數(shù)字技術(shù)在風(fēng)景園林中的應(yīng)用研究

數(shù)字技術(shù)在風(fēng)景園林中的應(yīng)用研究摘要：結(jié)合數(shù)字技術(shù)的內(nèi)容和特點(diǎn),側(cè)重從資料采集、數(shù)據(jù)分享與信息溝通、空間分析與信息提取、景觀(guān)表達(dá)、景觀(guān)評(píng)價(jià)、植物選擇、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與管理、遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)、虛擬園林等方面扼要地介紹了數(shù)字技術(shù)在風(fēng)景園林領(lǐng)域中的功能、作用和前景。除此之外，從應(yīng)用角度扼要談了數(shù)字技術(shù)在風(fēng)景園林若干應(yīng)用領(lǐng)域中的功能和作用。最后，提出了我們國(guó)家當(dāng)下在數(shù)字技術(shù)應(yīng)用中存在的關(guān)鍵問(wèn)題。本文關(guān)鍵詞語(yǔ)：數(shù)字技術(shù)；風(fēng)景園林；計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)；遙感；全球定位系統(tǒng)；地理信息系統(tǒng)1數(shù)字技術(shù)在風(fēng)景園林中的作用和功能1.1資料采集、數(shù)據(jù)分享與信息溝通應(yīng)用多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù),各園林科學(xué)研究單位、高等院校、規(guī)劃設(shè)計(jì)單位、園林生產(chǎn)單位之間,能夠進(jìn)行科學(xué)研究、規(guī)劃設(shè)計(jì)、遠(yuǎn)程教學(xué)等方面的廣泛溝通與合作,包含在網(wǎng)絡(luò)上實(shí)現(xiàn)信息目錄檢索與查詢(xún)、風(fēng)景園林信息發(fā)布、方案征集、網(wǎng)絡(luò)會(huì)議、網(wǎng)上方案評(píng)審等。全國(guó)乃至全球風(fēng)景園林領(lǐng)域內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)都能夠通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)風(fēng)景園林信息的分享,這對(duì)于促進(jìn)全球的風(fēng)景園林業(yè)發(fā)展具有主要意義。1.2空間分析與信息提取地理信息系統(tǒng)(gis)為風(fēng)景園林專(zhuān)業(yè)人員提供了直觀(guān)而理性的空間分析工具。通過(guò)gis對(duì)遙感技術(shù)(rs)、全球定位系統(tǒng)(gps)等采集的各種資料進(jìn)行各種領(lǐng)域的信息提取分析,能夠在風(fēng)景評(píng)價(jià)和規(guī)劃中建立所需的空間數(shù)據(jù)庫(kù),并能夠?qū)Ω鞣N信息進(jìn)行提取查詢(xún),能夠?qū)⒎从郴氐母鞣N景觀(guān)要素信息進(jìn)行統(tǒng)計(jì),能夠?qū)Ω鞯貓D要素進(jìn)行操作、編纂、提取和輸出。1.3景觀(guān)表達(dá)運(yùn)用電子信息數(shù)據(jù)形式來(lái)描繪敘述景觀(guān),重要有兩種形式:一種是靜態(tài)形式,一種是動(dòng)態(tài)形式。1.4景觀(guān)評(píng)價(jià)采取“3s〞技術(shù)，能夠更客觀(guān)地對(duì)景區(qū)的資源狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)。1.5植物選擇園林設(shè)計(jì)師應(yīng)具備選擇適宜不同場(chǎng)所植物的能力。1.6動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與管理利用不同時(shí)期的遙感圖像,通過(guò)gis軟件的疊加分析,能夠?qū)^(qū)域綠地變遷、城市綠地發(fā)展、風(fēng)景園林建設(shè)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),這對(duì)于營(yíng)造大地景觀(guān),促進(jìn)城市綠化,控制綠地流失,建設(shè)人居環(huán)境具有主要意義。1.7虛擬園林1.8遠(yuǎn)程設(shè)計(jì)、施工與管理在將來(lái),通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及相關(guān)技術(shù),園林設(shè)計(jì)師能夠方便地進(jìn)行千里之外的基地設(shè)計(jì)、施工與管理。