鄉(xiāng)村生態(tài)宜居景觀數(shù)字化營建技術應用探析

詹 文，程會鳳

（1.中南林業(yè)科技大學 風景園林學院，湖南 長沙，410004；2.長沙環(huán)境保護職業(yè)技術學院 環(huán)境藝術與建筑系，湖南 長沙，410000）

1 研究背景

黨的十九大報告首次提出“實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略”以來，習近平總書記多次強調(diào)，實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略，必須堅持農(nóng)業(yè)農(nóng)村優(yōu)先發(fā)展這個總方針。2018年中央一號文件強調(diào)鄉(xiāng)村振興必須堅持人與自然和諧共生，走鄉(xiāng)村綠色發(fā)展之路[1]。因此，建設生態(tài)宜居的鄉(xiāng)村景觀，推進鄉(xiāng)村景觀綠色發(fā)展，呈現(xiàn)出人與自然和諧發(fā)展、共生共贏的新局面，是實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要課題。

2 景觀營建數(shù)字化技術應用概況

景觀的營造過程一般由前期的規(guī)劃設計與后期的實施運營兩大部分組成。目前來看，一方面常規(guī)的規(guī)劃設計體系更多的傾向于設計師的主觀感受與想法，悟性與經(jīng)驗，這種方法常常建立于經(jīng)驗之上，以認知場地特征為基礎發(fā)揮人的主觀能動性，其科學性與客觀性顯著不足，得到的結果常常具有偶然性。另一方面，生態(tài)化概念在景觀營建過程中已經(jīng)得以初步推廣與運用，但是由于生態(tài)營造技術帶來的綜合效益常常難以科學的量化與評價，造成其技術選擇與推廣存在一定難度，某種程度上也限制了綠色生態(tài)景觀建設的全面開展。生態(tài)宜居的鄉(xiāng)村景觀建設往往涉及到生態(tài)、功能、藝術、文化等許多方面，是一項系統(tǒng)性工程。綜合統(tǒng)籌實施多個目標，真正實現(xiàn)可量化的綠色宜居，科學化、系統(tǒng)化、客觀化的現(xiàn)代景觀營造方法與技術的應用勢在必行。

2.1 國內(nèi)外數(shù)字景觀技術發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢

數(shù)字景觀的研究與應用在國外主要集中在兩大領域：景觀數(shù)字化及模擬技術、景觀分析評價與參數(shù)化設計。近些年，隨著建筑信息模型(BIM)和地理信息系統(tǒng)的推廣應用，景觀信息模型(LIM)、地理設計(GeoDesign) 、景觀參數(shù)化設計開始成為數(shù)字景觀研究的熱點。初始階段常常運用3S、圖像建模等純粹的數(shù)字信息模型技術。景觀信息模型(L I M)的提出，使其逐漸轉向了具有“參與性”“協(xié)調(diào)性”“客觀性”“基于知識架構的景觀設計”特征的景觀數(shù)字技術新方向[3]。這也代表著數(shù)字景觀開始由理論研究走向技術綜合應用。我國對于數(shù)字景觀的實質(zhì)性研究還尚屬初級階段，其主要研究團隊有東南大學的成玉寧教授團隊、同濟大學劉頌教授團隊、北京林業(yè)大學蔡凌豪教授團隊等。2013年，中國第一屆數(shù)字景觀國際研討會（每兩年一屆）在東南大學召開，標志著我國數(shù)字景觀研究步入了快車道。相對而言，關于鄉(xiāng)村景觀數(shù)字化營造技術的研究國內(nèi)外都鮮有涉及，從收集到的資料顯示，其主要研究基本都處于起步階段，可參考借鑒的技術成果不多。因此，當前鄉(xiāng)村景觀數(shù)字化營造技術的研究與應用具有一定的創(chuàng)新性、前沿性與實踐意義。

2.2 鄉(xiāng)村景觀營建數(shù)字化概念

鄉(xiāng)村生態(tài)宜居景觀數(shù)字化營建就是將鄉(xiāng)村景觀規(guī)劃、設計、施工、運營的全過程建立在數(shù)字化信息平臺之上，其營建成果具備生態(tài)性、藝術性、科學性和社會價值。鄉(xiāng)村生態(tài)宜居景觀數(shù)字化營建主要依托于計算機強大的運算能力和圖形分析能力，客觀分析和評價場地內(nèi)各類要素，合理構建嚴謹?shù)囊?guī)劃設計邏輯，增強設計對象和處理復雜環(huán)境的創(chuàng)造力和解決問題的能力。在規(guī)劃、設計、實施、評價方法上面數(shù)字化設計具備一定的科學性和客觀性，表現(xiàn)在其自身的科學性和技術性，著重于理性分析和科學歸納，是現(xiàn)代景觀營造重要的發(fā)展方向和研究難點[4]。

3 鄉(xiāng)村景觀營建數(shù)字化技術應用方向

數(shù)字技術的發(fā)展從硬件和軟件兩個平臺為鄉(xiāng)村景觀營建的科學化提供了有力的支撐，其主要應用方向主要有4個方面。

3.1 鄉(xiāng)村景觀信息模型（LIM）框架構建

景觀信息模型（Landscape Information Modeling，LIM）脫胎于建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM），這兩者的解釋與含義相似，但關注角度有所不同。LI M的本質(zhì)是以BIM技術的景觀數(shù)字技術為基礎的拓展，作為工具和實踐技術，面向多尺度適應性的景觀設計建造管理過程中相關利益方（設計方、建造方、管理方、私權方、公權方等），將涉及的面向全生命周期信息輸入、更新、提取與校核管理統(tǒng)籌于一個平臺，它是一個具有“協(xié)調(diào)性”“模擬性”“可視化”“優(yōu)化性”“動態(tài)記錄”“多角度參與性”等多個特征的景觀設計營建管理信息平臺。

