數(shù)字化技術在園林設計中的應用與發(fā)展

李燕

摘 要： 數(shù)字化和智能化轉型作為園林景觀設計發(fā)展的核心趨勢，既要把握好數(shù)字化技術、理念應用帶來的機遇，同時也要能夠對傳統(tǒng)園林景觀設計的經(jīng)驗進行吸收與融合。結合數(shù)字化景觀設計的邏輯，以智慧園林景觀設計為方向，采用Rhino+Grasshopper參數(shù)化等軟件，對數(shù)字化技術在園林景觀設計中的具體應用進行系統(tǒng)探討，為園林景觀設計的優(yōu)化與發(fā)展提供參考。

關鍵詞： 數(shù)字化；智慧園林；景觀設計；數(shù)字景觀

1 前言

在數(shù)字化信息化的今天，科學技術滲透到人類的每一個角落，數(shù)碼技術和智能裝備的出現(xiàn)，使人類的生存和環(huán)境美學發(fā)生了巨大的變化；同時，園林景觀要與時俱進，把數(shù)碼技術和風景相結合；從而使得城市園林更加的合理和適宜，從而改善人們的居住品質(zhì)。隨著時代、環(huán)境的變遷，城市的景觀形態(tài)日趨復雜，然而，我國的城市綠化信息化水平較低，還沒有建立起數(shù)字的學科理論；由于缺乏專業(yè)的培訓，使得景觀設計專業(yè)的入門門檻較低，對專業(yè)的理解程度不一，缺乏扎實的基礎理論；沒有足夠的實際工作，缺少專業(yè)的軟件工程師，加之目前工程進度總體上都很短，所以設計師們無法達到古人的水平；從相地、概念、到花圃建設、到最后的落腳點，都需要經(jīng)過長時間的觀測，才能讓花園的風景接近于圓滿。

2 數(shù)字化技術在園林景觀設計應用中的原則

2.1合理性原則

景觀建筑的規(guī)劃強調(diào)人與物的關系，在當今社會越來越多的社會生活中，恩格斯曾說：「人與人之間的每次成功都不能讓人欣喜若狂，而人類每次取得成功后，都必然會受到應有的懲罰?！乖谝?guī)劃設計中，要對時間、空間等要素進行綜合考慮，對環(huán)境的合理使用與配置，遵循自然法則，挖掘出其最優(yōu)特性；將不利因素轉變?yōu)橛欣麠l件，創(chuàng)建可持續(xù)的生態(tài)環(huán)境。

2.2適地性原則

“適地”既是為了適應當?shù)丨h(huán)境，又是為了適應當?shù)氐沫h(huán)境而進行的，同時也要考慮到當?shù)氐膶嶋H情況，采用適當?shù)募夹g手段；而另一面，是對土地進行適度的改造、利用和保護，分析和評價生態(tài)環(huán)境、空間特征和歷史文化背景，尋求地域和利用的相似性，并利用地方的物力和物力。對環(huán)境的適用性進行評估，主要是尋求空間、生態(tài)和文化的合理使用和最優(yōu)，并對其進行客觀理性的認識，并對其進行系統(tǒng)的系統(tǒng)的開發(fā)。

2.3藝術性原則

自古，風景園林除了注重功能上的合理性外，還注重詩詞、繪畫、意蘊的內(nèi)涵；通過詩詞，繪畫，匾額，楹聯(lián)；對園林景觀進行了直觀的點名，在園林中再現(xiàn)了一些前輩的境界和場景；在物質(zhì)財富的同時，園林與環(huán)境的發(fā)展也使人的心靈得到了充實和調(diào)整，并成為了人們的一種心靈養(yǎng)料。人類對更高品質(zhì)的追求促使了人類的美學追求，從而使人類的環(huán)境更加具有藝術和美學的意義。中國古典庭園所注重的“詩意”與“意蘊”，在現(xiàn)代園林的規(guī)劃與設計上也是如此，應從傳統(tǒng)的造園方式入手，采用適當?shù)目萍挤椒?，充分地運用現(xiàn)代的景觀要素；要創(chuàng)作出符合當代社會的、大眾喜愛的、符合當代社會的風景。

