基于數字技術的校園景觀設計研究

摘 要：數字技術正深刻影響校園景觀設計，促進其人性化、經濟性和可持續性發展。通過結合Web GIS、RS、GPS、無人機技術、VR、AR和AI等，校園景觀實現了設計效率與管理水平的顯著提升。數字技術不僅優化了校園景觀的空間布局與功能配置，還促進了環境的智能化與綠色化發展。智能化設施與傳感器技術的應用，進一步提升了校園景觀的維護與運營效率，為師生創造了更加安全、舒適、便捷的學習生活環境。

關鍵詞：數字技術；校園景觀；景觀設計

在當今信息化、數字化高速發展的時代，數字技術正以前所未有的速度改變著我們的生活和工作方式。校園作為知識的搖籃和創新的基地，其景觀設計也應緊跟時代步伐，充分利用數字技術帶來的便利和優勢。數字技術不僅能夠提升校園景觀的設計效率和質量，還能夠為師生提供更加智能化、個性化的學習和生活環境。因此，探討數字技術下的校園景觀設計，對于推動校園建設的現代化和智能化具有重要意義。

一、數字技術對校園景觀設計的影響

（一）人性化

在數字技術飛速發展的背景下，校園景觀設計不再僅僅追求視覺效果或功能布局，而是更加注重人的需求與體驗，力求實現人與環境的和諧共生。

數字技術為校園景觀設計提供了豐富的交互手段。通過智能導航系統，師生可以便捷地獲取校園地圖、景點介紹、活動信息等服務，大幅提升了校園生活的便利性。同時，智能交互設施如觸摸屏、語音識別系統等，也為師生提供了更加直觀、便捷的交互體驗。這些技術的應用，不僅增強了校園景觀的趣味性，也提升了師生的參與感和歸屬感。

數字技術下的校園景觀設計，注重為師生創造個性化的學習與生活空間。通過數據分析與預測，設計師可以精準把握師生的需求與偏好，為他們量身定制適合的景觀環境。例如，在圖書館、教學樓等區域設置舒適的閱讀角、討論區，以及智能化的照明、溫控系統，為師生提供溫馨、舒適的學習與生活環境。

（二）經濟性

隨著信息技術的發展，特別是建筑信息模型（BIM）技術的應用，校園景觀設計的成本控制變得更加高效與精確。傳統工程項目中，成本造價管理往往是在設計方案基本確定之后才開始介入，這種做法不僅容易導致成本超支，而且各個階段的成本管理相對獨立，難以實現對整個工程項目成本的整體控制。然而，在BIM系統的支持下，這一難題得到了有效解決。

通過BIM系統，設計師可以在設計初期就將成本因素納入考慮范圍，從而實現從設計到施工全過程的成本精細化管理。具體來說，BIM數據庫可以整合項目的全部信息，包括但不限于設計圖紙、施工計劃、材料清單等，并且能夠與專業的造價軟件對接，自動導入工程項目中所需的人工、材料及設備的具體價格信息。基于這些詳細的數據，項目團隊可以編制出更加準確的項目預算文件，為價值工程分析和限額設計提供強有力的數據支持。

此外，利用BIM技術還可以提前發現潛在的設計變更可能帶來的額外成本，及時調整設計方案，避免后期因頻繁變更而增加不必要的開支。這種前瞻性的成本管理方式，不僅有助于提高校園景觀設計的質量，還能確保項目按照既定的預算順利完成，極大地提高了工程項目的經濟效益和社會效益。因此，在現代校園景觀設計中，采用BIM等先進數字技術進行經濟性管理已成為一種趨勢，對于推動綠色校園建設、提升教育資源配置效率等具有重要意義。

（三）可持續發展

可持續發展是指導現代校園景觀設計的重要理念，它強調在滿足當代需求的同時，不應損害后代滿足自身需求的能力。這一原則要求設計師在設計時充分考慮環境保護、資源節約等方面的要求。

數字技術在這方面提供了有力支持。一方面，通過Web GIS和RS技術，設計師可以獲得詳細的地理信息和遙感數據，這些數據可以幫助設計師更好地了解校園周邊的自然環境條件，合理規劃綠化面積、植被種類以及水體布局，從而達到生態平衡的目的。

另一方面，AI技術可以用于減少能源消耗。例如，通過分析校園內的能耗模式，AI系統可以制定出更加合理的能源管理策略，比如自動調節空調系統的運行參數，或者在非高峰時段關閉部分照明設施，從而實現節能減排。此外，AI還可以用于預測天氣變化，提前調整校園內的灌溉系統，確保水資源的有效利用。