2風(fēng)景園林?jǐn)?shù)字化的內(nèi)容及方法根據(jù)風(fēng)景園林及其規(guī)劃設(shè)計(jì)的特點(diǎn),筆者以為風(fēng)景園林?jǐn)?shù)字化的內(nèi)容應(yīng)包含風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)的數(shù)字化、風(fēng)景園林實(shí)景的數(shù)字化——即風(fēng)景園林實(shí)景的三維模仿以及風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)的文字信息、風(fēng)景園林的主題及景點(diǎn)介紹等相關(guān)信息的數(shù)字化三部分。詳細(xì)內(nèi)容及相應(yīng)方法分別介紹如下:2．1風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)的數(shù)字化在設(shè)計(jì)工作理論中,人們需要對(duì)設(shè)計(jì)效果的可預(yù)見(jiàn)性,需要大量的表現(xiàn)圖和信息化的資料來(lái)表達(dá)園林景觀(guān)設(shè)計(jì)的意圖,希望在未建成之前,就能看到其設(shè)計(jì)效果,及時(shí)地根據(jù)功能需要,藝術(shù)要求,環(huán)境條件等因素進(jìn)行修改,以利領(lǐng)導(dǎo)或甲方對(duì)設(shè)計(jì)的方案提出建議和。數(shù)字化技術(shù)的飛速發(fā)展,計(jì)算機(jī)日益更新?lián)Q代,給園林景觀(guān)設(shè)計(jì)意圖的表現(xiàn),提供了一個(gè)能隨時(shí)修改和展現(xiàn)空間。將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于園林景觀(guān)的設(shè)計(jì),很好地解決以前圖紙修改困難,表達(dá)不直觀(guān),而到建成后又留下不少遺憾的難題。2.1.1建立數(shù)據(jù)庫(kù),現(xiàn)在狀況信息收集園林設(shè)計(jì)與建筑、市政設(shè)計(jì)類(lèi)似,首先根據(jù)已有的地形圖及數(shù)據(jù)庫(kù)和信息化的資料,進(jìn)行現(xiàn)在狀況調(diào)查,現(xiàn)在狀況信息收集,包含周邊環(huán)境,歷史文物、名勝古跡的現(xiàn)在狀況信息進(jìn)行收集,對(duì)已有的地形圖及數(shù)據(jù)庫(kù)和信息化的資料進(jìn)行校核和充分,建立圖樣庫(kù)。對(duì)現(xiàn)在狀況信息收集,以前通常采取拍照機(jī)拍照,再經(jīng)掃描儀掃描后傳給計(jì)算機(jī)(這樣常會(huì)有部分信息損失)。如今采取數(shù)碼相機(jī),把現(xiàn)在狀況拍攝下來(lái),效果立即可見(jiàn),不滿(mǎn)意能夠重拍(不會(huì)浪費(fèi)膠片),收集下來(lái)的圖片是以數(shù)據(jù)信息來(lái)存儲(chǔ)的,能夠直接傳給計(jì)算機(jī),減少了信息的損失?？梢砸圆扇?shù)碼錄相機(jī)把現(xiàn)場(chǎng)錄制下來(lái),以計(jì)算機(jī)能辨別的信息數(shù)據(jù)傳給計(jì)算機(jī),經(jīng)刻錄程序easycd等軟件加工后,作為動(dòng)畫(huà)以真實(shí)再現(xiàn)的形式輸出。2.1.2三維建模,顯示立體效果任何一種建筑設(shè)計(jì)都是為了知足某種物質(zhì)和精神的功能需要,采取一定的物質(zhì)手段來(lái)組織特定的空間。在該設(shè)計(jì)地段范圍內(nèi),利用并改造天然山水地貌或人為地開(kāi)拓山水地貌,結(jié)合植物的栽植和建筑的布置,構(gòu)成一個(gè)供人們使用、寓居和欣賞、游憩的環(huán)境。我們將收集回來(lái)的現(xiàn)在狀況信息,轉(zhuǎn)成計(jì)算機(jī)信息后,作為背景或參考底圖,由設(shè)計(jì)人員進(jìn)行初步方案的設(shè)計(jì),根據(jù)功能需要,藝術(shù)要求,環(huán)境條件等因素,勾畫(huà)出大致的設(shè)計(jì)意圖(立意)。再由數(shù)字化制造人員,根據(jù)設(shè)計(jì)意圖,將設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)的autocad格式的二維圖形,轉(zhuǎn)成標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)文件格式傳給現(xiàn)代先進(jìn)的三維造型軟件3ds或3dsmax等軟件,進(jìn)行初步的三維粗胚模型制造,以尋求環(huán)境分布關(guān)系和空間分布關(guān)系,來(lái)確定設(shè)計(jì)的合理性,在藝術(shù)構(gòu)圖技法上考慮統(tǒng)一、變化、標(biāo)準(zhǔn)、比例、平衡、比照等原則。同時(shí),園林建筑和園林景觀(guān)是一種占領(lǐng)時(shí)間空間,有形有色,以致有聲有味的立體空間塑造,它較其它一般建筑設(shè)計(jì)愈加需要意匠。意者立意,匠者技巧,通過(guò)數(shù)字化計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),把立意表現(xiàn)出來(lái),立意與多媒體計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合,相輔相成。