3數(shù)字化技術在智慧園林設計中的具體應用

3.1數(shù)字化景觀設計邏輯

在數(shù)碼技術發(fā)展過程中，軟硬件的不斷升級，使得數(shù)字化技術逐漸進入建筑行業(yè)，武漢建筑設計研究所于2004年引入了 BIM技術，實現(xiàn)了從平面到立體的轉變，在目前階段，憑借其強勁且持續(xù)改進的協(xié)作與集成能力；可實現(xiàn)現(xiàn)場分析、模型調(diào)整、數(shù)字可視化等功能；建筑節(jié)能，標準檢驗，資產(chǎn)管理，費用估算等；數(shù)碼技術的日益成熟，也為園林規(guī)劃設計，建筑施工，園林綠化管理提供了有力的保障；為園林空間建設的技術支持。

隨著數(shù)碼技術的發(fā)展，人類認識到，利用資料的方法可以對物體的特性進行更好的理解，從而更好地認識到各種因素的關系。那么，如何將數(shù)字技術融入到園林的設計之中呢？如何才能彰顯出智慧園林的智能？然而，單純的技術支持還不足以支持景觀設計，景觀設計作為一門專業(yè)的系統(tǒng)，其發(fā)展不能完全依賴于技術支持；數(shù)字化園林的數(shù)字化包括數(shù)字化規(guī)劃設計、建筑施工數(shù)字化、園林綠化管理的科學化以及虛擬可視技術的運用；受限于作者的時間、精力和技術的局限性，論文重點對智慧園林的早期規(guī)劃與開發(fā)過程中的數(shù)字技術進行了深入的分析與探討，并在此基礎上構建了數(shù)字景觀的設計邏輯（圖1），推動了城市園林的從質(zhì)到質(zhì)的轉變。

3.2數(shù)字化景觀目標分析基礎

本文通過對園林對象的研究，提出了一種基于三個因素的規(guī)劃方法：①在新的城市綠化指標體系中，對不同的綠化對象進行劃分，并對其進行評價。③根據(jù)客戶的要求，設計出符合要求的園林設計方案。基于園林的目的和問題的設計為指導，對立地進行了下一階段的研究。

4數(shù)字化景觀設計具體開展

4.1數(shù)據(jù)來源

資料采集是電子產(chǎn)品的一個關鍵環(huán)節(jié)，資料的采集方式多種多樣，而隨著軟件和軟件技術的發(fā)展，人們可以利用各種方法將原來用于描述空間、平面和生物學特征的特征進行分析。在景觀設計中，要充分掌握好的場所環(huán)境，充分地理解和掌握好的環(huán)境，就有機會產(chǎn)生一個卓越的設計。然而，由于客戶所提供的場地信息太少，所以必須由設計師自行搜集、整理，以前都是由設計師實地考察、實地勘察等方式來彌補，而如今，設計師們可以借助衛(wèi)星遙感、航拍影像、地理信息模型等手段進行輔助；利用激光雷達技術和網(wǎng)絡平臺獲取信息，需要衛(wèi)星遙感、航拍、 GIS模型等大型工程；利用航空激光雷達進行測量，獲得精確的地物資料，而對面積不大、種類不復雜的工程，則可以利用網(wǎng)上采集有關資料，從而大大降低了野外調(diào)查和野外調(diào)查的工作量；可以節(jié)約很多的時間和努力。

4.2技術支撐

4.2.1數(shù)據(jù)爬取軟件

數(shù)據(jù)爬取程序主要應用在空間環(huán)境信息、人口特征和群體的行為、行為等方面，獲取地圖數(shù)據(jù)、手機定位數(shù)據(jù)和 POI數(shù)據(jù)；社會網(wǎng)絡數(shù)據(jù)，交通感知數(shù)據(jù)，以及其他公開數(shù)據(jù)。

1）萬能的電子制圖下載機（Imaps）

Imaps作為一個特別的軟件，可以從谷歌地圖將小塊的地圖進行無縫的連接，并可以產(chǎn)生準確的地理位置信息；該系統(tǒng)不僅能為國家重點城市的地形圖和地圖提供大量的地圖，而且還引入了3000個國家的行政區(qū)劃單元的地圖，并根據(jù)不同的幾何形狀和行政區(qū)劃的邊界，來決定下載的范圍。一般情況下，此軟件與 Globalmapper共同完成對 Globalmapper的工作，并能以點陣法、向量法等形式的方式進行高精度文檔的處理；由于其操作簡便，因此在文中并未對其進行詳細的說明。

