風(fēng)景園林專(zhuān)業(yè)空間信息技術(shù)教學(xué)初探

摘要：本論文的目的是探討如何在風(fēng)景園林專(zhuān)業(yè)建設(shè)空間信息技術(shù)教學(xué)體系。本文闡述了“數(shù)字地球”和3S技術(shù)的內(nèi)涵，分析了空間信息技術(shù)發(fā)展對(duì)風(fēng)景園林專(zhuān)業(yè)技能培養(yǎng)所產(chǎn)生的影響。在風(fēng)景園林專(zhuān)業(yè)建立空間信息技術(shù)教學(xué)體系的目的在于：加強(qiáng)學(xué)生對(duì)空間數(shù)據(jù)的理解，使學(xué)生掌握獲取數(shù)據(jù)的能力與空間分析方法，以及一定的數(shù)據(jù)庫(kù)技能。本論文提出在教學(xué)內(nèi)容上應(yīng)圍繞規(guī)劃設(shè)計(jì)課程，設(shè)置三個(gè)模塊：基礎(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和空間分析模塊，各個(gè)模塊應(yīng)與相應(yīng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)課程相組合，且自成一體。本論文最后提出在風(fēng)景園林專(zhuān)業(yè)建設(shè)空間信息技術(shù)教學(xué)體系的難點(diǎn)與解決措施。

關(guān)鍵詞：風(fēng)景園林專(zhuān)業(yè)；空間信息技術(shù)；教學(xué)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2015）04-0213-03

一、引言

風(fēng)景園林學(xué)是保護(hù)、規(guī)劃、設(shè)計(jì)和可持續(xù)管理人文自然環(huán)境的綜合性學(xué)科[1]。在世界性的環(huán)境生態(tài)危機(jī)不斷加深的背景下，空間與生態(tài)問(wèn)題逐漸成為風(fēng)景園林的中心課題。風(fēng)景園林從業(yè)人員必須樹(shù)立強(qiáng)烈的生態(tài)理念，在掌握空間分析方法的基礎(chǔ)上，正確地認(rèn)識(shí)并引導(dǎo)規(guī)劃設(shè)計(jì)與建設(shè)的實(shí)施。20世紀(jì)后半葉，不少學(xué)者提出了面向園林規(guī)劃的、區(qū)域規(guī)劃的生態(tài)分析模型。不斷發(fā)展的景觀生態(tài)學(xué)及其指數(shù)方法大量應(yīng)用在景觀分析中，從而使我們能夠深入理解景觀結(jié)構(gòu)與動(dòng)態(tài)過(guò)程，并為城鄉(xiāng)規(guī)劃、風(fēng)景園林規(guī)劃提供了客觀的依據(jù)。風(fēng)景園林的規(guī)劃與分析離不開(kāi)空間信息技術(shù)的支撐。

改革開(kāi)放以后，我國(guó)逐漸建立現(xiàn)代風(fēng)景園林專(zhuān)業(yè)。隨著中國(guó)城市化進(jìn)程的加深和環(huán)境生態(tài)危機(jī)的涌現(xiàn)，風(fēng)景園林專(zhuān)業(yè)逐漸受到重視，社會(huì)需求大幅增加[2]。中國(guó)的風(fēng)景園林專(zhuān)業(yè)屬于工學(xué)和農(nóng)林學(xué)科領(lǐng)域，在教育方法上比較重視空間規(guī)劃設(shè)計(jì)、植物配置與設(shè)計(jì)制圖方面的訓(xùn)練，缺乏對(duì)于空間信息處理技能的基本訓(xùn)練，而中國(guó)空間技術(shù)的進(jìn)步也未能與蓬勃發(fā)展的風(fēng)景園林教育有效結(jié)合。在中國(guó)城鎮(zhèn)化發(fā)展與生態(tài)危機(jī)不斷加深的背景下，風(fēng)景園林從業(yè)人員必須面對(duì)更加復(fù)雜的社會(huì)與自然方面的問(wèn)題，處理海量的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)，因此掌握一定的空間信息分析技術(shù)顯得尤為迫切。高等院校的風(fēng)景園林專(zhuān)業(yè)教育應(yīng)考慮納入相應(yīng)的空間信息技術(shù)教學(xué)內(nèi)容，這對(duì)于進(jìn)一步改進(jìn)現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容是有益的探索。

二、“數(shù)字地球”與3S技術(shù)

