风景园林规划设计数字化方法探索
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摘要：当今世界数字化、网络化、智能化的发展日益增加，科学技术已经成为推动各行业发展、国家发展的主要因素。以行业大趋势为基础，在风景园林规划设计中运用数字化技术，搭建景观数字化模型，优化景观设计流程，与建筑BIM、产品生命周期、虚拟设计建造、数字孪生等数字化方式相辅相成，构建景观专业特有的数字化方案，改进传统景观设计流程，推动园林景观设计行业的发展。
关键词：风景园林；规划设计；数字化技术；BIMLIM
数字化技术不仅仅是计算机技术、VR技术、互联网技术、云技术等信息技术的统称，同时也是一个时代的技术奇点象征[1]。数字化的出现使人类社会从工业时代转变到数字时代，对于景观设计这个古老的行业来说，人们从相地立基、现场推敲转向图纸规划、模型分析，最终形成景观数字化体系，这是行业的时代更替，是行业向高效与先进发展的必经之路。
1风景园林规划设计数字化的概念与作用
1.1面向风景园林方案设计过程的探讨
园林是指借助空间范围、运用工程技术等手段，对地形、植物、建筑等元素进行改造，形成使人感到美观、舒适的环境[2]。景观的不同实践类型决定了地域的主题性和功能性，在设计过程中因地制宜，满足不同实践类型的设计规范，再加入不同的空间分类，形成多样化的景观空间。在以此为框架的设计流程中，我们可以总结归纳出一套逻辑明确的设计流程，不过在设计过程中出现的不确定因素，往往会影响整个线性设计流程，使整体项目的设计过程并不那么高效精准。
1.2风景园林数字化的基本概念与现状
“数字化”的表面含义，是让图形信息、数据信息、行为信息等转化为计算机使用的数字信号，从而实现计算机自动化，辅助人们工作，甚至产生取代人类工作的人工智能。单从景观数字化来看，数字化是从CAD绘图软件取代尺规作图开始，直到目前仍在发展初期的LIM（LandscapeInformationModeling）[3]。对于LIM应用来说，软件的功能并不够全面，数字模型系统目前仅在建筑设计行业进步较快，而景观LIM对于景观工程中的园林植物学、地理学、生态学、景观建筑等缺少完善的框架作为支持，其中作为变量的美学因素也无法准确地通过数据来衡量[4]。同时，目前国内BIM大多数仍是先画施工图，再用数字化软件来“翻模”，其中一部分是甲方的建设需求或者学术需求，更多的则是为了给项目加上BIM的标签而本末倒置。数字化不应是反向验证，而应是正向建模推敲。因此，景观设计的数字化还有很长一段路要走。
1.3改进低效的传统线性设计模式
（1）运用景观数字平台中更科学的数据进行前期设计阶段分析，通过与地理信息（GIS）的协同，合理安排空间资源与经济资源，避免盲目地依靠审美与文化表达来做方案而导致的科学分析的缺失。景观设计是具有文学思维的科学方法，不应舍本逐末，脱离理性的思考。通过数字化可快捷高效地提供给设计师科学思维，在解决根本问题的同时，扩大设计师的艺术创作空间。（2）运用景观数字平台的数字化标准空间与景观植物素材库，规范设计手段，突破平面图的二维局限性，直观体现效果，减少由于规范产生的不必要的多次方案修改。在目前传统设计中，大多数景观设计师仍然选择从平面的空间设计与模式化的植物搭配中向三维空间推进的设计方法，几乎舍弃古人相地造园的传统，这种一味注重平面表现的设计方法是不可取的。在数字化平台下运用三维协同框架进行设计，可将平面与空间同时考虑，提高方案推进效率与说服力。运用数字化平台收录的国标植物素材库，也可在不同地域的植物选择与配植上进行更好的推敲与创新。（3）运用景观数字平台的协同特性，与项目中其他专业进行协同设计，可在项目全过程控制与不同专业的对接，实时动态调整方案，免去线性设计流程带来的繁琐更改。景观专业是多专业融合的媒介，在传统设计下，设计师如果缺少对其他专业规范的敏感性，在设计景观空间时，很有可能与其他专业规范冲突。数字平台会根据其他专业的需求，对所设计的景观空间进行限制与协调，以满足各专业规范的需求。（4）运用景观数字平台的信息深度系统来统一模型与施工图，赋予模型较大的LOD（LevelofDetail/Development），达到模型即可施工的标准。以景观地形为例，数字化平台可以从三维角度来设计推敲最合适的地形，生成土建所需坐标、等高线、土方量、工期预测等数据，所有数据都会随地形的变动而动态直观地展现，也可按需求设定工期、预算等限制，在限制范围内设计地形最优解，达到方案与施工的效果同步。（5）运用景观数字平台的信息维度特性来打造一个虚拟施工场景，向静态的蓝图加入时间、造价、用量等维度，将每个施工阶段、施工所用素材、产品等进行施工模拟，将可能出现的种种问题在方案阶段提前解决，从整个项目周期上把控施工全过程，形成多维度的生命周期管理系统。（6）运用景观数字平台进行方案汇报，向业主直观展现建成效果，力求做到所见即所得。同时，能清晰地体现项目细节与责任分类，避免施工过程中的责任推诿，提高业主的项目把控能力。