構建鄉(xiāng)村景觀信息模型（LIM）框架是將景觀營造項目的各階段（規(guī)劃、設計、實施、運營、管理、評價等）、各相關利益方（使用方、設計方、建造方、管理方、投資方等）進行系統(tǒng)化聯(lián)系，突破傳統(tǒng)鄉(xiāng)村原生態(tài)風貌保護與鄉(xiāng)村景觀營造方法，使得各類別信息系統(tǒng)間形成良性互動、相互依賴、相互協(xié)調(diào)、相互促進的耦合機制，實現(xiàn)鄉(xiāng)村景觀營造的最佳效率與效果[4]。構建鄉(xiāng)村景觀信息模型（LIM）框架主要包括以下幾個內(nèi)容：①場地信息系統(tǒng)。②群體信息系統(tǒng)。③流程信息系統(tǒng)。④軟件信息系統(tǒng)。這其中場地信息和軟件平臺是最為關鍵的要素，因此，根據(jù)農(nóng)村場地基本特征構建景觀信息庫（地形、水域、植物、鋪裝、構筑物等景觀信息）和選擇與應用恰當?shù)能浖脚_（Civil3D、Ecotect、Revit、Landmark、CityEngine等及其景觀插件包）是其中的關鍵技術。

3.2 鄉(xiāng)村觀賞植物種類選擇與植物景觀營造參數(shù)化模型構建

以健康生存、改善環(huán)境、生態(tài)安全、觀賞優(yōu)美、經(jīng)濟適用作為鄉(xiāng)村植物篩選推薦的基本原則，借助數(shù)字技術的支持，運用區(qū)域篩選法、層次分析法，從生態(tài)價值、觀賞價值、經(jīng)濟價值、社會價值等方面對營建地區(qū)所有適合的備選植物及其造景模式進行定量化評價與分析，同時借助效果圖、動畫、虛擬現(xiàn)實等數(shù)字軟件（Sketchup、3dsMax、Lumion 等），進行可視化圖解與模擬，輸出虛擬現(xiàn)實演示文件，最終確定備選植物種類及其適宜的造景模式。

3.3 數(shù)字技術支持下的鄉(xiāng)村人文景觀營造

人文景觀，又稱文化景觀，其包含的范圍較廣、涉及的方面較寬。主要包括宗教文化、民俗風情、歷史古跡、古典園林、文學與藝術、城鎮(zhèn)與產(chǎn)業(yè)觀光等類型[7]。它是在自然景觀的基礎上，融入了文化特質(zhì)而構成的景觀。主要為了滿足人們在日常生活中物質(zhì)和精神等方面的需要。我國鄉(xiāng)村地域廣闊、民間文化燦爛，為鄉(xiāng)村人文景觀的營造奠定了良好的基礎條件。一方面可利用數(shù)字技術支持構建營建地區(qū)鄉(xiāng)村人文景觀數(shù)據(jù)庫，收集區(qū)域人文景觀素材與基礎資料，并按景觀的地點、特色、隸屬關系等對其進行合理分類，方便后期的調(diào)取使用；另一方面利用構建的鄉(xiāng)村景觀信息模型（LIM）和參數(shù)化模型規(guī)劃、設計、營建鄉(xiāng)村人文景觀。

3.4 數(shù)字技術支持下的鄉(xiāng)村綠色基礎設施營建

綠色基礎設施在本文中是指基礎設施工程生態(tài)化的應用[8]。針對鄉(xiāng)村景觀基礎設施進行生態(tài)化營造應用，主要包括鋪地、排污溝、擋墻、護坡、景觀水體等。數(shù)字技術支持下的鄉(xiāng)村綠色基礎設施營建的基本流程（圖1）是在結合相關實驗技術的基礎上，突破傳統(tǒng)的評價應用方式，將通過前期設計的生態(tài)鋪地、生態(tài)排污溝、生態(tài)擋墻、生態(tài)護坡、生態(tài)水景等景觀基礎設施納入相應的鄉(xiāng)村景觀參數(shù)化模型，對其生態(tài)效益、經(jīng)濟效益與社會效益進行綜合分析與評價，并以此對前期的技術方案進行相應調(diào)整與初步選擇，然后再進行場地適用性實驗，最終確認綠色基礎設施的營造方案與關鍵技術。數(shù)字技術支持下的綠色基礎設施營造過程，一定程度上能夠增強了項目的科學性、合理性，節(jié)約成本與時間，提高工作效率。

圖1 綠色基礎設施方案設計基本流程圖

4 結語

通過鄉(xiāng)村生態(tài)宜居景觀數(shù)字化營建技術的應用，將鄉(xiāng)村景觀營造中所涉及到的全部信息進行系統(tǒng)組合，使各類別信息系統(tǒng)之間形成良性互動、相互依存、相互促進、相互協(xié)調(diào)的耦合機制，最大化提高鄉(xiāng)村景觀營造的效率與效果，使鄉(xiāng)村景觀的營建更為科學化、精細化與合理化。