“數(shù)字地球”是空間信息技術(shù)發(fā)展中的重要概念。“數(shù)字地球”的構(gòu)想是美國(guó)副總統(tǒng)戈?duì)栍?998年提出的，其實(shí)質(zhì)是網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、數(shù)據(jù)庫(kù)與計(jì)算機(jī)構(gòu)成的數(shù)字化地理虛擬系統(tǒng)，目的是使人們能夠通過(guò)數(shù)字化信息網(wǎng)絡(luò)，自由地鏈接、調(diào)用地理信息。“數(shù)字地球”的核心是3S集成技術(shù)。

3S包括GPS、RS和GIS。GPS即全球定位系統(tǒng)，可通過(guò)坐標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行全天候精確定位、定性和定時(shí)，在導(dǎo)航、測(cè)繪、軍事、農(nóng)業(yè)、考古等方面的應(yīng)用前景廣闊。RS即遙感技術(shù)，各類(lèi)衛(wèi)星遙感能夠全天候?qū)Φ乇韺?shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，深入、準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)地表景觀的狀態(tài)。GIS即地理信息系統(tǒng)，是各類(lèi)空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的集成數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)，能夠進(jìn)行各類(lèi)空間分析、演變分析與三維成像。GIS、RS與GPS所采用的數(shù)據(jù)格式具有共通性，能夠達(dá)到無(wú)縫連接，極大地拓展了風(fēng)景園林中分析、規(guī)劃與設(shè)計(jì)的一體化能力。

三、空間信息技術(shù)促進(jìn)風(fēng)景園林專(zhuān)業(yè)技能變革

空間信息技術(shù)的發(fā)展能夠大幅促進(jìn)我國(guó)風(fēng)景園林專(zhuān)業(yè)技能的變革。主要的變化包括空間數(shù)據(jù)、景觀的監(jiān)測(cè)與分析、工作效率化方面。

風(fēng)景園林研究、規(guī)劃和設(shè)計(jì)均涉及各類(lèi)空間數(shù)據(jù)。對(duì)于規(guī)劃設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，獲取、處理有效的數(shù)據(jù)是重要的專(zhuān)業(yè)技能。針對(duì)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)內(nèi)容龐雜、種類(lèi)繁多且尺度不一的特點(diǎn)，我國(guó)已經(jīng)著手建設(shè)地圖數(shù)據(jù)庫(kù)、測(cè)繪檔案等數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施。各類(lèi)商業(yè)遙感影像也是重要的數(shù)據(jù)源，可以根據(jù)用戶(hù)要求有針對(duì)性的調(diào)取。規(guī)劃設(shè)計(jì)人員能夠在GIS平臺(tái)上，對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，從而準(zhǔn)確地掌握基地的地表狀況，提高規(guī)劃設(shè)計(jì)方案的合理性。

風(fēng)景園林從業(yè)人員可以利用遙感技術(shù)對(duì)地貌景觀進(jìn)行廣域、實(shí)時(shí)、高精度的監(jiān)測(cè)，并通過(guò)GIS進(jìn)行定量化分析；通過(guò)RS和GIS技術(shù)，規(guī)劃師可以定量地掌握綠地植被分布狀態(tài)，在GIS中可以進(jìn)行時(shí)間序列演變分析、土地適宜性評(píng)價(jià)、熱島分析、空間分析（包括網(wǎng)絡(luò)分析、可達(dá)性分析、疊加分析等）、景觀指數(shù)分析等，為綠地規(guī)劃、城鄉(xiāng)與區(qū)域規(guī)劃提供基本的依據(jù)。

引入數(shù)字技術(shù)能夠大幅提高工作效率。空間數(shù)字信息技術(shù)，尤其是3S集成技術(shù)的不斷發(fā)展與完善，促進(jìn)了數(shù)據(jù)與軟件的無(wú)縫兼容，推動(dòng)了園林設(shè)計(jì)的自動(dòng)化進(jìn)程。設(shè)計(jì)自動(dòng)化包括辦公流程自動(dòng)化、數(shù)據(jù)采集自動(dòng)化、輸入輸出自動(dòng)化、分析自動(dòng)化和管理自動(dòng)化。辦公電子設(shè)備與軟件集成化發(fā)展提高了數(shù)據(jù)傳輸與處理的效率，國(guó)家大力推動(dòng)的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化與共享化也有力提升了規(guī)劃設(shè)計(jì)人員采集、分析和處理數(shù)據(jù)的能力[3]。