二、數字技術在校園景觀設計的應用

（一）Web GIS、RS技術在校園景觀設計中的應用

Web GIS是一種基于互聯網的地理信息系統，它集地圖服務、空間分析工具以及數據共享功能于一體。在校園景觀設計過程中，Web GIS可以幫助設計師整合并可視化大量的地理信息數據，包括但不限于地形地貌、植被分布、建筑結構、交通網絡等。通過Web GIS，設計師可以輕松地訪問這些數據，并對其進行綜合分析，從而得出更加全面的設計方案。

例如，在規劃校園綠化時，設計師可以利用Web GIS提供的土地利用圖層來了解哪些區域適合種植樹木，哪些地方更適合鋪設草地。此外，Web GIS還能夠幫助設計師分析校園內部的道路系統，優化行人和車輛的流動路徑，確保校園內的交通流暢無阻。通過在線地圖服務，設計師還可以邀請其他團隊成員參與設計過程，共同協作完成任務，提高團隊合作的效率。

RS技術，即遙感技術，是通過衛星或飛機上的傳感器來收集地面物體反射或發射的電磁波信息。這些信息被轉換成圖像，稱為遙感圖像。在校園景觀設計中，遙感技術的應用十分廣泛。它可以用來監測植被健康狀況，評估綠化覆蓋率的變化趨勢，甚至還可以用來研究校園微氣候的變化。

通過定期獲取的遙感圖像，設計師可以觀察到校園內植被的季節性變化，了解哪些區域的植被生長良好，哪些區域可能存在病蟲害問題。這樣，設計師就可以及時調整綠化方案，比如在病蟲害頻發的地方更換抗病性強的樹種，或者在生長緩慢的地方種植易于成活的草本植物。此外，遙感技術還可以用來評估校園內不同區域的熱島強度，幫助設計師通過增加綠化面積或改變建筑布局等方式來緩解熱島效應，為師生創造更加舒適的戶外環境。

（二）GPS技術在校園景觀設計中的應用

首先，GPS技術為校園景觀的精準定位提供了可能。在校園景觀設計中，設計師需要精確掌握每一處景觀元素的位置信息，以確保設計的準確性和實用性。GPS技術通過接收衛星信號，能夠實時提供高精度的經緯度坐標，幫助設計師在校園內快速定位景觀節點，如入口廣場、雕塑小品、休息座椅等，從而確保設計方案的精確實施。此外，GPS技術還可以用于校園景觀的后期維護與更新，通過記錄景觀元素的位置信息，方便維護人員快速定位并處理相關問題，提高維護效率。

其次，GPS技術在校園景觀路徑規劃中發揮著重要作用。校園作為師生日常活動的重要場所，其景觀路徑的規劃與設計直接關系到師生的出行體驗。GPS技術能夠結合校園地形地貌、建筑布局等因素，為設計師提供科學的路徑規劃建議。通過模擬分析不同路徑的通行效率、安全性與景觀效果，設計師可以優化校園景觀路徑的設計，確保路徑的便捷性、舒適性與美觀性。同時，GPS技術還可以用于校園導航系統的開發，為師生提供便捷的出行指引，提升校園生活的便利性。

（三）無人機技術在校園景觀設計中的應用

無人機搭載高清攝像頭和其他傳感器，可以對校園進行全方位的航拍掃描。通過無人機拍攝的高分辨率影像，設計師能夠獲得詳細的地形地貌信息，包括地表起伏、植被覆蓋、建筑物分布等情況。這些數據對于校園景觀設計至關重要，尤其是在地形較為復雜的地區，無人機技術可以提供更為精確的地形測量結果，幫助設計師更好地了解現有環境特征，從而制定出更加貼合實際的設計方案。

此外，無人機還可以用于制作三維地形模型。通過專業的三維建模軟件，設計師可以從無人機拍攝的圖像中提取出地面的高度信息，生成精確的三維地形圖。這種三維模型不僅能夠讓設計師直觀地看到整個校園的地形變化，還能用于模擬不同設計方案的效果，為最終的選擇提供依據。

（四）VR、AR技術在校園景觀設計中的應用

VR技術允許設計師在計算機上創建出高度仿真的三維環境，模擬未來的校園景觀。通過佩戴VR頭顯設備，設計師、建筑師、校園管理人員甚至是學生，都可以身臨其境地體驗到設計方案所帶來的效果。這種沉浸式的體驗方式比傳統的平面圖紙展示更加直觀，有助于各方更好地理解設計意圖，并提出改進意見。

設計師可以在虛擬現實中自由行走，從多個角度觀察校園的每一個細節，包括建筑外觀、道路布局、綠化配置等。此外，VR技術還可以用來模擬不同時間段的光照條件，幫助設計師評估陰影投射、日照時間等因素對校園環境的影響，從而做出更加合理的規劃。

AR技術則是將虛擬對象疊加到真實世界之上，使二者融為一體。在校園景觀設計中，AR技術可以用于現場勘查，設計師可以通過智能手機或平板電腦上的AR應用程序，在現有的校園環境中預覽設計方案。例如，當設計師站在校園的一角時，通過AR技術可以看到擬建的噴泉、雕塑或花壇等設施，仿佛它們已經真實存在一樣。這種方式不僅簡化了設計過程中的溝通，也讓非專業人士更容易理解設計概念。