2）全球地圖地圖

GlobalMapper是一款能下載多種資料的軟件，生成點陣圖、等高線、矢量圖，在線編輯、轉換、打印地圖；該系統(tǒng)能夠追蹤 GPS的軌道，計算出區(qū)域與距離，并將其映射為一幅地圖，提供高度查詢、視線計算等高級功能。如，北郊森林公園在選址的過程中，綜合使用了該系統(tǒng)，進行了生態(tài)空間和視覺空間的繪制，為選址最終確定提供了數(shù)據(jù)參考。

3）質(zhì)量地理信息系統(tǒng)

QGIS 可以說是一個簡單的 GIS，具有很少的存儲空間，可以顯示、編輯和分析數(shù)據(jù)。QGIS系統(tǒng)的主要功能是：對各種 GIS的數(shù)據(jù)文件進行了支援。支持 GIS基礎資料的編輯修改等基礎工作，支持地圖創(chuàng)建，支持插件的功能擴充。

4.2.2數(shù)字化分析軟件

該系統(tǒng)的主要功能是對環(huán)境進行定量的分析和仿真。利用自然法則轉換為計算機編程，對自然和生態(tài)的動力學進行了動態(tài)的仿真，從而實現(xiàn)了對自然的自然的規(guī)劃和設計；這一類型的軟件有 GIS、 EcotectAnalysis、 Rhino+ Grasshopper等，因為 Rhino+ Grasshopper更易于上手，與計算機相匹配，計算起來更加順暢。

Grasshopper （ GH）是一個以 Rhino為基礎開發(fā)的一個可視化程序語言，是一款以 Rhino為基礎開發(fā)的插件，是一款非常有用的應用程序和數(shù)碼設計的軟件，在互動設計方面也有一定的用途。與常規(guī)的園林規(guī)劃方法比較，利用 GH進行景觀設計具有兩個顯著的特征：第一，它能自動生成模型、視頻和動畫等可視化的方案。二是由具有一定編程能力的設計者和有關專家編制的算法，能夠實現(xiàn)重復、重復、邏輯進化、更改參數(shù)等多種方法，從而大大地提升了設計者的工作能力。

4.2.3數(shù)字化輔助設計軟件

CAD， Photoshop， Lumion等數(shù)碼輔助設計；Rhino等，在園林規(guī)劃的時候，主要是協(xié)助完成地圖的建模和效果，使方案的設計呈現(xiàn)出更為漂亮的外觀；制作建筑圖紙和樣板有助于推動工程的進展。在景觀建筑的三維規(guī)劃中， AutoCAD的應用范圍包括二維繪圖、詳細繪制、生成平面圖和工程圖。另外， AutoCAD輸出的 dwg也可以與其它的程序相兼容。在景觀設計中， Photoshop和 Lumion的主要功能是進行效果圖的繪制和呈現(xiàn)， Lumion還能通過制作視頻來增強圖形的美感而不是人工進行，從而大大的提高了工作的效率。AdobeIllustrator、 AdobeInDesign將其應用到景觀設計和設計中，作為項目結果的演示。

5 結 語

數(shù)字景觀設計是隨著數(shù)字社會的發(fā)展而發(fā)展起來的，它的本質(zhì)就是依靠人文的智能利用科學技術的智能來實現(xiàn)城市的生態(tài)智能。數(shù)字是一種技術智能的表現(xiàn)，是智能建筑的技術方法。

從智慧園林的角度出發(fā)，結合景觀設計的前期資料收集，景觀目標分析，現(xiàn)場環(huán)境分析；通過對方案設計、方案調(diào)整、方案成果展示等數(shù)字設計的設計思路，把數(shù)字技術引入到園林設計中。根據(jù)具體的數(shù)據(jù)采集方式，使用 GIS和開放源碼的數(shù)據(jù)庫；獲取早期分析所需要的各種數(shù)據(jù)，如：社會、地理、空間等；根據(jù)景觀類型、國家規(guī)范、甲方要求等因素，對景觀對象（景觀要求）進行分析；利用 Rhino與 Grasshopper構建 GIS的立地環(huán)境，對其進行了詳細的分析，并對其主要特點進行了研究，并對其進行了顯性和隱蔽性的分析；找出問題所在，充分發(fā)揮其優(yōu)點與缺點，挖掘出其特點，并依據(jù)其專業(yè)的設計與實踐，對其進行規(guī)劃與修改。

參考文獻

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