四、高校風(fēng)景園林專(zhuān)業(yè)空間信息技術(shù)教學(xué)的目的

（一）加強(qiáng)對(duì)空間數(shù)據(jù)的理解

風(fēng)景園林專(zhuān)業(yè)的規(guī)劃設(shè)計(jì)課程涉及到空間數(shù)據(jù)的處理。空間信息技術(shù)教學(xué)實(shí)際上是圍繞空間數(shù)據(jù)的獲取、處理、分析而展開(kāi)的。目前學(xué)生普遍缺乏對(duì)空間數(shù)據(jù)的理解，對(duì)于空間數(shù)據(jù)的基本屬性、數(shù)據(jù)的格式與轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)的來(lái)源缺少科學(xué)的認(rèn)知。空間信息技術(shù)教學(xué)可以使學(xué)生深入掌握各類(lèi)空間數(shù)據(jù)的特征、理解數(shù)據(jù)的含義和表達(dá)、了解數(shù)據(jù)的來(lái)源途徑和獲取方法，熟練運(yùn)用不同的空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換技能，為識(shí)別有效數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)奠定基礎(chǔ)。

（二）掌握空間數(shù)據(jù)的獲取能力

空間數(shù)據(jù)來(lái)源廣泛、質(zhì)量混雜，初學(xué)者往往難以理清數(shù)據(jù)的來(lái)源渠道。比如有學(xué)生在課題中利用遙感圖像進(jìn)行綠化地解析，所采用的數(shù)據(jù)為網(wǎng)絡(luò)下載的柵格數(shù)據(jù)，這類(lèi)數(shù)據(jù)失真性較大，并不能用于綠地定量研究。出現(xiàn)這種錯(cuò)誤的根本原因在于學(xué)生沒(méi)有了解有效數(shù)據(jù)的獲取途徑。教學(xué)中應(yīng)使學(xué)生了解國(guó)際、國(guó)家和省市等相關(guān)機(jī)構(gòu)和商業(yè)公司發(fā)布的各類(lèi)空間數(shù)據(jù)范圍及其特性，以及這些數(shù)據(jù)對(duì)于風(fēng)景園林專(zhuān)業(yè)的用途，使學(xué)生具有識(shí)別有效數(shù)據(jù)，掌握有效數(shù)據(jù)獲取途徑的能力。endprint

（三）掌握基本的空間分析方法

深入、正確的空間分析是獲得合理的規(guī)劃設(shè)計(jì)方案的前提，也是對(duì)規(guī)劃設(shè)計(jì)方案進(jìn)行調(diào)整的基礎(chǔ)。因此，應(yīng)使園林專(zhuān)業(yè)學(xué)生了解、掌握利用GIS軟件處理空間數(shù)據(jù)和進(jìn)行空間分析的方法。GIS平臺(tái)中的空間分析模塊包括疊加分析、緩沖區(qū)分析、可達(dá)性分析、距離分析、表面分析、計(jì)量統(tǒng)計(jì)等功能，可進(jìn)行時(shí)間序列演變與空間格局的量化分析，也可以利用統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行各類(lèi)景觀指數(shù)的演算，并制作相應(yīng)的主題圖，作為規(guī)劃設(shè)計(jì)的依據(jù)。

（四）掌握數(shù)據(jù)庫(kù)能力

數(shù)據(jù)庫(kù)是對(duì)各類(lèi)工作數(shù)據(jù)的管理平臺(tái)。對(duì)于景觀規(guī)劃、園林遺產(chǎn)保護(hù)、園林植物與應(yīng)用方向的學(xué)生來(lái)說(shuō)，需要收集、管理各類(lèi)園林資源、植物和地理空間數(shù)據(jù)。而現(xiàn)實(shí)狀況中，這些數(shù)據(jù)往往數(shù)量龐大、來(lái)源復(fù)雜、格式多樣，如何管理好這些數(shù)據(jù)成為影響工作結(jié)果的重要因素之一。數(shù)據(jù)庫(kù)是解決這個(gè)問(wèn)題的重要方法。空間信息技術(shù)教學(xué)應(yīng)使學(xué)生獲得數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建技能，進(jìn)一步提升其管理數(shù)據(jù)、使用數(shù)據(jù)的能力與效率，對(duì)其將來(lái)的工作具有很好的促進(jìn)作用。

