夠對場地進行景觀設計模擬，從而能夠更加合理、科學地設計出符合實際情況的景觀[4]。

3 對BIM和GIS技術參數化景觀設計的研究

3.1 參數化因子和權重分析

（1）權重分析

景觀設計是比較復雜且難以評價的一種設計體系，存在著許多不定量的因素，導致許多評價指標存在定性問題，帶有模糊性，對評價的分析準確性較低，難以進行定量化分析。而對景觀設計進行相應的評價能夠保證設計的合理性和科學性，能夠保證景觀設計符合設計要點，能夠更好地對應用BIM和GIS技術的參數化設計方法進行評價。因此，必須要建立相應的權重體系，應用權重體系來提高評價的準確性和有效性。對于高BIM和GIS技術的參數化設計評價指標必須要建立多層分析指標，利用多層分析指標對事物的屬性和特性進行全方位分析，從而提高分析的準確性。因此，對于權重體系的建立采用層次法，根據事物本身屬性和外部對其屬性的影響進行分析，并且根據事物之間的不同屬性和關系，將事物轉換為多層次、多角度的屬性，從而建立一個多層次的權重體系。該體系能夠將定性因素轉換為定性和定量相結合的形式，從而能夠對評價指標進行相應的修正，保證評價結果的準確、合理。在權重體系建立過程中，必須要建立判斷矩陣，對權重進行相應的技術，而且必須對權重矩陣的一致性進行相應的檢測，從而能夠建立權重體系。圖1用層次法建立權重體系，能夠利用判斷矩陣來對景觀設計的合理性進行相應的判斷。

圖1 層次法建立權重體系

（2）參數化因子分析

參數化因子是在進行參數化模型設計和建立景觀設計模型時，對模型進行的分析方法，從而能夠保證景觀設計的合理性和科學性。參數化修改引擎提供的參數更改技術使用戶對建筑設計或文檔部分作的任何改動都可以自動地在其他相關聯的部分反映出來。參數化因素也就是通過參數化對象的活化設計與應用，能夠對區域內的環境、建筑等訊息通過計算機予以合理描述之外，這些信息還可通過資料關系的定義、資料行為準則與邏輯條件的建立讓建筑物相關信息的呈現能更自動化地實時反應實際的狀況。對參數化因子進行相應的處理和分析，能夠使BIM技術和GIS技術更好地應用在景觀設計中。

3.2 對清徐智慧葡萄小鎮的景觀設計應用

（1）利用BIM和GIS技術相結合，實現景觀設計科學化。借助GIS軟件的空間分析技術，采用AHP層次分析法以及多因素綜合評價法，構建適宜性分析模型，對清徐葡萄區域進行生態適宜性評價。利用BIM技術建立可視化模型，對方案進行實時性的調控和修改，分智慧系統（安防、衛生、通訊）、智慧葡萄公園、智慧生態（太陽板、雨水利用）等三個智慧模塊，完成對智慧小鎮的參數化設計。

（2）技術創新。利用BIM和GIS等參數化設計技術，突破傳統的設計方法。結合cad、sketch up、photoshop等軟件，實現景觀設計從傳統的計算機賦值設計到參數化設計的轉變。

（3）應用方面創新。利用BIM等參數化設計，實現景觀設計的全過程管理。從傳統的計算機輔助設計到現在利用BIM技術，嘗試在景觀設計領域實現全過程管理與評價。

3.3 建議

（1）景觀設計方案必須要具有創意，能夠滿足人們的需求。現如今，許多景觀設計處于發展階段，按照傳統的設計方案進行設計。為了使景觀設計擁有長足的發展，必須打破傳統設計模式，要用創新的思想來改變景觀設計的現狀，采用新型的科學技術來進行設計，要考慮設計過程中存在的問題并積極解決，讓景觀設計得到長足的發展，也滿足人們的需求。例如：在觀景區景觀設計中，適當地增加一些娛樂項目，滿足人們的需求，體驗到景觀設計的樂趣。

（2）必須提高相應人員的設計水平，要制定相應的設計標準。現如今，一些設計者的景觀設計的形式比較單一，缺乏設計特點和生態特點。因此，要提高設計人員的設計水平，要對景觀設計中存在的問題和解決方法進行研究，讓景觀設計得到長足的發展[5]。也要制定相應的標準，我國在這方面的設計起步較晚，缺乏相應的標準來制約設計方案，設計人員應該共同探討設計標準，制定符合我國的景觀設計標準，對標準進行不斷優化，讓標準符合實際的景觀設計，從而讓其得到深遠的發展。

（3）必須要重視景觀設計的價值，不要盲目跟從，要采用科學、合理的設計手段來進行設計。雖然BIM和GIS技術的參數化設計已經應用到許多景觀設計領域，但BIM和GIS技術的參數化設計只停留在軟件應用層面，沒有認識到BIM和GIS技術的參數化設計的真正價值和功能。因此，應增強設計人員的意識，采用科學、合理的設計方案進行設計，不要盲目跟從，必須根據實際情況對其進行設計，也要和施工人員進行設計探討，根據考察結果和探討結果來進行設計，讓BIM和GIS技術的參數化設計在景觀設計中能夠更好地發展，發揮出最大價值和功能[6]。

4 結束語

綜上所述，景觀設計對加快智慧城鎮化的建設具有重要的作用。因此，要加強對BIM和GIS等先進技術的應用，構建參數化設計理念，利用參數化設計完善景觀設計內容，從而能夠促進景觀設計的發展，促進智慧城鎮化的發展。