風(fēng)景園林信息模型的應(yīng)用現(xiàn)狀與前景展望

馬育辰

摘 要：風(fēng)景園林信息模型是從建筑信息模型延伸出來的針對風(fēng)景園林專業(yè)的信息模型。將其應(yīng)用于風(fēng)景園林設(shè)計中，有利于提升風(fēng)景園林設(shè)計成效。由此，本文首先對風(fēng)景園林信息模型進行簡要分析，然后探討LIM在風(fēng)景園林行業(yè)的項目應(yīng)用，最后分析應(yīng)用中存在的問題，并對前景進行展望。

關(guān)鍵詞：風(fēng)景園林信息模型;BIM;大數(shù)據(jù)分析;應(yīng)用前景

中圖分類號：TU986文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1003-5168（2020）07-0093-03

Abstract： The information model of landscape architecture is an information model extended from the building information model for landscape architecture specialty. Applying it to landscape architecture design can improve the effect of landscape architecture design. Therefore， this paper first made a brief analysis of the landscape architecture information model， then discussed the project application of LIM in the landscape architecture industry， finally analyzed the problems existing in the application， and looked forward to the future.

Keywords： landscape information modeling;BIM;big data analysis;application prospect

1 風(fēng)景園林信息模型概述

風(fēng)景園林信息模型（Landscape Information Modeling，LIM）這一概念在2009年國際數(shù)字景觀大會中由哈佛大學(xué)Drvin教授首次提出，是指創(chuàng)建并利用數(shù)字化模型對風(fēng)景園林工程項目的設(shè)計、建造和運營全過程進行管理和優(yōu)化的過程、方法和技術(shù)。其是從建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）延伸出來的針對風(fēng)景園林專業(yè)的信息模型。該模型能應(yīng)用于風(fēng)景園林工程的規(guī)劃、設(shè)計、施工、運營維護等各個階段，實現(xiàn)風(fēng)景園林全生命期各參與方在同一多維建筑信息模型基礎(chǔ)上的數(shù)據(jù)共享、協(xié)同工作、統(tǒng)籌管理[1]。

雖然LIM技術(shù)以BIM技術(shù)為基礎(chǔ)，但由于園林行業(yè)與建筑行業(yè)在專業(yè)內(nèi)涵、項目周期、技術(shù)需求等方面具有明顯區(qū)別，因此LIM與BIM相比具有明顯的自身專業(yè)特點。與建筑相比，風(fēng)景園林涉及大尺度的場地環(huán)境規(guī)劃與設(shè)計，所以LIM技術(shù)與BIM技術(shù)的不同在于，LIM技術(shù)重點要對場地相關(guān)生態(tài)環(huán)境進行分析，并協(xié)調(diào)多專業(yè)的交叉融合。場地設(shè)計與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的動態(tài)評估相結(jié)合，需要相應(yīng)的設(shè)計技術(shù)和工具加以輔助[2]。因此，風(fēng)景園林信息模型的構(gòu)建不僅包括設(shè)計過程、設(shè)計材料、施工管理的信息化（BIM技術(shù)的核心技術(shù)要點），而且在前期需要借助地理信息系統(tǒng)（GIS）基于遙感信息分析場地的高程、植被、水文等。除此之外，場地設(shè)計還要與參與者的心理感知、情緒變化、文化認同等相關(guān)聯(lián)[2]，以此滿足可持續(xù)性場地中有關(guān)社會可持續(xù)性的要求。

2 LIM在風(fēng)景園林行業(yè)的項目應(yīng)用探索

2.1 基于大數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)分析規(guī)劃設(shè)計項目

風(fēng)景園林大數(shù)據(jù)分析基于多種數(shù)據(jù)收集，如百度POI數(shù)據(jù)、Landsat數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)分析類型既包含自然因素（地形、氣候、水源、土壤、生物等），也包括以人為研究要素的人的活動軌跡、活動偏好等?，F(xiàn)今將上述數(shù)據(jù)分析技術(shù)作為規(guī)劃設(shè)計類型項目的前期場地條件解讀?；诏B加分析場地地形信息、植被信息、文化信息、水文信息，對場地進行生態(tài)建設(shè)適宜性分類，從而優(yōu)化城市的用地分類。例如，為采煤塌陷區(qū)的地質(zhì)分析、土壤土質(zhì)分析等提供推薦選址方案，從而確定適宜的綠地修復(fù)及發(fā)展建設(shè)的地塊。

2.2 基于智能設(shè)備掃描與記錄的高精度城市實景模型構(gòu)建

Ron Henderson教授運用衛(wèi)星與雷達的定位與掃描技術(shù)，為汽車行駛預(yù)設(shè)行駛信息與行駛空間、構(gòu)建無人駕駛車輛系統(tǒng)[3]、高效利用城市交通空間提供參考依據(jù)。

在中尺度的設(shè)計中，基于高清晰度衛(wèi)星影像與大比例地形圖、構(gòu)建點云模型以及地物的3D模型，綜合多元信息，利用無人機攝影測量和激光掃描技術(shù)提供精確的地理數(shù)據(jù)，從而構(gòu)建高精度LIM模型。