2风景园林规划设计数字转型的道路
数字化的出现，派生了建筑信息模型BIM，与之同族的还有城市信息模型CIM与景观信息模型LIM等。其中的“M”可以看作内含几何数据、图形信息的文件，而“I”则定义了这些图形信息的分类、精度、功能、材质等属性，其中最重要的因素是赋予了模型相应的规则。此时的模型可以看作是现实空间的建造活动与结果在数字空间的孪生投射。对于风景园林来说，LIM与BIM相似，但LIM的尺度较大，包含的问题也较建筑广泛，与地理信息和建筑信息均有交集与互补。在数字化领域，风景园林特有的核心竞争力是植物信息模型与竖向信息模型，这些信息模型是其他专业所不具有的。（1）在建筑与地理空间之间，风景园林的竖向设计起到承上启下的过渡作用，LIM可接管其中的园路和地形设计。（2）植物设计中，通过LIM的植物模型信息库可起到集设计、施工、表现为一体的作用。（3）植物与地形结合，可通过信息模型赋予渲染工具更大的力量，通过虚拟现实技术（VR）呈现出虚拟施工场景，为项目的成果提供最直接的可视化方案。
3风景园林规划设计的数字化改革创新
3.1风景园林数字化无法取代设计师职业
在规划过程中，虽然已有很多依据规范和场地模型生成强排的程序出现，但是并不能取代设计师的主要工作。景观设计具有艺术性与文化性，这也是弱人工智能无法解决的问题。设计方案不仅仅是提出解决问题的方法，而是在解决问题的同时通过美学、生态学、文学以及环境行为心理学等学科进行多方面分析，从而创造具实用性、艺术性、文化性兼具的风景。按照算法生成的方案只能作为解决问题的最低标准，不能作为最终优化的答案。
3.2以哲学主导的风景园林数字化转型
首先，设计师要不仅拥有方案设计能力，还应具有高水平数字化编程思维和技能，这是作为劳动者不可或缺的主要部分；其次，对于相关LIM软件的开发与升级是推动景观数字化进程的必备工具；最后，应产出多元的数字化产品来替代目前的施工图纸，推动景观行业转型为制造业。只有满足以上3个条件，才能形成数字化的生产力，以决定数字化的生产关系。设计行业在生产关系中积累的经济基础，会决定上层建筑的改变。在数字平台下，行业内部更应开放共享，学习互联网的开源精神，达到设计师自由和技术传播自由，形成互利共赢的开放平台。且让每个设计师都能成为中心，关联有巨大经济价值的设计网络，从分工管控转向协同共生制度，达成共生的价值观，从而实现底层逻辑的转型。
3.3“元宇宙”中的风景园林规划设计
近年出现的元宇宙（Metaverse）概念也被景观设计圈所借鉴，催生出了不少沉浸式、高交互的景观作品[5]，而元宇宙不仅仅是一个景观设计的题材与装置理念，更应融入数字化的设计模式。设想中的元宇宙可以以区块链技术和虚拟货币为经济基础，NFT为虚拟物体资产化，同时虚拟货币与物品也能作用于现实世界。因此，元宇宙除了VR、AR设备带来的表面视觉感受外，更将是现实世界的平行与延伸。在风景园林的数字化过程中，也是将真实场景虚拟化的过程，这里引入制造业PLM（ProductLifeMan‐agement）的概念[6]，形成数字孪生的景观。数字孪生的虚拟场地的生态、物理、结构与财务价值等参数与现实世界的真实场地完全相同，这种孪生是从项目初期、项目完成甚至后期管理的完全对称，是整个产品生命周期的孪生。此外，虚拟空间也会在较小的成本下带来更大的尝试空间，以现状数据为基础进行时间层面的预期演算，如植物生长、雨洪预测、四季景观、维护周期等，以便对未来的隐患产生预警，对远期效果提前干预，随时保证景观的最佳效果。
4结语
风景园林规划设计的数字化是技术的创新，也是商业模式的创新。数字化模式带来的更高效的技术与更先进的服务模式，将彻底颠覆传统设计中的图纸交付、设计咨询的商业模式。设计师们在提升设计水平的同时，也不应甘于当前技术的落后、忽视新技术与制度对行业的冲击。数字化是风景园林行业的一场革新，也是建设行业的一场革新。星星之火，可以燎原，将汗水留在数字时代，将行业带入美好未来。
参考文献
[1]冯凯,周士凤,周士龙.园林景观设计过程中数字化技术的应用[J].现代园艺,2019(22):88-89.
[2]刘福龙.基于城市景观场所精神表征的公共艺术介入策略研究[D].西安:西安建筑科技大学,2019.
[3]艾丹·阿克曼,农丽媚,李韵冰.我们来自何处,去向何方?——针对CAD与BIM/LIM应用理论的比较研究[J].中国园林,2020,36(9):6-16.
[4]吴建明.基于形态发生学的景观设计数字化图解研究[D].武汉:湖北工业大学,2020.
[5]袁亦尧.基于数字技术的可视化交互景观设计方法研究[D].南京:南京艺术学院,2018.
[6]何恩琪.基于PLM的B公司产品研发流程管理改进研究[D].上海:华东师范大学,2021.
作者:李卓 单位:清华大学建筑设计研究院