（五）AI技術在校園景觀設計中的應用

在校園景觀設計的初期階段，AI技術可以輔助設計師進行空間布局與功能規劃。通過深度學習算法，AI能夠分析校園的地形地貌、建筑布局、人流密度等關鍵信息，預測不同設計方案對用戶行為的影響，從而推薦最優的空間布局與功能配置。這不僅提高了設計的科學性與實用性，還縮短了設計周期，降低了設計成本。

在景觀元素的細節設計上，AI技術同樣發揮著重要作用。AI可以通過分析大量的設計案例與用戶偏好，生成符合校園特色與文化底蘊的景觀元素設計方案，如雕塑、噴泉、座椅等。同時，AI還可以根據環境光照、氣候條件等實時數據，智能調整景觀元素的材質、色彩與形態，確保景觀在不同時間與天氣下都能呈現出最佳效果。

此外，AI技術還可以用于提升校園景觀的互動性與趣味性。通過語音識別、人臉識別等智能交互技術，AI可以識別用戶的身份與需求，提供個性化的景觀導覽與互動體驗。例如，AI可以根據用戶的興趣與偏好，推薦最適合的游覽路線與景觀亮點，甚至通過虛擬現實技術，讓用戶身臨其境地體驗校園景觀的歷史變遷與文化底蘊。

三、數字技術在校園景觀管理中的應用

（一）基于傳感器技術的景觀設施的控制

照明是校園中最常見的用電設備之一。傳統的照明控制系統往往依賴于手動開關或者定時器來控制燈的開關，這種方式不僅耗電，而且難以根據實際需求靈活調整。現在，通過在路燈和室內照明設備上安裝光敏傳感器和運動探測器，可以實現智能化的照明控制。當光線充足時，光敏傳感器會發送信號關閉燈光；當夜晚或陰天光線不足時，運動探測器則會在檢測到有人經過時自動開啟燈光。這種方式不僅節約了能源，還提升了安全性。

綠化是校園景觀的重要組成部分，灌溉系統則是保證植物健康生長的關鍵設施。傳統的灌溉方式通常是通過人工設定時間來開啟噴灌系統，這種方式容易造成水資源浪費。現在，通過在土壤中植入濕度傳感器，可以實時監測土壤的含水量，并根據需要自動開啟或關閉灌溉設備。這種方式不僅節約了寶貴的水資源，還保證了植物能夠獲得適量的水分供應。

（二）基于傳感器的景觀信息收集與管理

在校園環境監測領域，傳感器技術的應用尤為關鍵。通過部署空氣質量傳感器、溫濕度傳感器、噪聲傳感器等，校園管理者能夠實時監測校園內空氣質量、溫濕度及噪聲水平等關鍵環境指標。這些傳感器如同校園生態的“眼睛”，幫助管理者及時發現環境問題，采取相應措施予以解決。

此外，通過部署位移傳感器、振動傳感器、溫度傳感器等，校園管理者能夠實時監測景觀設施（如雕塑、座椅、步道、橋梁等）的安全狀況與運行狀態。位移與振動傳感器能夠感知設施的微小位移或振動，及時發現潛在的安全隱患，如地基沉降、結構松動等，為設施的維護與修復提供預警。溫度傳感器則能監測設施內部的溫度變化，預防極端溫度導致的材料老化或損壞。

四、結語

數字技術為校園景觀設計和管理帶來了前所未有的變革，不僅提升了設計的創新性和互動性，還促進了校園環境的智能化和可持續發展。未來，隨著技術的不斷進步，數字技術將在校園景觀領域發揮更加重要的作用，共同塑造更加美麗、智慧、和諧的校園環境。

參考文獻：

[1]劉相嵐.基于數字技術的校園景觀設計及管理分析[J].無線互聯科技，2020（11）：53-54.

[2]李威蘭.數字技術的大學景觀優化實施[J].江西建材，2019（10）：66，68.

[3]徐艷芳，柳懿真，沈珍珍.數字技術介于景觀設計中的應用研究[J].大眾文藝，2021（1）：49-50.

[4]夏養國，劉小娟，魏聞駿.數字校園景觀建設問題及提升策略：以南昌工學院為例[J].現代園藝，2023（16）：78-80.

[5]李威蘭.基于數字景觀技術下景觀要素應用研究[J].江西建材，2019（11）：67，69.

[6]胡紫騰，柳肅.基于數字化技術的湖南大學文化景觀保護研究[J].建筑與文化，2021（3）：135-136.

作者簡介：

李姍，碩士，廣州商學院講師。研究方向：環境藝術設計、景觀設計。