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數(shù)字技術(shù)在風景園林中的應用研究

2009-11-03 10:19    【  【打印】【我要糾錯】

  摘 要:結(jié)合數(shù)字技術(shù)的內(nèi)容和特點,著重從資料收集、數(shù)據(jù)共享與信息交流、空間分析與信息提取、景觀表達、景觀評價、植物選擇、動態(tài)監(jiān)測與管理、遠程設計、虛擬園林等方面扼要地介紹了數(shù)字技術(shù)在風景園林領(lǐng)域中的功能、作用和前景。此外,從應用角度簡要談了數(shù)字技術(shù)在風景園林若干應用領(lǐng)域中的功能和作用。最后,提出了我國當前在數(shù)字技術(shù)應用中存在的關(guān)鍵問題。

  關(guān)鍵字:風景園林;城市園林;綠色城市

  1、數(shù)字技術(shù)在風景園林中的作用和功能

  1.1 資料收集、數(shù)據(jù)共享與信息交流

  應用多媒體技術(shù)和網(wǎng)絡技術(shù),各園林科學研究單位、高等院校、規(guī)劃設計單位、園林生產(chǎn)單位之間,可以進行科學研究、規(guī)劃設計、遠程教學等方面的廣泛交流與合作,包括在網(wǎng)絡上實現(xiàn)信息目錄檢索與查詢、風景園林信息發(fā)布、方案征集、網(wǎng)絡會議、網(wǎng)上方案評審等。全國乃至全球風景園林領(lǐng)域內(nèi)的網(wǎng)絡用戶都可以通過互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)風景園林信息的共享,這對于促進全球的風景園林業(yè)發(fā)展具有重要意義。

  1.2 空間分析與信息提取

  地理信息系統(tǒng)(GIS)為風景園林專業(yè)人員提供了直觀而理性的空間分析工具。通過GIS對遙感技術(shù)(RS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)等收集的各種資料進行各種領(lǐng)域的信息提取分析,可以在風景評價和規(guī)劃中建立所需的空間數(shù)據(jù)庫,并可以對各種信息進行提取查詢,可以將反映基地的各種景觀要素信息進行統(tǒng)計,可以對各地圖要素進行操作、編輯、提取和輸出。

  1.3 景觀表達

  運用電子信息數(shù)據(jù)形式來描述景觀,主要有兩種形式:一種是靜態(tài)形式,一種是動態(tài)形式。

  1.4 景觀評價

  采用“3S”技術(shù),能夠更客觀地對景區(qū)的資源狀況進行評價。

  1.5 植物選擇

  園林設計師應具備選擇適宜不同場合植物的能力。

  1.6 動態(tài)監(jiān)測與管理

  利用不同時期的遙感圖像,通過GIS軟件的疊加分析,可以對區(qū)域綠地變遷、城市綠地發(fā)展、風景園林建設進行動態(tài)監(jiān)測,這對于營造大地景觀,促進城市綠化,控制綠地流失,建設人居環(huán)境具有重要意義。

  1.7 虛擬園林

  1.8 遠程設計、施工與管理

  在將來,通過計算機網(wǎng)絡及相關(guān)技術(shù),園林設計師可以方便地進行千里之外的基地設計、施工與管理。

  2、風景園林數(shù)字化的內(nèi)容及方法

  根據(jù)風景園林及其規(guī)劃設計的特點,筆者認為風景園林數(shù)字化的內(nèi)容應包括風景園林規(guī)劃設計的數(shù)字化、風景園林實景的數(shù)字化——即風景園林實景的三維模擬以及風景園林規(guī)劃設計的文字信息、風景園林的主題及景點介紹等相關(guān)信息的數(shù)字化三部分。具體內(nèi)容及相應方法分別介紹如下:

  2.1 風景園林規(guī)劃設計的數(shù)字化

  在設計工作實踐中,人們需要對設計效果的可預見性,需要大量的表現(xiàn)圖和信息化的資料來表達園林景觀設計的意圖,希望在未建成之前,就能看到其設計效果,及時地根據(jù)功能需要,藝術(shù)要求,環(huán)境條件等因素進行修改,以利領(lǐng)導或甲方對設計的方案提出建議和決策。數(shù)字化技術(shù)的飛速發(fā)展,計算機日益更新?lián)Q代,給園林景觀設計意圖的表現(xiàn),提供了一個能隨時修改和展示空間。將數(shù)字化技術(shù)應用于園林景觀的設計,很好地解決以前圖紙修改困難,表達不直觀,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,現(xiàn)狀信息采集

