研究數字技術在風景園林中的應用
摘 要：結合數字技術的內容和特點,著重從資料收集、數據共享與信息交流、空間分析與信息提取、景觀表達、景觀評價、植物選擇、動態監測與管理、遠程設計、虛擬園林等方面扼要地介紹了數字技術在風景園林領域中的功能、作用和前景。此外，從應用角度簡要談了數字技術在風景園林若干應用領域中的功能和作用。最后，提出了我國當前在數字技術應用中存在的關鍵問題。?
關鍵詞：數字技術；風景園林；計算機輔助設計；遙感；全球定位系統；地理信息系統?
??
1 數字技術在風景園林中的作用和功能?
1.1 資料收集、數據共享與信息交流?
應用多媒體技術和網絡技術,各園林科學研究單位、高等院校、規劃設計單位、園林生產單位之間,可以進行科學研究、規劃設計、遠程教學等方面的廣泛交流與合作,包括在網絡上實現信息目錄檢索與查詢、風景園林信息發布、方案征集、網絡會議、網上方案評審等。全國乃至全球風景園林領域內的網絡用戶都可以通過互聯網實現風景園林信息的共享,這對于促進全球的風景園林業發展具有重要意義。?
1.2 空間分析與信息提取?
地理信息系統(GIS)為風景園林專業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(RS)、全球定位系統(GPS)等收集的各種資料進行各種領域的信息提取分析,可以在風景評價和規劃中建立所需的空間數據庫,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?
運用電子信息數據形式來描述景觀,主要有兩種形式:1種是靜態形式,1種是動態形式。?
1.4 景觀評價?
采用“3S”技術，能夠更客觀地對景區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 動態監測與管理?
利用不同時期的遙感圖像,通過GIS軟件的疊加分析,可以對區域綠地變遷、城市綠地發展、風景園林建設進行動態監測,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,通過計算機網絡及相關技術,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 風景園林數字化的內容及方法?
根據風景園林及其規劃設計的特點,筆者認為風景園林數字化的內容應包括風景園林規劃設計的數字化、風景園林實景的數字化——即風景園林實景的3維模擬以及風景園林規劃設計的文字信息、風景園林的主題及景點介紹等相關信息的數字化3部分。具體內容及相應方法分別介紹如下:?
2．1 風景園林規劃設計的數字化?
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,及時地根據功能需要,藝術要求,環境條件等因素進行修改,以利領導或甲方對設計的方案提出建議和決策。數字化技術的飛速發展,計算機日益更新換代,給園林景觀設計意圖的表現,提供了1個能隨時修改和展示空間。將數字化技術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 建立數據庫,現狀信息采集?
園林設計與建筑、市政設計相似,首先依據已有的地形圖及數據庫和信息化的資料,進行現狀調查,現狀信息采集,包括周邊環境,歷史文物、名勝古跡的現狀信息進行采集,對已有的地形圖及數據庫和信息化的資料進行校核和充實,建立圖樣庫。對現狀信息采集,以前通常采用照相機拍照,再經掃描儀掃描后傳給計算機(這樣常會有部分信息損失) 。現在采用數碼相機,把現狀拍攝下來,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據信息來存儲的,可以直接傳給計算機,減少了信息的損失。也可以采用數碼錄相機把現場錄制下來,以計算機能識別的信息數據傳給計算機,經刻錄程序EasyCD等軟件加工后,作為動畫以真實再現的形式輸出。?
2.1.2 3維建模,顯示立體效果?
任何1種建筑設計都是為了滿足某種物質和精神的功能需要,采用1定的物質手段來組織特定的空間。在該設計地段范圍內,利用并改造天然山水地貌或人為地開辟山水地貌,結合植物的栽植和建筑的布置,構成1個供人們使用、居住和觀賞、游憩的環境。我們將采集回來的現狀信息,轉成計算機信息后,作為背景或參考底圖,由設計人員進行初步方案的設計,根據功能需要,藝術要求,環境條件等因素,勾勒出大致的設計意圖(立意)。再由數字化制作人員,依據設計意圖,將設計人員設計的AutoCAD格式的2維圖形,轉成標準數據文件格式傳給現代先進的3維造型軟件3DS或3dsMAX等軟件,進行初步的3維粗胚模型制作,以尋求環境分布關系和空間分布關系,來確定設計的合理性,在藝術構圖技法上考慮統1、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1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1般建筑設計更加需要意匠。意者立意,匠者技巧,通過數字化計算機虛擬現實技術,把立意表現出來,立意與多媒體計算機技術相結合,相輔相成。 2.1.3 設計反饋,確定空間關系?