2.1.3設(shè)計(jì)反應(yīng),確定空間關(guān)系設(shè)計(jì)人員根據(jù)計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)得到的空間分布關(guān)系圖,結(jié)合當(dāng)?shù)氐闹苓叚h(huán)境、歷史文物、名勝古跡進(jìn)行深切進(jìn)入的園林布局考慮,把周邊環(huán)境插入計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)的透視圖中,進(jìn)行借景的考慮,進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)與比例的綜合考慮。再考慮以功能的需要,藝術(shù)的要求,環(huán)境的條件等因素,經(jīng)過(guò)綜合思維產(chǎn)生出總的設(shè)計(jì)意圖。2.1.4材質(zhì)設(shè)定,加強(qiáng)藝術(shù)感染力數(shù)字化制造人員根據(jù)設(shè)計(jì)人員修改后的意圖,能夠利用autocad軟件包中嵌入的lisp語(yǔ)言,完成科學(xué)計(jì)算和數(shù)據(jù)分析及圖形處理,可以以利用3ds或3dsmax等軟件的二維造型2dshaper、三維造型3dlofter的功能,進(jìn)行精到準(zhǔn)確的三維建模工作,利用材質(zhì)編纂器material的復(fù)合材質(zhì)與貼圖,進(jìn)行彩質(zhì)的賦予,進(jìn)行色彩與質(zhì)感的處理,考慮綠化景觀(guān)的地域性(如福州的南國(guó)風(fēng)光),分析園林空間的藝術(shù)感染力的關(guān)系。2.1.5后期處理,綜合考慮應(yīng)用強(qiáng)大圖像處理能力計(jì)算機(jī)的photoshop軟件,進(jìn)行圖像后期處理,由彩色激光打印機(jī)將透視圖輸出。利用計(jì)算機(jī)軟件的多種特殊濾鏡功能,進(jìn)行藝術(shù)效果的綜合分析并及時(shí)地修改其藝術(shù)效果,同時(shí)園林景觀(guān)的設(shè)計(jì)不僅僅是作為游賞的場(chǎng)所,還利用它來(lái)改善城鎮(zhèn)的小氣候條件,調(diào)整部分地區(qū)的氣溫、濕度、氣流,以它來(lái)保衛(wèi)環(huán)境,綠化視覺(jué),凈化城市空氣、減低城市噪音,抑制水質(zhì)和土壤的污染,進(jìn)行綜合考慮,到達(dá)設(shè)計(jì)完美的境界。設(shè)計(jì)人員在確定效果圖的同時(shí)也確定了圖紙的設(shè)計(jì),再配合設(shè)計(jì)規(guī)范的要求和計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù),依法設(shè)計(jì),使該項(xiàng)目不僅具有藝術(shù)效果,而且合法合理。2.1.6投影匯報(bào),聲圖文并茂設(shè)計(jì)結(jié)果的投影匯報(bào),應(yīng)用計(jì)算機(jī)的投影儀,用通行的powerpoint或authorware軟件,進(jìn)行現(xiàn)在狀況信息、設(shè)計(jì)意念,功能分區(qū),設(shè)計(jì)圖、三維效果圖、三維動(dòng)畫(huà)效果有機(jī)的合成。將聲音、圖片、動(dòng)畫(huà)以及地理數(shù)字化信息,進(jìn)行剪接和編纂,制造出正確清楚地表達(dá)園林景觀(guān)設(shè)計(jì)意圖的投影匯報(bào)程序。另外,利用photoshop等軟件支持多種web使用文件格式及互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)homepage的功能,應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù),通過(guò)intemet全球互聯(lián)網(wǎng),把設(shè)計(jì)完成的傳到電話(huà)能通到的地方,實(shí)現(xiàn)不受地域影響的異地合作設(shè)計(jì)或委托設(shè)計(jì)。2.2風(fēng)景園林實(shí)景的數(shù)字化——即風(fēng)景園林的三維模仿風(fēng)景園林的三維模仿實(shí)際上是風(fēng)景園林實(shí)景的一種圖像化、圖形化的表達(dá)方式。它應(yīng)結(jié)合地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、遙感等技術(shù)獲取實(shí)地?cái)?shù)據(jù)和遙感影像,采取可視化、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(vr)、3dgis等計(jì)算機(jī)圖形圖像技術(shù),將復(fù)雜的天然景觀(guān)圖形化。