徐州段大運河文化帶數字景觀建設的路徑研究

陸萍蘭

（江蘇建筑職業技術學院，江蘇徐州 221116）

2019年中共中央辦公廳、國務院辦公廳印發《大運河文化保護傳承利用規劃綱要》，標志著大運河文化帶上升為國內首例以文化引領區域協調發展的國家戰略。2020年，江蘇率先出臺了相關政策。近年來，徐州先后下發政策性文件，為深入貫徹“保護好、傳承好、利用好”大運河提供了契機[1]。隨著數字中國、數字城市到來，徐州作為國家智慧城市試點，徐州段大運河文化帶數字化建設已是大勢所趨。大運河文化帶數字景觀是體現大運河文化帶保護傳承傳播的重要載體，相關研究也是數字城市建設發展的熱點。

1 研究現狀

1.1 國外研究現狀

國外大運河文化帶建設在保護層面，多以河為線，運用遺產廊道模式，構建運河流域協同發展大格局。例如，美國伊利運河采用遺產廊道系統目標管理，在政策層面，有全面系統的法律；法國米迪運河建立的不同遺產管理機構法律，在文化層面，多運用主題化闡釋，構建遺產文化價值體系框架，打造城市文旅品牌。在數字技術層面，國外研究以信息管理為基礎，目前已深入到大運河文化建設各個層面。

1.2 國內研究現狀

目前，國內關于大運河文化景觀帶建設的研究，多集中于文化保護、生態修復、工程提升等方面，對大運河文化帶景觀數字化的研究分析和歸納總結空白，缺乏對大運河文化景觀數字化技術定量分析設計的關注。以起訖兩端的京杭大運河文化帶景觀建設為例，2021年10月“京杭對話”，致力于打造璀璨文化帶、綠色生態帶、繽紛旅游帶。國際數字景觀大會開展后，京杭大運河文化帶景觀數字化前期和方案設計模擬應用得到有效加強，但徐州段的數字化水平薄弱，缺乏科學性、全過程、系統化、客觀性的數字化景觀路徑研究。

2 徐州段大運河文化帶

徐州段大運河文化帶景觀建設正在積極推進中，其中徐州市區段風光旖旎，沛縣段、銅山區段及邳州市段大多運河水岸以硬質泊岸堤壩為主，形成了城市和水岸明確的空間，部分區段堤壩緊貼水面，濱水公共活動空間設計程度較傳統。2022年徐州段大運河規劃建設綠色現代航運綜合整治工程，以徐州楚漢文化為切入點，對兩岸工業風貌進行提升，形成了“南北運通，漢河伴生”的主題定位。

隨風景園林4.0時代的到來，徐州段大運河文化帶景觀基于經驗、感性的設計很難在數字化時代發揮引領作用，只有拓展大運河文化帶景觀數字化建設的路徑，將數字化理念植入前期設計規劃中，運用到中期的方案設計與建造中，以及后期的景觀評價和管理中，才能滿足更科學、更合理地推動徐州段大運河文化帶示范性建設的需求。

3 數字景觀

3.1 數字景觀內涵

數字景觀是定量理性的科學與定性感性的藝術相結合，即軟件技術與景觀設計相結合，綜合運用航拍、GIS、3DsMax、遙感、Sketchup、Rhion、Lumion、虛擬現實、人工智能等數字技術，對景觀環境信息進行采集、分析、設計、模擬、建造和評估的過程方法和技術，跨學科協作，最終產生最優解的結果[2]。

3.2 數字景觀案例

3.2.1 上海交運智慧灣“萬年輪”——可伸縮的3D打印景觀橋

該景觀橋是國內外首例采用3D打印技術，借助增材制造的面板與機械聯動鋼結構，制造而成的一種全新可伸縮功能景觀人行橋——伸為橋，縮為輪。“萬年輪”不僅具備批量化生產、輕量化設計、快速安裝、智能通行和景觀雕塑的復合功能，而且在審美方面也別具匠心，造型獨特、裝飾精良，利用數字化技術將中華傳統文化呈現出來，創造出前所未有的視覺盛宴。

3.2.2 拉瓦爾“未來公園”

