基于BIM技術的江西龍虎山風景名勝區規劃設計的信息化管理研究

張浩，蔡玲，陳宇，熊模輝

（1.安徽工程大學建筑工程學院，安徽蕪湖，241000；2.江西生物科技職業學院，江西南昌330200；3.江西建設職業技術學院，江西南昌330000；4.江西省城鄉規劃設計研究院，江西南昌330000）

基于BIM技術的江西龍虎山風景名勝區規劃設計的信息化管理研究

張浩1，蔡玲2，陳宇3，熊模輝4

（1.安徽工程大學建筑工程學院，安徽蕪湖，241000；2.江西生物科技職業學院，江西南昌330200；3.江西建設職業技術學院，江西南昌330000；4.江西省城鄉規劃設計研究院，江西南昌330000）

BIM技術是當前建筑行業中的新理念與方法，在建設行業中得到了廣泛推廣.利用BIM技術概念，在江西龍虎山風景名勝區規劃設計中進行數字化分析與管理；主要從風景名勝區宏觀角度采用ArcGIS軟件，分析風景名勝區的生態敏感性，進行風景區分級保護規劃、旅游線路規劃等；從龍虎山莊會議中心建筑的微觀角度，用Revit軟件建立建筑信息模型，分析建筑朝向以及太陽輻射，結合Revit的協同設計、信息集中、數字化管理等優勢，使得建筑信息數據使用更加合理化.

BIM技術；風景名勝區；規劃設計；信息化管理

1 BIM技術簡述

建筑信息模型（BIM）是上個世紀70年代，查克伊士曼博士（ChuckEastman，Ph.D.）提出的概念：建筑信息模型是將一個建筑設計項目在整個生命周期內的所有幾何特性，功能要求與構件的性能信息綜合到一個單一的模型中，同時這個單一模型信息中還包括了施工進度、建造過程的過程控制信息[1].對于BIM技術的認識應當是：建設項目應用BIM技術建造一個數字化的實體，一個由參與項目的各方面人員共享的數字模型，這個模型的設計、項目的施工、后期管理與運營等階段都需要全部的信息數字化管理，在此過程中，需要各專業的協調合作、資源共享與開放、管理一體化.

龍虎山風景區內多山地丘陵，自然環境優越，植被類型多樣，野生動物資源豐富，當前整個風景名勝區有景點49處.本文基于BIM技術，探討江西龍虎山風景區規劃設計中的信息化管理應用，實踐相關的數字技術在項目中的應用，總結規劃過程中數字技術應用的優缺點.

2 龍虎山風景區規劃設計中的BIM技術路線

風景名勝區規劃設計過程是多專業相協調、合作的過程.其中旅游規劃與管理專業在前期的策劃中，確定風景區的旅游主題、旅游特色、旅游品牌等，經過一定的調研、分析，規劃幾條旅游路線以及大的發展方向；后期城鄉規劃、人文地理、風景園林、社會學、管理學等專業，會逐步進入到規劃設計過程中，提出各個專業面臨的問題.但是各個專業在大部分決策過程中，都會使用傳統的定性分析方法，定性的方法取決于經驗、傳統方法.然而隨著當代信息技術的發展，可以適當引入數字技術以此支撐方案過程中的決策，提高規劃效率與風景名勝區的科學管理水平.BIM技術與方法應用到風景名勝區中，主要建立風景名勝區規劃的信息模型，而此模型需要以影響規劃決策的專項因子的基礎數據為依據來建立[2].

本項目研究中主要從宏觀層面與微觀層面角度來使用BIM技術；在宏觀層面，即風景區的生態敏感性分析、分級保護規劃、可建設用地規劃等方面采用ArcGIS技術，建立相關的數據庫，實現數字技術決策與管理；在微觀層面.即單體建筑角度，以龍虎山莊的會以中心建筑為例，探討Revit、Ecotect等軟件與技術如何在其中的分析與應用.風景區規劃中主要的BIM技術路線如（圖1）所示，主要步驟如下：

2.1 風景名勝區基礎資料的收集與提取

風景名勝區的基礎資料收集是風景區規劃設計的前期工作，基礎資料主要來自當地政府部門提供的材料、網絡信息資料、書籍文獻等，基礎資料按照屬性分為自然資料與人文資料.