2.3 豎向設(shè)計與施工實施及管理

基于Civil 3D平臺和數(shù)字地面模型的應(yīng)用，彼得·派切克（Peter Petschek）提出了“智慧造景”（LandscapingSMART）的理念[4]。該理念是風(fēng)景園林設(shè)計師應(yīng)用土木工程的測繪和設(shè)計工具，實現(xiàn)衛(wèi)星定位和自動控制機械，實現(xiàn)設(shè)計與施工的整合。

2.4 植物種植設(shè)計與管理

光輝城市公司開發(fā)了基于植物大數(shù)據(jù)的風(fēng)景園林BIM智能設(shè)計軟件。該軟件對風(fēng)景園林模型場景中各個要素附上相應(yīng)的屬性信息、數(shù)量信息、市場信息等，并與供應(yīng)商相銜接，達到設(shè)計與市場、線上與線下的互通。點擊植物模型可查詢信息，并可鏈接到苗木供應(yīng)商信息，按需搜索供應(yīng)商。

另外一種植物信息軟件錄入與管理的方式是借助參數(shù)化編程，在Autodesk Revit軟件平臺運行Dynamo，運用數(shù)據(jù)算法等生成帶有苗木信息的苗木模型，并最終生成二維碼，供其他用戶查詢。

3 應(yīng)用問題與前景展望

3.1應(yīng)用問題

3.1.1 未發(fā)揮軟件應(yīng)用的實際功效。現(xiàn)階段缺少專門針對風(fēng)景園林的BIM技術(shù)軟件，同時也存在運用3D軟件、3D技術(shù)制作2D產(chǎn)品的問題。蔡凌豪[5]的評價準(zhǔn)確闡述了目前的狀況：“直到今天，除GIS在大尺度風(fēng)景園林規(guī)劃中有所應(yīng)用外，風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用水平基本等同于20世紀末的建筑學(xué)科——CAD二維圖紙的繪制、三維模型的制作及效果圖繪制?！?/p>

3.1.2 即使有部分風(fēng)景園林項目應(yīng)用LIM技術(shù)及相關(guān)數(shù)據(jù)分析，但并未實現(xiàn)全流程應(yīng)用與管理。LIM技術(shù)主要應(yīng)用于設(shè)計項目的前期場地分析（主要運用GIS數(shù)據(jù)分析）、項目方案設(shè)計中植物的種植設(shè)計與植物供應(yīng)商的連接、項目建設(shè)過程中的施工圖可視化與施工實施的聯(lián)動管理。但上述應(yīng)用中，LIM技術(shù)多是應(yīng)用于項目進行過程中的某一個或某幾個節(jié)點，對LIM技術(shù)的全生命周期應(yīng)用仍屬研究階段，鮮少有項目實際應(yīng)用這一理念。

3.1.3 國家尚未出臺相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范管理此行業(yè)發(fā)展。BIM技術(shù)在國內(nèi)外都相對成熟，且應(yīng)用較廣，在建筑行業(yè)領(lǐng)域是實行全生命周期管理的重要技術(shù)與平臺。國內(nèi)現(xiàn)已相繼出臺了多項政策法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。在”十二五“期間，BIM等新技術(shù)被列入建筑業(yè)信息化發(fā)展的總體目標(biāo)和重要任務(wù)之一。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部近年來出臺了多部國家標(biāo)準(zhǔn)，包括《建筑信息模型分類和編碼標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51269—2017）、《建筑信息模型設(shè)計交付標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T 51301—2018）、《建筑信息模型使用應(yīng)用統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)》（GB /T 51212—2016）及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《建筑工程設(shè)計信息模型制圖標(biāo)準(zhǔn)》（JGJ/T 448—2019）。這些規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)的頒布表明國家對此技術(shù)在行業(yè)內(nèi)應(yīng)用的重視以及旨在促進BIM技術(shù)在行業(yè)廣泛應(yīng)用與標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用。

但是，在風(fēng)景園林設(shè)計領(lǐng)域，基于LIM技術(shù)的規(guī)劃設(shè)計仍處于萌芽狀態(tài)，國家沒有對行業(yè)BIM技術(shù)應(yīng)用的硬性要求，也沒有出臺相關(guān)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，各機構(gòu)、各公司在各自需求的基礎(chǔ)上開發(fā)與應(yīng)用。

3.2 應(yīng)用前景展望

3.2.1 基于大數(shù)據(jù)統(tǒng)計、算法分析的技術(shù)革新，提升風(fēng)景園林設(shè)計的科學(xué)性、高效性。運用大數(shù)據(jù)統(tǒng)計、算法分析等將風(fēng)景園林設(shè)計與實施過程中多個依靠經(jīng)驗的設(shè)計節(jié)點轉(zhuǎn)化為以科學(xué)分析客觀事實的結(jié)果為設(shè)計依據(jù)。對于大量的信息涌入和數(shù)據(jù)、技術(shù)的信息化，需要運用聯(lián)想性、擴展性、激發(fā)性開拓思路，繼而綜合各項信息，通過多方案比選，得到最優(yōu)解。再者，利用計算算法的科學(xué)性、準(zhǔn)確性，提高項目設(shè)計的效率，并可在計算過程中融入動態(tài)因子，實時觀察效果呈現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)問題，解決問題。