通過(guò)與internet、web的集成,鏈接聲音、照片、遙感影像、視頻動(dòng)畫(huà)等,使用戶(hù)在三維虛擬風(fēng)景園林中動(dòng)態(tài)地、多視角地、全方位地、多層面地瀏覽和欣賞園內(nèi)各景點(diǎn),到達(dá)身臨其境的感覺(jué)。除此之外,為了使風(fēng)景園林的景觀(guān)愈加直觀(guān)化,我們還能夠使用數(shù)字高程模型(dem)對(duì)風(fēng)景園林進(jìn)行三維模仿,制造三維模型,進(jìn)而全面、詳盡地描繪敘述景觀(guān)整體的美學(xué)特征和環(huán)境氣氛等。這兩種方式都是對(duì)風(fēng)景園林實(shí)際景觀(guān)進(jìn)行的數(shù)字化,對(duì)于專(zhuān)家分析景觀(guān)的格局和確定景觀(guān)觀(guān)光分區(qū)及游覽開(kāi)發(fā)都有很大作用,進(jìn)而做到優(yōu)化和美化景觀(guān),發(fā)揮景觀(guān)作為人類(lèi)生存環(huán)境的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、美學(xué)價(jià)值。2.3風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)的文字信息、風(fēng)景園林的主題及景點(diǎn)介紹等相關(guān)信息的數(shù)字風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)的文字信息包含:每個(gè)案例規(guī)劃與設(shè)計(jì)項(xiàng)目的基本情況、天然地理大概情況、社會(huì)經(jīng)濟(jì)條件等背景信息、風(fēng)景資源調(diào)查及景觀(guān)分析與評(píng)價(jià)、規(guī)劃設(shè)計(jì)的指點(diǎn)思想、規(guī)劃設(shè)計(jì)原則及風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)等;主題介紹,十分是專(zhuān)題性的風(fēng)景園林,如紀(jì)念性風(fēng)景園林、觀(guān)光型風(fēng)景園林的主題介紹;重要景點(diǎn)介紹,包含那些有充足代表性而且富有特色的景點(diǎn)介紹,如名樹(shù)、名花、雕塑、噴泉、廣場(chǎng)的介紹信息。我們必需對(duì)這些風(fēng)景園林的相關(guān)信息進(jìn)行全面的數(shù)字化及管理。首先,這些信息是風(fēng)景園林各項(xiàng)內(nèi)容中不可缺少的一個(gè)主要部分,我們必需對(duì)它進(jìn)行數(shù)字化后加以保存并提供利用;其次,把這些信息數(shù)字化以至同風(fēng)景園林的三維模仿圖形、圖像一起提供上網(wǎng)后,無(wú)論是對(duì)于用戶(hù)理解風(fēng)景園林的規(guī)劃設(shè)計(jì)思想還是對(duì)于用戶(hù)在線(xiàn)游覽風(fēng)景園林來(lái)說(shuō)都是非常主要的。3數(shù)字技術(shù)在風(fēng)景園林中的應(yīng)用現(xiàn)在狀況美國(guó)自60年代在風(fēng)景規(guī)劃專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域用計(jì)算機(jī)來(lái)完成各種工作以來(lái),很多大學(xué)、科學(xué)研究機(jī)構(gòu)和設(shè)計(jì)事務(wù)所都在組織大批的人力、物力、財(cái)力致力于風(fēng)景園林領(lǐng)域新技術(shù)的應(yīng)用研究,包含專(zhuān)業(yè)軟件的開(kāi)發(fā)、專(zhuān)家系統(tǒng)的研制等,并已走在世界的前沿。近十余年來(lái),致力于園林專(zhuān)業(yè)理論研究的一些國(guó)內(nèi)學(xué)者已經(jīng)在不同的領(lǐng)域獲得了可喜進(jìn)展,如劉濱誼建立的景觀(guān)信息系統(tǒng)理論框架,俞孔堅(jiān)建立的景觀(guān)美學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)理論模型,趙濤設(shè)想的風(fēng)景園林綜合信息系統(tǒng)理論框架等。但是,我們國(guó)家當(dāng)下現(xiàn)代信息技術(shù)在風(fēng)景園林領(lǐng)域的應(yīng)用水平仍然很低。如今,園林工作者對(duì)計(jì)算機(jī)等新技術(shù)的應(yīng)用大多還側(cè)重于數(shù)據(jù)庫(kù)的建立或者單純的制圖,數(shù)字技術(shù)在風(fēng)景園林中的很多強(qiáng)大的功能卻老是彷徨在應(yīng)用的門(mén)檻之外。其原因除風(fēng)景園林專(zhuān)業(yè)牽涉面廣泛、問(wèn)題復(fù)雜之外,重要是由于社會(huì)各界(包含風(fēng)景園林界)對(duì)該領(lǐng)域不夠看重,未構(gòu)成整體的技術(shù)應(yīng)用與開(kāi)發(fā)力量。隨著經(jīng)濟(jì)全球化和全球環(huán)境的不斷惡化,世人對(duì)土地的開(kāi)發(fā)利用和生態(tài)環(huán)