自然資料包括：地形圖、衛星地形圖、行政區域邊界、動植物分布、森林資源統計、林地田地分布情況、土壤類型分布、交通現狀、上位規劃等等；

人文資料包括：居民現狀分布、人口統計、現狀景點資源分布、統計年鑒等.

基本數據資料的類型主要包括dwg格式、圖形圖像格式、pdf格式、word、excel等.

2.2 風景名勝區基礎資料數字化表達

風景名勝區信息數字化表達主要包括遙感數據提取、解譯，整理地形圖CAD，人口分布統計數字化，在ArcGIS軟件輸入現有的地形數據、交通路線、耕地現狀分布、土地利用分布相關資料等.對部分單因子進行轉譯成為柵格數據，便于后期的多因子疊加分析.對圖文影像資料，轉化為電子形式，統一格式錄入ArcGIS，做成基本的數據庫形式，與單因子分析圖相對應，形成動態聯系.龍虎山莊會議中心建筑的初步方案CAD文件導入Revit中，為建模奠定基礎.

圖1 BIM技術在龍虎山風景區中的應用路線

3 龍虎山風景區規劃設計中BIM技術應用

3.1 龍虎山風景名勝區的基礎資料收集與數字化

收集與整理風景區的基礎資料，主要有地形圖、遙感影像、土地現狀利用圖、耕地利用現狀圖、人口分布、現狀交通路線分布圖等，結合ArcGIS、Excel軟件等，實現基本數據的數字化表達.

3.2 單因子分析

3.2.1 高程因子

高程是生態環境中的一個重要影響因素，隨著海拔的變化，空氣溫度和土壤也發生改變，對植物的地帶性分布影響顯著，整個生態系統也呈現出明顯的垂直分布特征[3].在ArcGIS中對等高線進行梳理，形成風景名勝區的數字高程圖（DEM圖），用來表示龍虎山風景名勝區的實際高程，整個風景區高程最高點在南部區域，最低點在風景區北部.其中高程在900m以上的區域，是高敏感區域（圖2）占風景區面積總比例4.32%.

3.2.2 坡度因子

地表面某一點的坡度是指過該點的切平面與水平面之間的夾角，即表示了地表在該點的傾斜程度.坡度越大，保水能力越差，水土越容易流失，植被受到破壞越不容易恢復，生態與視覺上都帶來較大的沖擊；而坡度平緩的地方，保水能力強，不易產生水土流失，土地肥沃，能夠容忍強度較大的開墾和建筑修路等活動[4].

利用數字高程模型，對高程數據進行坡度分析，坡度主要分為0-15°、15-25°、25-35°、35-45°、45-90°五大級別.其中坡度大于45°的區域占有3.27%，這部分區域是敏感度較高的地帶，主要是在山體的上坡，這些地方坡地大，生態敏感性高，需要重點保護（圖3）.

圖2 風景區高程分析圖

圖3 風景區坡度分析圖

圖4 風景區坡向分析圖

3.2.3 坡向因子

坡向粗略地分，可以分為東、南、西、北四個方向，細分則可分為八個方向：東向（67.5°-112.5°）、東南向（112.5°-157.5°）、南向（157.5°-202.5°）、西南向（202.5°-247.5°）、西向（247.5°-292.5°）、西北向（292.5°-337.5°）、北向（337.5°-360°和0°-22.5°）、東北向（22.5°-67.5°），得到龍虎山風景區的坡向圖，將東北、西北坡向的區域分類為較高敏感區域其，面積約占總面積的15.83%；將正北區域分類為高敏感區域，面積約占8.32%（圖4）.

3.2.4 水體緩沖分析

龍虎山風景名勝區的水資源比較豐富，其中有信江、瀘溪河兩條主要河流.根據實際情況，按距離水源的遠近劃分為5個等級，距離主要分為100、200、300、400、500m.其中距離水源在100m之內的區域為高敏感度區域（圖5），占總面積的8.63%.