五、高校風(fēng)景園林專(zhuān)業(yè)空間信息技術(shù)課程設(shè)置

風(fēng)景園林專(zhuān)業(yè)是應(yīng)用性較強(qiáng)的專(zhuān)業(yè)，與社會(huì)實(shí)際需求結(jié)合緊密。而空間信息技術(shù)本身是系統(tǒng)性的科學(xué)，因此需要以風(fēng)景園林專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)為中心進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)提煉，建立有針對(duì)性和系統(tǒng)性的教學(xué)體系。風(fēng)景園林專(zhuān)業(yè)課程包括理論與設(shè)計(jì)兩大類(lèi)型，成系列的規(guī)劃設(shè)計(jì)課程為教學(xué)體系的中心，相關(guān)理論知識(shí)點(diǎn)是圍繞提高學(xué)生規(guī)劃設(shè)計(jì)能力這個(gè)目標(biāo)來(lái)設(shè)置的。因此，空間信息技術(shù)課程也應(yīng)以園林規(guī)劃設(shè)計(jì)為中心，設(shè)置相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容，通過(guò)培養(yǎng)學(xué)生空間數(shù)據(jù)處理技能達(dá)到提高規(guī)劃設(shè)計(jì)能力的目的[4，5]。

一般來(lái)說(shuō)，高校園林專(zhuān)業(yè)所設(shè)置的園林規(guī)劃設(shè)計(jì)系列課程包括園林設(shè)計(jì)與園林規(guī)劃兩大內(nèi)容。園林設(shè)計(jì)是針對(duì)中小尺度的場(chǎng)地，包括庭園設(shè)計(jì)、專(zhuān)類(lèi)公園設(shè)計(jì)、綜合公園設(shè)計(jì)、廣場(chǎng)設(shè)計(jì)、居住區(qū)綠地設(shè)計(jì)、街旁綠地設(shè)計(jì)、帶狀公園設(shè)計(jì)等課程，園林規(guī)劃是在大尺度的場(chǎng)地上實(shí)施的綠地系統(tǒng)規(guī)劃、風(fēng)景區(qū)規(guī)劃、度假區(qū)景觀規(guī)劃、濱水區(qū)景觀規(guī)劃等。設(shè)計(jì)的尺度越大，與城市、社區(qū)以及自然環(huán)境的關(guān)系越復(fù)雜，就越需要學(xué)生具備較好的數(shù)據(jù)收集和處理能力，并能夠掌握、應(yīng)用一定的空間分析方法。

筆者認(rèn)為，針對(duì)園林專(zhuān)業(yè)課程內(nèi)容和技能要求，可將空間信息技術(shù)教學(xué)內(nèi)容劃分為三個(gè)模塊，每個(gè)模塊有不同的教學(xué)內(nèi)容與目的，且與相應(yīng)的園林教學(xué)課程相對(duì)應(yīng)。三個(gè)模塊包括基礎(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和空間分析模塊，基礎(chǔ)模塊是理論教學(xué)，數(shù)據(jù)處理與空間分析模塊是實(shí)踐教學(xué)。基礎(chǔ)模塊以學(xué)生認(rèn)知空間數(shù)據(jù)為基本目的，主要包括空間數(shù)據(jù)的格式與分類(lèi)、空間數(shù)據(jù)的作用與意義、地理坐標(biāo)系統(tǒng)與地圖學(xué)基本知識(shí)、3S技術(shù)原理、數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施與常用空間數(shù)據(jù)源等教學(xué)內(nèi)容。數(shù)據(jù)處理模塊與園林設(shè)計(jì)課程相對(duì)應(yīng)，以學(xué)生在設(shè)計(jì)過(guò)程中能夠正確獲取、處理基地環(huán)境數(shù)據(jù)為目的，教學(xué)內(nèi)容包括DEM高程數(shù)據(jù)處理、GPS數(shù)據(jù)獲取與轉(zhuǎn)換、CAD文件格式轉(zhuǎn)換、RS地物分析等。空間分析模塊與園林規(guī)劃課程相對(duì)應(yīng)，以學(xué)生在規(guī)劃過(guò)程中能夠進(jìn)行科學(xué)地空間分析為根本目的，主要教學(xué)內(nèi)容包括疊加分析、緩沖區(qū)分析、可達(dá)性分析、距離分析等，并使學(xué)生能夠制作主題圖，作為規(guī)劃的依據(jù)。基礎(chǔ)模塊、數(shù)據(jù)處理與空間分析三個(gè)模塊教學(xué)內(nèi)容應(yīng)依次進(jìn)行，只有掌握前一個(gè)模塊內(nèi)容，方能進(jìn)行下一個(gè)模塊的教學(xué)。

基礎(chǔ)模塊必須開(kāi)設(shè)獨(dú)立的課程，數(shù)據(jù)處理與空間分析模塊既可以是獨(dú)立的課程，也可以作為園林設(shè)計(jì)課程中的組成單元，或者采用連續(xù)性的講座形式。

