乡村生态宜居景观数字化营建技术应用探析

詹 文，程会凤

（1.中南林业科技大学 风景园林学院，湖南 长沙，410004；2.长沙环境保护职业技术学院 环境艺术与建筑系，湖南 长沙，410000）

1 研究背景

党的十九大报告首次提出“实施乡村振兴战略”以来，习近平总书记多次强调，实施乡村振兴战略，必须坚持农业农村优先发展这个总方针。2018年中央一号文件强调乡村振兴必须坚持人与自然和谐共生，走乡村绿色发展之路[1]。因此，建设生态宜居的乡村景观，推进乡村景观绿色发展，呈现出人与自然和谐发展、共生共赢的新局面，是实施乡村振兴战略的重要课题。

2 景观营建数字化技术应用概况

景观的营造过程一般由前期的规划设计与后期的实施运营两大部分组成。目前来看，一方面常规的规划设计体系更多的倾向于设计师的主观感受与想法，悟性与经验，这种方法常常建立于经验之上，以认知场地特征为基础发挥人的主观能动性，其科学性与客观性显著不足，得到的结果常常具有偶然性。另一方面，生态化概念在景观营建过程中已经得以初步推广与运用，但是由于生态营造技术带来的综合效益常常难以科学的量化与评价，造成其技术选择与推广存在一定难度，某种程度上也限制了绿色生态景观建设的全面开展。生态宜居的乡村景观建设往往涉及到生态、功能、艺术、文化等许多方面，是一项系统性工程。综合统筹实施多个目标，真正实现可量化的绿色宜居，科学化、系统化、客观化的现代景观营造方法与技术的应用势在必行。

2.1 国内外数字景观技术发展现状与趋势

数字景观的研究与应用在国外主要集中在两大领域：景观数字化及模拟技术、景观分析评价与参数化设计。近些年，随着建筑信息模型(BIM)和地理信息系统的推广应用，景观信息模型(LIM)、地理设计(GeoDesign) 、景观参数化设计开始成为数字景观研究的热点。初始阶段常常运用3S、图像建模等纯粹的数字信息模型技术。景观信息模型(L I M)的提出，使其逐渐转向了具有“参与性”“协调性”“客观性”“基于知识架构的景观设计”特征的景观数字技术新方向[3]。这也代表着数字景观开始由理论研究走向技术综合应用。我国对于数字景观的实质性研究还尚属初级阶段，其主要研究团队有东南大学的成玉宁教授团队、同济大学刘颂教授团队、北京林业大学蔡凌豪教授团队等。2013年，中国第一届数字景观国际研讨会（每两年一届）在东南大学召开，标志着我国数字景观研究步入了快车道。相对而言，关于乡村景观数字化营造技术的研究国内外都鲜有涉及，从收集到的资料显示，其主要研究基本都处于起步阶段，可参考借鉴的技术成果不多。因此，当前乡村景观数字化营造技术的研究与应用具有一定的创新性、前沿性与实践意义。

2.2 乡村景观营建数字化概念

乡村生态宜居景观数字化营建就是将乡村景观规划、设计、施工、运营的全过程建立在数字化信息平台之上，其营建成果具备生态性、艺术性、科学性和社会价值。乡村生态宜居景观数字化营建主要依托于计算机强大的运算能力和图形分析能力，客观分析和评价场地内各类要素，合理构建严谨的规划设计逻辑，增强设计对象和处理复杂环境的创造力和解决问题的能力。在规划、设计、实施、评价方法上面数字化设计具备一定的科学性和客观性，表现在其自身的科学性和技术性，着重于理性分析和科学归纳，是现代景观营造重要的发展方向和研究难点[4]。