拉瓦爾坐落于加拿大魁北克省西南處，基于麻省理工學院的“明智城市實驗室”，對未來公園進行了數字化景觀設計的大膽設想。未來公園將充分使用數字技術擴大物理空間，為公眾提供新穎的工作與休閑體驗。在景觀雕塑方面，運用激光蝕刻等新興技術創造新穎有趣的景觀雕塑，提高公眾的環境場所感和培養人們的創造力。在景觀家具方面，設置智能化公園桌椅，通過物聯網平臺可以合理配置給公眾，并在背面提供電子書寫的功能。在景觀智能化方面，為促進人們的交際、鍛煉、學習等活動，在公園中設置全息圖、燈光實體設備與互動界面，人們可以通過AR應用程序進行自由的創作虛擬作品。

4 徐州段大運河文化帶數字景觀建設路徑

4.1 構建協同高效的徐州段大運河文化帶數字景觀格局

徐州舉四達之路，融合八方文化，不生于此而融于此，徐州段大運河文化帶建設將周邊人文景觀數字化有機融入徐州創意城市建設中，通過對大運河文化帶景觀植入數字化理念和方法，為徐州帶來一個嶄新的未來。未來的大運河將實現從作為基礎設施的功能之和到作為智慧公共目的地活力之和的華麗轉變，成為徐州歷史文化的載體，成為徐州城市生態的催化劑，成為徐州智慧環境示范區。

伴隨智慧生態園林4.0時代的到來[3]，植入數字化理念、技術、方法等，不僅可以重新定義公共體驗的大運河文化帶景觀功能，而且也給整個徐州城市建設提供嶄新的思路。期待未來的徐州將實現從無名城市到文化城市的轉變，未來的徐州將實現從通勤城市到生態水城的轉變，未來的徐州將實現從洪澇城市到彈性城市的轉變，未來的徐州將實現從車行城市到人行城市的轉變，未來的徐州將實現從工業城市到智慧新城市的轉變。

4.2 引進有效的徐州段大運河文化帶數字景觀技術

4.2.1 徐州段大運河文化帶景觀信息數字化采集

徐州段大運河文化帶景觀信息化采集的是大運河文化帶環境中的生態環境和形態環境。

生態環境主要指場所中所有影響景觀效果的生態因子，包含地理、氣候、水體、土壤、風向、照度、生物等自然生態因子。大運河文化帶景觀可以結合最新的生態環境監測技術，如水質在線監測、大氣在線監測、空氣溫度傳感器、空氣濕度傳感器、空氣風向傳感器、生物傳感器、無人機遙感監測等設備進行信息采集。

形態環境指的是場所中物質形態和非物質形態。物質形態主要是指大運河文化帶景觀的平面布局和空間組織；非物質形態主要是指大運河文化帶的地域文化和社會習俗等。物質形態的環境信息通過地圖數字、現場測量，以及遙感技術、航拍等技術獲得相應的地理數據，同時借助地理信息系統GIS、全球定位系統GPS和遙感技術RS[4]，為高效完成徐州段大運河文化帶景觀環境的信息采集工作提供技術支持。

4.2.2 徐州段大運河文化帶景觀信息數字化分析

徐州段大運河文化帶景觀信息數字化分析可以采用地理信息系統GIS技術[5]，涵蓋對地形數據、水體數據、植物數據、行為數據的分析。

地形是大運河文化帶景觀設計中的核心要素，運用GIS可以針對地貌、高程、坡度、坡向及挖填土方量進行分析，助力設計決策。水體是大運河文化帶景觀設計中的典型要素，可采用測繪、遙感技術、傳感器監測系統，監測水文數據。植物是大運河文化帶景觀設計中的重要要素，對植物本身進行測定分析，借助植物資源檢索數據庫和植物設計應用數字模型進行外部評價和分析，達到內外綜合優化設計效果。行為是大運河文化帶景觀設計中的關鍵要素，可以從已經建成的環境行為和主體感知行為進行數據分析。已經建成的環境行為分析，可結合問卷星的潛在人群分析，確定該區域的設計定位、環境容量、交通通達性和服務人群，幫助確立空間規劃和道路選線。主體感知行為分析主要從五感、生理和心理3方面進行，可借助眼動儀、噪音頻譜分析儀、收縮壓和舒張壓及脈搏的平均數值、問卷調查法等進行量化分析。