3.2.5 耕地緩沖分析

風景名勝區中的耕地面積35.68km2，占總面積的16.22%；耕地面積屬于非建設用地中的一類，耕地具有較高的生態效益，加強對耕地周圍區域的保護有利于風景區的生態建設.對耕地周圍的區域進行保護分級，加強監管.分級主要為0-50m，50-100 m，100-150m，150-200m，200-250m，大于250m的區域，距離越近，生態敏感性越高，需要加強保護（圖6）.

3.2.6 人文因子

首先是人口因子，人口分布是風景名勝區規劃的前期工作，人口容量的多少是風景區發展的重要表征指標.對風景區內部的人口分布進行資料收集與調研，得知：，風景名勝區涉及到自然村102個，農村居民7392戶，29175人，外出人數達到6578人，占人口的22.5%，另有城鎮人口9243人，則風景名勝區內常住居民共計38418人（圖7），城鎮居民占總人口的24.1%.

3.3 多因子疊加分析

多因子疊加是綜合影響因素評價的重要環節，采用權重分級的方法，將各個單因子元素按照定量的結合起來，對于后期的方案篩選與確定有重要意義[5].在自然因子的疊加分析中，賦予高程、坡度、坡向、水體緩沖、耕地緩沖的各自權重，高程比重0.35，坡度比重0.25，坡向比重0.10，水體緩沖比重0.15，耕地緩沖比重0.15.然后將自然因子分析與人文因子分析相結合，得到生態敏感性分析（圖8），分級保護規劃圖.保護的對象主要有林地、居民生產生活用地、基本農田、地形地貌脆弱地區.

圖5 風景區主要水體緩沖區分析圖

圖6 風景區耕地緩沖區分析圖

圖7 風景區主要人口分析圖

圖8 風景區生態敏感性分析圖

3.4 龍虎山莊會議中心建筑數據庫的建立

龍虎山莊會議中心建筑是龍虎山莊的重要建筑，建立建筑信息化數據庫有利于后期的建筑管理與運營.在建立建筑信息數據中主要采用Revit的軟件，首先分析龍虎山莊的規劃圖，進行建筑方案的推敲.得到初步設計思路，在Revit中建立建筑的模型，結合Ecotect軟件進行生態模擬分析，得到龍虎山莊園區中部分地帶的建筑朝向分析圖，太陽輻射分析圖；建筑朝向的選擇直接影響建筑物的采光照明，合理的朝向可以減少建筑能耗，提高舒適性.地面熱輻射量的大小影響硬質空間的布置，一些公共設施的選址也受其影響，例如變電站、垃圾池等地塊需要布置在陰涼干燥地帶.對于建筑、景觀規劃有一定意義[6].

其次利用Revit軟件，對建筑進行擴初、施工圖設計；在擴初設計過程中，結合Revit軟件的關聯性修改功能、強大豐富的材料數據庫，對建筑的局部或者整體進行細化，并且可以生成各層的平面圖以及立面圖等，為施工階段提供有效的施工圖紙保障.結合軟件的統計功能可以得到部分材料明細表；并且多專業協同設計，對于結構、建筑、水電等專業的人員而言，可以同步更新相關設計內容，使彼此間及時了解建筑的整體信息，降低設計返工率.

3.5 BIM數據共享與管理

最終將所有數據設置相關的訪問、修改、查看等權限，發布給政府、規劃設計院以及相關的施工、管理單位，為后期的施工、運營提供基礎.在ArcGIS中制定單因子專題分析圖，數字高程三維模型，進行定量分析；同時結合Google地圖，實現三維漫游. Revit軟件中建筑信息模型集中了龍虎山會議中心建筑的設計信息，例如建筑的管線、窗戶、門等出現問題，可以直接查看信息模型，可以得到直觀的內部建模情況，快速發現問題、解決問題.

4 BIM技術在風景名勝區規劃中的總結

在龍虎山風景區規劃設計中，采用了BIM技術理念，對風景區的總體信息建立了信息數據庫，其中從宏觀的角度結合ArcGIS軟件，進行了生態敏感性的分析，得到分級保護用地規劃的基礎依據；結合Revit軟件，建立龍虎山莊會議中心建筑信息模型，對建筑進行可視化、信息化等分析，所有的資料信息集中在模型之中，便于管理和施工.這其中存在很多優點與不足：

4.1 存在的優點

（1）定量的決策系統為主：在龍虎山風景區規劃設計過程中，定量的分析方法相比傳統的定性方法更有說服力，在決策規劃的過程中用科學數據為依據.在本文案例中運用BIM技術定量數據方法，利用ArcGIS、Revit、Ecotect軟件進行了定量分析，使得決策更科學.