  園林設計與建筑、市政設計相似,首先依據(jù)已有的地形圖及數(shù)據(jù)庫和信息化的資料,進行現(xiàn)狀調(diào)查,現(xiàn)狀信息采集,包括周邊環(huán)境,歷史文物、名勝古跡的現(xiàn)狀信息進行采集,對已有的地形圖及數(shù)據(jù)庫和信息化的資料進行校核和充實,建立圖樣庫。對現(xiàn)狀信息采集,以前通常采用照相機拍照,再經(jīng)掃描儀掃描后傳給計算機(這樣常會有部分信息損失) .現(xiàn)在采用數(shù)碼相機,把現(xiàn)狀拍攝下來,效果立刻可見,不滿意可以重拍(不會浪費膠片) ,采集下來的圖片是以數(shù)據(jù)信息來存儲的,可以直接傳給計算機,減少了信息的損失。也可以采用數(shù)碼錄相機把現(xiàn)場錄制下來,以計算機能識別的信息數(shù)據(jù)傳給計算機,經(jīng)刻錄程序EasyCD等軟件加工后,作為動畫以真實再現(xiàn)的形式輸出。

  2.1.2 三維建模,顯示立體效果

  任何一種建筑設計都是為了滿足某種物質(zhì)和精神的功能需要,采用一定的物質(zhì)手段來組織特定的空間。在該設計地段范圍內(nèi),利用并改造天然山水地貌或人為地開辟山水地貌,結(jié)合植物的栽植和建筑的布置,構(gòu)成一個供人們使用、居住和觀賞、游憩的環(huán)境。我們將采集回來的現(xiàn)狀信息,轉(zhuǎn)成計算機信息后,作為背景或參考底圖,由設計人員進行初步方案的設計,根據(jù)功能需要,藝術(shù)要求,環(huán)境條件等因素,勾勒出大致的設計意圖(立意)。再由數(shù)字化制作人員,依據(jù)設計意圖,將設計人員設計的AutoCAD格式的二維圖形,轉(zhuǎn)成標準數(shù)據(jù)文件格式傳給現(xiàn)代先進的三維造型軟件3DS或3dsMAX等軟件,進行初步的三維粗胚模型制作,以尋求環(huán)境分布關(guān)系和空間分布關(guān)系,來確定設計的合理性,在藝術(shù)構(gòu)圖技法上考慮統(tǒng)一、變化、尺度、比例、均衡、對比等原則。同時,園林建筑和園林景觀是一種占有時間空間,有形有色,以至有聲有味的立體空間塑造,它較其它一般建筑設計更加需要意匠。意者立意,匠者技巧,通過數(shù)字化計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù),把立意表現(xiàn)出來,立意與多媒體計算機技術(shù)相結(jié)合,相輔相成。

  2.1.3 設計反饋,確定空間關(guān)系

  設計人員依據(jù)計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)得到的空間分布關(guān)系圖,結(jié)合當?shù)氐闹苓叚h(huán)境、歷史文物、名勝古跡進行深入的園林布局考慮,把周邊環(huán)境插入計算機虛擬現(xiàn)實的透視圖中,進行借景的考慮,進行尺度與比例的綜合考慮。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)過綜合思維產(chǎn)生出總的設計意圖。

  2.1.4 材質(zhì)設定,增強藝術(shù)感染力

  數(shù)字化制作人員依據(jù)設計人員修改后的意圖,可以利用AutoCAD軟件包中嵌入的LISP語言,完成科學計算和數(shù)據(jù)分析及圖形處理,也可以利用3DS或3dsMAX等軟件的二維造型2Dshaper、三維造型3Dlofter的功能,進行精確的三維建模工作,利用材質(zhì)編輯器Material的復合材質(zhì)與貼圖,進行彩質(zhì)的賦予,進行色彩與質(zhì)感的處理,考慮綠化景觀的地域性(如福州的南國風光),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

  應用強大圖像處理能力計算機的PhotoShop軟件,進行圖像后期處理,由彩色激光打印機將透視圖輸出。利用計算機軟件的多種特殊濾鏡功能,進行藝術(shù)效果的綜合分析并及時地修改其藝術(shù)效果,同時園林景觀的設計不僅是作為游賞的場所,還利用它來改善城鎮(zhèn)的小氣候條件,調(diào)整局部地區(qū)的氣溫、濕度、氣流,以它來保護環(huán)境,綠化視覺,凈化城市空氣、減低城市噪音,抑制水質(zhì)和土壤的污染,進行綜合考慮,達到設計完美的境界。設計人員在確定效果圖的同時也確定了圖紙的設計,再配合設計規(guī)范的要求和計算機數(shù)據(jù),依法設計,使該項目不僅具有藝術(shù)效果,而且合法合理。

  2.1.6 投影匯報,聲圖文并茂

  設計成果的投影匯報,應用計算機的投影儀,用世界通行的Power point或Author ware軟件,進行現(xiàn)狀信息、設計意念,功能分區(qū),設計圖、三維效果圖、三維動畫效果有機的合成。將聲音、圖片、動畫以及地理數(shù)字化信息,進行剪接和編輯,制作出正確清楚地表達園林景觀設計意圖的投影匯報程序。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Homepage的功能,應用網(wǎng)絡技術(shù),通過Intemet全球互聯(lián)網(wǎng),把設計完成的作品傳到電話能通到的地方,實現(xiàn)不受地域影響的異地合作設計或委托設計。