3 乡村景观营建数字化技术应用方向

数字技术的发展从硬件和软件两个平台为乡村景观营建的科学化提供了有力的支撑，其主要应用方向主要有4个方面。

3.1 乡村景观信息模型（LIM）框架构建

景观信息模型（Landscape Information Modeling，LIM）脱胎于建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM），这两者的解释与含义相似，但关注角度有所不同。LI M的本质是以BIM技术的景观数字技术为基础的拓展，作为工具和实践技术，面向多尺度适应性的景观设计建造管理过程中相关利益方（设计方、建造方、管理方、私权方、公权方等），将涉及的面向全生命周期信息输入、更新、提取与校核管理统筹于一个平台，它是一个具有“协调性”“模拟性”“可视化”“优化性”“动态记录”“多角度参与性”等多个特征的景观设计营建管理信息平台。

构建乡村景观信息模型（LIM）框架是将景观营造项目的各阶段（规划、设计、实施、运营、管理、评价等）、各相关利益方（使用方、设计方、建造方、管理方、投资方等）进行系统化联系，突破传统乡村原生态风貌保护与乡村景观营造方法，使得各类别信息系统间形成良性互动、相互依赖、相互协调、相互促进的耦合机制，实现乡村景观营造的最佳效率与效果[4]。构建乡村景观信息模型（LIM）框架主要包括以下几个内容：①场地信息系统。②群体信息系统。③流程信息系统。④软件信息系统。这其中场地信息和软件平台是最为关键的要素，因此，根据农村场地基本特征构建景观信息库（地形、水域、植物、铺装、构筑物等景观信息）和选择与应用恰当的软件平台（Civil3D、Ecotect、Revit、Landmark、CityEngine等及其景观插件包）是其中的关键技术。

3.2 乡村观赏植物种类选择与植物景观营造参数化模型构建

以健康生存、改善环境、生态安全、观赏优美、经济适用作为乡村植物筛选推荐的基本原则，借助数字技术的支持，运用区域筛选法、层次分析法，从生态价值、观赏价值、经济价值、社会价值等方面对营建地区所有适合的备选植物及其造景模式进行定量化评价与分析，同时借助效果图、动画、虚拟现实等数字软件（Sketchup、3dsMax、Lumion 等），进行可视化图解与模拟，输出虚拟现实演示文件，最终确定备选植物种类及其适宜的造景模式。

3.3 数字技术支持下的乡村人文景观营造

人文景观，又称文化景观，其包含的范围较广、涉及的方面较宽。主要包括宗教文化、民俗风情、历史古迹、古典园林、文学与艺术、城镇与产业观光等类型[7]。它是在自然景观的基础上，融入了文化特质而构成的景观。主要为了满足人们在日常生活中物质和精神等方面的需要。我国乡村地域广阔、民间文化灿烂，为乡村人文景观的营造奠定了良好的基础条件。一方面可利用数字技术支持构建营建地区乡村人文景观数据库，收集区域人文景观素材与基础资料，并按景观的地点、特色、隶属关系等对其进行合理分类，方便后期的调取使用；另一方面利用构建的乡村景观信息模型（LIM）和参数化模型规划、设计、营建乡村人文景观。

3.4 数字技术支持下的乡村绿色基础设施营建

绿色基础设施在本文中是指基础设施工程生态化的应用[8]。针对乡村景观基础设施进行生态化营造应用，主要包括铺地、排污沟、挡墙、护坡、景观水体等。数字技术支持下的乡村绿色基础设施营建的基本流程（图1）是在结合相关实验技术的基础上，突破传统的评价应用方式，将通过前期设计的生态铺地、生态排污沟、生态挡墙、生态护坡、生态水景等景观基础设施纳入相应的乡村景观参数化模型，对其生态效益、经济效益与社会效益进行综合分析与评价，并以此对前期的技术方案进行相应调整与初步选择，然后再进行场地适用性实验，最终确认绿色基础设施的营造方案与关键技术。数字技术支持下的绿色基础设施营造过程，一定程度上能够增强了项目的科学性、合理性，节约成本与时间，提高工作效率。

图1 绿色基础设施方案设计基本流程图

4 结语

通过乡村生态宜居景观数字化营建技术的应用，将乡村景观营造中所涉及到的全部信息进行系统组合，使各类别信息系统之间形成良性互动、相互依存、相互促进、相互协调的耦合机制，最大化提高乡村景观营造的效率与效果，使乡村景观的营建更为科学化、精细化与合理化。