3.2.2 軟件全生命周期覆蓋。從場地設(shè)計、硬質(zhì)景觀設(shè)計到施工圖繪制、植物種植設(shè)計，再到項目施工進度安排與管理，歐特克公司皆有相對應(yīng)的軟件應(yīng)用。例如，Revit、Infraworks可以作為場地設(shè)計的軟件平臺;BIM360、Navisworks可以作為項目施工管理的軟件平臺。

另外，開發(fā)地理信息系統(tǒng)分析的ESRI公司與Autodesk公司實現(xiàn)戰(zhàn)略合作，Autodesk Infraworks可以讀取ESRI公司的shp格式的文件，在場地地理信息分析、視覺表現(xiàn)、景觀設(shè)計模型等方面消除軟件壁壘，大幅度提升工作效率。

3.2.3 綜合多源數(shù)據(jù)、即時可視化表達。綜合多源數(shù)據(jù)類型是整合信息資源、實現(xiàn)充分數(shù)字化表達、表述動態(tài)模型的必要條件[2]。風(fēng)景園林是一個綜合建筑、自然環(huán)境、基礎(chǔ)設(shè)施等多維度、多尺度協(xié)調(diào)規(guī)劃設(shè)計的專業(yè)，LIM的構(gòu)建需要考慮能輸入并分析來自相關(guān)行業(yè)各項信息、數(shù)據(jù)，適應(yīng)區(qū)域尺度到場地尺度的設(shè)計需求，并能即時表達可視化效果且可查詢相應(yīng)數(shù)據(jù)信息。充分的數(shù)字化表達不僅對視覺景觀具有重要意義，而且可以即時模擬空間體驗，通過動態(tài)參與的形式從景觀設(shè)計的建造和評判兩個方面支撐景觀設(shè)計過程[6]。

3.2.4 運用物聯(lián)網(wǎng)（IOT），實時監(jiān)控項目運行與后期維護。物聯(lián)網(wǎng)是一個典型的信息采集、處理和傳遞信息的系統(tǒng)。物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的一個根本區(qū)別是具有直接連接物品、感知和處理物品信息的能力[7]。小尺度的、精致的設(shè)計項目的后期維護與管理，或?qū)嶒炐皂椖康某掷m(xù)性的觀察與研究，可以考慮運用此系統(tǒng)作為輔助工具，觀察自然變化、實時管理項目的實施等。

3.2.5 邊界指導(dǎo)規(guī)劃、邊界定義設(shè)計。“邊界指導(dǎo)規(guī)劃”，即通過對人活動的信息、生活服務(wù)信息等數(shù)據(jù)進行分析，將生活圈、活動圈邊緣落實，形成社會屬性結(jié)構(gòu)，從而為規(guī)劃的編制與實施提供依據(jù)。對于景觀設(shè)計中的地形改造設(shè)計，首先要劃定地形改造邊界，然后進行高程、道路、綠地的改造與設(shè)計?！斑吔缍x設(shè)計”是實現(xiàn)設(shè)計過程數(shù)字化的重要前提。例如，在TIN高程模型上直接做場地設(shè)計，成果可以直接導(dǎo)入BIM中，在設(shè)計過程中以可視化形式充分利用高程信息，變平面的二維設(shè)計為可視化的三維設(shè)計，并提高三維模型的精準(zhǔn)性。

4 結(jié)語

在BIM平臺的基礎(chǔ)上，從設(shè)計者、軟件與平臺使用者出發(fā)，LIM軟件中最關(guān)注及最需要的功能應(yīng)更多的側(cè)重在這三個方面，優(yōu)先提高豎向設(shè)計、種植設(shè)計、水文分析的軟件分析能力，解決目前存在的設(shè)計軟件在某些方面無法適應(yīng)場地設(shè)計的問題以及豐富多樣的地形設(shè)計。

另外，現(xiàn)實中仍有很多限制條件。國內(nèi)數(shù)據(jù)的收集渠道有限、社會共享信息有限，項目如若需要收集與統(tǒng)計大量數(shù)據(jù)，往往需要與專業(yè)機構(gòu)合作。參數(shù)化設(shè)計與施工無疑要增加公司的學(xué)習(xí)成本投入，并需要革新現(xiàn)有的工作流程。對很多公司來說，LIM技術(shù)在實際項目中的應(yīng)用既是機遇也是挑戰(zhàn)。風(fēng)景園林行業(yè)往往需要與多專業(yè)合作，特別是與建筑、規(guī)劃、水文、交通等行業(yè)交叉協(xié)同工作，并借助大數(shù)據(jù)分析、算法分析等技術(shù)輔助場地形態(tài)設(shè)計與功能分布。

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