設計人員依據計算機虛擬現實技術得到的空間分布關系圖,結合當地的周邊環境、歷史文物、名勝古跡進行深入的園林布局考慮,把周邊環境插入計算機虛擬現實的透視圖中,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,藝術的要求,環境的條件等因素,經過綜合思維產生出總的設計意圖。?
2.1.4 材質設定,增強藝術感染力?
數字化制作人員依據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,完成科學計算和數據分析及圖形處理,也可以利用3DS或3dsMAX等軟件的2維造型2Dshaper、3維造型3Dlofter的功能,進行精確的3維建模工作,利用材質編輯器Material的復合材質與貼圖,進行彩質的賦予,進行色彩與質感的處理,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感染力的關系。?
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,進行藝術效果的綜合分析并及時地修改其藝術效果,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的小氣候條件,調整局部地區的氣溫、濕度、氣流,以它來保護環境,綠化視覺,凈化城市空氣、減低城市噪音,抑制水質和土壤的污染,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,再配合設計規范的要求和計算機數據,依法設計,使該項目不僅具有藝術效果,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,進行現狀信息、設計意念,功能分區,設計圖、3維效果圖、3維動畫效果有機的合成。將聲音、圖片、動畫以及地理數字化信息,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網絡Homepage的功能,應用網絡技術,通過Intemet全球互聯網,把設計完成的作品傳到電話能通到的地方,實現不受地域影響的異地合作設計或委托設計。
2.2 風景園林實景的數字化——即風景園林的3維模擬?
風景園林的3維模擬實際上是風景園林實景的1種圖像化、圖形化的表達方式。它應結合地理信息系統、全球定位系統、遙感等技術獲取實地數據和遙感影像,采用可視化、虛擬現實技術(VR)、3DGIS等計算機圖形圖像技術,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3維虛擬風景園林中動態地、多視角地、全方位地、多層面地瀏覽和欣賞園內各景點,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,我們還可以使用數字高程模型(DEM)對風景園林進行3維模擬,制作3維模型,從而全面、詳盡地描述景觀整體的美學特征和環境氛圍等。這兩種方式都是對風景園林實際景觀進行的數字化,對于專家分析景觀的格局和確定景觀觀光分區及旅游開發都有很大作用,從而做到優化和美化景觀,發揮景觀作為人類生存環境的生態、經濟、美學價值。?
2.3 風景園林規劃設計的文字信息、風景園林的主題及景點介紹等相關信息的數字?
風景園林規劃設計的文字信息包括:每個案例規劃與設計項目的基本情況、自然地理概況、社會經濟條件等背景信息、風景資源調查及景觀分析與評價、規劃設計的指導思想、規劃設計原則及風景園林規劃設計說明書等;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信息進行全面的數字化及管理。首先,這些信息是風景園林各項內容中不可缺少的1個重要部分,我們必須對它進行數字化后加以保存并提供利用;其次,把這些信息數字化甚至同風景園林的3維模擬圖形、圖像1起提供上網后,無論是對于用戶理解風景園林的規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 數字技術在風景園林中的應用現狀?
美國自60年代在風景規劃專業領域用計算機來完成各種工作以來,許多大學、科學研究機構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域新技術的應用研究,包括專業軟件的開發、專家系統的研制等,并已走在世界的前沿。近10余年來,致力于園林專業信息技術理論研究的1些國內學者已經在不同的領域取得了可喜進展,如劉濱誼建立的景觀信息系統理論框架,俞孔堅建立的景觀美學質量評價理論模型,趙濤構想的風景園林綜合信息系統理論框架等。但是,我國當前現代信息技術在風景園林領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的應用大多還偏重于數據庫的建立或者單純的制圖,數字技術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)對該領域不夠重視,未形成整體的技術應用與開發力量。隨著經濟全球化和全球環境的不斷惡化,世人對土地的開發利用和生態環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查、景觀分析、環境保護、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. 風景園林的數字化研究［J］ .福建建筑，2001，（4）：27-30.?
［3］?曹有新. 園林景觀設計數字化技術的應用［J］. 福建建筑，2002,（5）：20-28.
［4］?畢業
【研究數字技術在風景園林中的應用】相關文章：
對數字技術在工程測量中的應用研究03-18
電子商務中的數字水印技術應用研究11-17
擴頻技術在數字水印技術中的應用03-19
GPRS技術在ITS中的應用研究03-07
AAA技術在移動IP中的應用研究03-07
研究數據融合技術及其在林業中的應用03-18
談推拉技術在數字圖書館中的應用03-18
探析推拉技術在數字圖書館中的應用03-20
淺析數字簽名技術在電子商務中的應用12-07