六、難點(diǎn)與展望

在風(fēng)景園林專(zhuān)業(yè)引入空間信息技術(shù)教學(xué)內(nèi)容，面臨基礎(chǔ)薄弱、師資和設(shè)備場(chǎng)地不足等問(wèn)題。當(dāng)前高校風(fēng)景園林專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)空間信息技術(shù)課程極少，個(gè)別院校即便開(kāi)設(shè)有GIS課程，多以理論為主，上機(jī)實(shí)踐操作較少，難以對(duì)園林規(guī)劃設(shè)計(jì)課程產(chǎn)生實(shí)質(zhì)的影響。盡管在科學(xué)研究和實(shí)際規(guī)劃項(xiàng)目中，運(yùn)用遙感與GIS分析方法越來(lái)越多，但是對(duì)于風(fēng)景園林專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō)，空間信息技術(shù)教學(xué)畢竟是新事物，目前缺少這方面的教學(xué)實(shí)踐積累和相應(yīng)的教學(xué)研究，只能是邊嘗試、邊總結(jié)、邊推進(jìn)。

高校風(fēng)景園林專(zhuān)業(yè)引入空間信息技術(shù)教學(xué)，要求主講教師不僅是園林規(guī)劃設(shè)計(jì)和研究的專(zhuān)家，還要熟悉3S等空間信息技術(shù)的理論與技能。目前這方面的師資嚴(yán)重缺乏.雖然高校中不乏GIS、RS等專(zhuān)業(yè)的教師，但這些老師不了解風(fēng)景園林專(zhuān)業(yè)的特點(diǎn)，所開(kāi)設(shè)課程難以與園林規(guī)劃設(shè)計(jì)課程銜接，常導(dǎo)致學(xué)生聽(tīng)課后不知道如何運(yùn)用。因此，高校風(fēng)景園林學(xué)科應(yīng)大力引入擅長(zhǎng)GIS、RS操作，并有實(shí)際園林規(guī)劃設(shè)計(jì)項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)業(yè)老師，解決這方面師資不足的問(wèn)題。

教學(xué)空間信息技術(shù)中的數(shù)據(jù)處理與空間分析內(nèi)容，注重對(duì)學(xué)生的實(shí)際操作訓(xùn)練。因此，該部分教學(xué)需要專(zhuān)業(yè)實(shí)驗(yàn)室和上機(jī)設(shè)備，還需購(gòu)置相應(yīng)的教學(xué)用軟件。只有通過(guò)增加這方面的教學(xué)投入，不斷提升教學(xué)管理水平和設(shè)備使用效率才能解決目前高校存在的教學(xué)資源不足的問(wèn)題。

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和城市化進(jìn)程加深，環(huán)境生態(tài)問(wèn)題日益嚴(yán)重，風(fēng)景園林學(xué)科將承擔(dān)越來(lái)越重的社會(huì)責(zé)任，必須根據(jù)社會(huì)情勢(shì)調(diào)整現(xiàn)有的教學(xué)內(nèi)容。隨著社會(huì)對(duì)高校教育的要求越來(lái)越高，國(guó)家不斷增加對(duì)教育的投入，大量的復(fù)合型人才、海內(nèi)外高層次人才進(jìn)入高校從事教學(xué)科研工作，筆者相信，師資問(wèn)題和硬件問(wèn)題都將獲得解決，通過(guò)不斷的探索，必然能夠完善面向風(fēng)景園林專(zhuān)業(yè)的空間信息技術(shù)教學(xué)體系。

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[5]林廣思.關(guān)于規(guī)劃設(shè)計(jì)主導(dǎo)的風(fēng)景園林教學(xué)評(píng)述[J].中國(guó)園林，2009，（11）：59-62.

Abstract：The purpose of this paper is to explore how to build spatial information technology teaching system in the landscape architecture. This paper firstly described the “Digital Earth”and the connotation of the 3S Technology，and analyzed the impact of the development of spatial information technology on the landscape architecture professional skills.The purposes of spatial information technology teaching system are：to strengthen students' understanding of spatial data，and to enable students to master the ability of obtaining and spatial data analysis methods，as well as certain database skills.Focusing on the planning and design course，this paper put forward three modules，including the basic module，data processing module and spatial analysis module，which are combined with corresponding course. This paper finally discussed the difficulties of construction of spatial information technology teaching system in the landscape architecture and the solving measures.

Key words：Landscape architecture；Spatial information technology；Teachingendprint