  2.2 風景園林實景的數(shù)字化——即風景園林的三維模擬

  風景園林的三維模擬實際上是風景園林實景的一種圖像化、圖形化的表達方式。它應結(jié)合地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、遙感等技術(shù)獲取實地數(shù)據(jù)和遙感影像,采用可視化、虛擬現(xiàn)實技術(shù)(VR)、3DGIS等計算機圖形圖像技術(shù),將復雜的自然景觀圖形化。通過與Internet、Web的集成,鏈接聲音、照片、遙感影像、視頻動畫等,使用戶在三維虛擬風景園林中動態(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,達到身臨其境的感覺。此外,為了使風景園林的景觀更加直觀化,我們還可以使用數(shù)字高程模型(DEM)對風景園林進行三維模擬,制作三維模型,從而全面、詳盡地描述景觀整體的美學特征和環(huán)境氛圍等。這兩種方式都是對風景園林實際景觀進行的數(shù)字化,對于專家分析景觀的格局和確定景觀觀光分區(qū)及旅游開發(fā)都有很大作用,從而做到優(yōu)化和美化景觀,發(fā)揮景觀作為人類生存環(huán)境的生態(tài)、經(jīng)濟、美學價值。

  2.3 風景園林規(guī)劃設計的文字信息、風景園林的主題及景點介紹等相關(guān)信息的數(shù)字

  風景園林規(guī)劃設計的文字信息包括:每個案例規(guī)劃與設計項目的基本情況、自然地理概況、社會經(jīng)濟條件等背景信息、風景資源調(diào)查及景觀分析與評價、規(guī)劃設計的指導思想、規(guī)劃設計原則及風景園林規(guī)劃設計說明書等;主題介紹,特別是專題性的風景園林,如紀念性風景園林、觀光型風景園林的主題介紹;主要景點介紹,包括那些有充分代表性并且富有特色的景點介紹,如名樹、名花、雕塑、噴泉、廣場的介紹信息。我們必須對這些風景園林的相關(guān)信息進行全面的數(shù)字化及管理。首先,這些信息是風景園林各項內(nèi)容中不可缺少的一個重要部分,我們必須對它進行數(shù)字化后加以保存并提供利用;其次,把這些信息數(shù)字化甚至同風景園林的三維模擬圖形、圖像一起提供上網(wǎng)后,無論是對于用戶理解風景園林的規(guī)劃設計思想還是對于用戶在線游覽風景園林來說都是非常重要的。

  3、數(shù)字技術(shù)在風景園林中的應用現(xiàn)狀

  美國自60年代在風景規(guī)劃專業(yè)領(lǐng)域用計算機來完成各種工作以來,許多大學、科學研究機構(gòu)和設計事務所都在組織大批的人力、物力、財力致力于風景園林領(lǐng)域新技術(shù)的應用研究,包括專業(yè)軟件的開發(fā)、專家系統(tǒng)的研制等,并已走在世界的前沿。近十余年來,致力于園林專業(yè)信息技術(shù)理論研究的一些國內(nèi)學者已經(jīng)在不同的領(lǐng)域取得了可喜進展,如劉濱誼建立的景觀信息系統(tǒng)理論框架,俞孔堅建立的景觀美學質(zhì)量評價理論模型,趙濤構(gòu)想的風景園林綜合信息系統(tǒng)理論框架等。但是,我國當前現(xiàn)代信息技術(shù)在風景園林領(lǐng)域的應用程度依然很低。

  如今,園林工作者對計算機等新技術(shù)的應用大多還偏重于數(shù)據(jù)庫的建立或者單純的制圖,數(shù)字技術(shù)在風景園林中的許多強大的功能卻總是徘徊在應用的門檻之外。其原因除風景園林專業(yè)涉及面廣泛、問題復雜之外,主要是因為社會各界(包括風景園林界)對該領(lǐng)域不夠重視,未形成整體的技術(shù)應用與開發(fā)力量。隨著經(jīng)濟全球化和全球環(huán)境的不斷惡化,世人對土地的開發(fā)利用和生態(tài)環(huán)境的保護提出了更多更高的要求,特別是在大尺度空間土地利用中對資源調(diào)查、景觀分析、環(huán)境保護、廢棄土地利用以及城市建設等方面,因此,風景園林領(lǐng)域所面臨的范圍和問題的復雜程度也日趨擴大。

  參考文獻:

 。1]馮鐘平。中國園林建筑[M]。清華大學出版社,1988

 。2]秦然。風景園林的數(shù)字化研究[J].福建建筑,2001,(4):27-30

  [3]曹有新。園林景觀設計數(shù)字化技術(shù)的應用[J]。福建建筑,2002,(5):20-28

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