4.2.3 徐州段大運河文化帶景觀數字化設計

（1）徐州段大運河文化帶景觀方案推敲設計。方案推敲設計主要基于對環境的地形、氣候、照度、功能等的反復分析驗證推敲的過程設計。針對徐州段大運河文化帶地形方案推敲，可以借助等高線地形圖、規則網格（Grid）、不規則三角網（TIN）[6]，梳理地形高度和地貌形態。其中GIS可以對場地的高程、坡度、坡向等進行初步分析，SU可以基于等高線地圖標高快速直觀地呈現出場地高程變化概況。關于徐州段大運河文化帶微氣候的模擬可采用分布參數法CFD模型。對于徐州大運河文化帶景觀功能分析，較大尺度的線性文化帶景觀可采用GIS和Lumion進行出入口、道路和節點場地的計算和模擬，讓景觀規劃功能更科學、動線、合理。

（2）徐州段大運河文化帶景觀方案數字化設計。數字化設計在徐州段大運河文化帶景觀方案中的體現，主要從兩方面入手。

一是利用參數化進行設計。借助GIS、Grasshopper、Rhion、LIM等參數化軟件將景觀設計要求、設計原則、設計方法和設計結果等設計過程轉化為一種可以控制指定參變量規則的參數模型，任何一個參變量的變化都會影響設計結果。通過人機交互的方式實時體驗景觀數據的動態情況，并加以分析和利用。由于該方法仍處于初期階段，所以需要設計師在大運河文化帶建設中努力嘗試。例如，袁旸洋等借助ArcGIS對南京牛首山景區道路參數化風景道路選線[7]。

二是進行數字化輔助設計，借助CAD進行二維圖形繪制，并運用3D、SU、Lumion等建立三維模型。數字化設計能夠讓設計師在短時間內，快速了解徐州段大運河文化帶景觀的場所環境，輕松掌握參數化設計邏輯性、系統性的設計思維，簡單易操作的Revit、Archicad 參數化工具與 Grasshopper、Dynamo參數化軟件，構建立體參數映射模型，幫助設計師更深層次地理解大運河文化帶景觀現狀。

4.2.4 徐州段大運河文化帶景觀場景模擬

徐州段大運河文化帶景觀場景模擬可以采用建模加渲染、虛擬現實VR、增強現實技術AR及混合現實技術MR等，利用參數化設計形成的景觀參數化模型[8]，采用 3DsMax、Sketchup、Lumion 等三維建模技術進行空間模擬，采用效果圖、動畫、視頻等方式進行虛擬展示，創造身臨其境的感覺，幫助非專業人員或專家理解設計師的景觀規劃意圖，參與規劃和設計中，為后期大運河文化帶景觀建設決策提供直觀的參考。

4.3 創新立體多元的徐州段大運河文化帶數字景觀建管

4.3.1 徐州段大運河文化帶景觀數字化建設

基于景觀數字化4.0時代越來越多的景觀設計元素，可以通過3D打印、數控加工及數控建造等進行智能建造。當下應用較為廣泛的是3D打印技術在景觀小品、景觀橋、景觀雕塑等景觀元素中的應用。例如，景觀小品的數字化建設可以采用CAD、3DsMax結合Grasshopper進行軟件的參數化建模，然后利用激光切割機和3D打印等硬件數字工具建造。

4.3.2 徐州段大運河文化帶景觀數字化管理

通過信息存儲技術可以建立系統性和實時性的大運河文化帶景觀資源信息庫，利用參數化設計形成的景觀參數化模型幫助設計師和城市規劃者較為快速有效獲取現狀資源信息。一方面，采集徐州段大運河文化帶基礎資料，構建大運河文化帶景觀的數據庫；另一方面，引入景觀信息系統LIM，在充分了解徐州段大運河文化帶景觀要素的基礎上，秉持系統論理念，結合參數化設計的景觀成果，研發適用于景觀行業的數字化軟件平臺，讓設計前期、中期及后期都能形成實時動態化管理，可全程關注設計和設計的因變量，實時產出模擬設計效果且可控可調，便于提升徐州段大運河文化帶景觀全過程管理。

5 結語

為積極響應國家“數字中國”、徐州“數字城市”等政策和舉措，適應新形勢、新要求，徐州段大運河文化帶景觀通過引入數字技術，以期達到優化人文景觀、傳播運河文化、引領數字城市的優勢，堅持保護優先，深化內涵挖掘，加強智慧活化，重點打造虛實交融的大運河景觀，提升大運河沿岸人文、生態、智慧風景，讓千年運河煥發新的時代生機。