（2）協同設計的規劃方法：風景區規劃設計中采用的Revit軟件，建立了會議中心建筑BIM模型，這其中涉及到多專業協作的環節，多專業基于同一個Revit模型，進行各自專業的設計，同步更新設計內容，各專業間及時互相溝通，解決問題[7].

（3）風景名勝區的BIM模型的建立，為風景區管理、生態保護系統規劃、用地規劃與管理、旅游游賞路線規劃等提供定量的科學數據信息，同時為后期的旅游資源保護與利用，旅游資源的可持續發展提供了基礎.并且為風景區全生命周期管理體系的建立提供平臺.

（4）信息數據展現的多樣化：在規劃設計中的圖紙表達，以數字化為基礎，三維表達，影像格式，數據庫形式等，區別于傳統的二維圖紙形式.Revit軟件在材料統計、圖紙自動生成方面有優勢，并且信息數據表達方式有二維、三維形式，色彩表達更加豐富，而且色彩修改更加方便且關聯性強.

4.2 但是在案例的研究過程中，采用BIM信息化管理中也存在一定的問題

（1）BIM技術在風景園林行業推廣遇到阻礙. BIM技術是當前建設行業的前沿技術，在建筑行業的發展有一定的基礎，而且一些觀念認為BIM技術知識用于狹義的建筑行業，由于在風景園林行業沒有更多的實踐與理論支撐，導致當前的發展過于緩慢，因此需要繼續探索.

（2）BIM技術概念與軟件的普及程度不夠.部分專業人員當前對BIM技術的理解，還是停留在軟件的應用之上，并沒有實質性的了解BIM技術的內涵；生命周期理論概念是BIM技術的核心內容，但目前對此概念的理解不夠透徹，需要繼續研究[8].

（3）BIM技術優勢集中體現在管理方法與手段上，但本案例的研究中，側重于規劃設計過程中的管理，施工階段與管理運營階段的BIM技術應用涉及面不夠廣，因而需要進加深BIM技術在各階段的管理作用.

綜上所述，BIM技術理念在風景園林行業的運用才剛剛起步，需要更多的理論與實踐案例來推動技術的發展.龍虎山風景名勝區的BIM技術應用具有一定的實踐意義，改變了規劃設計的決策方式，增加了定量分析的內容，使得決策更加科學化與信息化；協同合作的方式加強專業之間的聯系.但在小場地的景觀設計中BIM技術是否能夠運用，需要進一步實踐與探索.

〔1〕王珺.BIM理念及BIM軟件在建設項目中的應用研究[D].西南交通大學,2011.

〔2〕劉雯,曹禮昆,賈建中.BIM技術在風景名勝區規劃中的應用探索——以長江三峽風景名勝區為例[J].中國園林,2012(11):27-35.

〔3〕余焱.基于GIS的風景名勝區生態敏感性分析——以重慶市南川金佛山風景名勝區為例[J].重慶建筑,2011(05):7-10.

〔4〕趙義華,劉安生,唐淑慧,等.基于生態敏感性分析的濕地保護開發利用規劃——以常州市宋劍湖地區為例[J].城市規劃,2009(04):84-87.

〔5〕王越,彭勝巍.基于GIS的深圳市坪山新區生態敏感性評價及其應用研究[J].環境科學與管理, 2014(02):192-194.

〔6〕張浩,鄭祿紅.基于Ecotect與Phoenics的居住區景觀設計微氣候模擬[J].山西建筑,2014(22):10-12.

〔7〕張浩,翁燕萍.探討Revit軟件在風景園林工程施工圖設計中的可行性[J].城市建筑,2014(30): 185.

〔8〕鐘繼濤,李雷.我國園林行業建筑信息模型發展前景探討[J].風景園林,2012(1):91-94.

TU986

：A

：1673-260X（2017）03-0051-04

2016-11-29

2014年江西省高校人文社會科學研究項目資助（JC1459)