植物景观规划设计的参数化应用研究

李鹏鹏

摘要：航测技术、计算机技术、大数据和信息技术等科学技术的发展为植物景观规划設计提供了更加科学和合理的方法。结合地理信息系统（GIs）对设计场地进行分析，通过GIS栅格数据及其邻接关系，对场地内坡度、坡长、水系、现状植被等多方面进行宏观、科学的分析，通过一系列的计算得出最合理的植物景观空间布局，再通过红外热敏感对人流量分布进行分析，选择合理的点位进行植物景观重点营造。通过科学的技术手段，旨在普及植物景观的合理性与科学性，推动植物景观营造理论与实践的进步，参数化植物景观规划设计的方法较之于传统凭经验的植物空间布局与植物景观节点布置的方式更为科学、准确、高效。

关键词：地理信息系统;参数化;GIS;空间布局;节点布置

包志毅学者在植物景观规划设计和营造中提出：园林植物和植物景观是风景园林中永恒的基调，在风景园林建设中用量最大、无可替代;植物和植物景观是改善和保护环境的主体、构造户外空间形态的核心要素、风景园林变化的主要动力;植物种类繁多，可以营造丰富多彩、变化万千的植物景观类型，能够体现地域特色和乡土风貌，富于文化内涵并能形成主题意境;植物和植物景观是野生生物的生存基础，兼有经济和生产功能。

以往的植物景观规划设计仅仅从多样性、地域性、乡土性、功能性、科学性和艺术性等多个方面对设计进行规范，因为植物的品种的多样性和地域的差异性，这让植物景观规划设计始终缺乏一个统一的设计标准和行业规范。通常植物景观规划设计中存在地域差异，气候、湿度、现状地形都千差万别。因而，植物景观的规划设计应该结合地域文化，适地适树，同时植物景观的营造结合地形、水体走向、人流密度等多种因素，并满足生态、经济性、审美的多项要求。

1植物景观规划设计的方式

1.1传统的植物景观规划设计方式

传统的植物景观规划设计依赖于设计师的经验，设计师根据地形图和现状勘察情况对设计地块进行植物景观的规划设计。设计完成后通过方案图纸进行实地放线，在实际操作中根据现状实际情况进行相应的调整，使其达到合理。传统的植物景观规划设计不仅对设计师的设计水平和实践经验要求高，而且对于现场放线的施工员进行实际调整的水平同样充满了考验，整个过程费时费力。与此同时，植物景观规划设计需要时间的验证，很多设计在设计之初并不能看出好坏，需要1～2年甚至更长的时间，才能发现设计中存在的弊端。因此，在以往的植物景观规划设计中，随着设计师、施工员的水平差异，使得植物景观的营造存在很大的不确定性。

以杭州西湖园林植物景观规划为例，其植物景观规划设计中将“师法自然，雕琢无痕”“古为今用，洋为中用”和“立意为先，彰显特色”3个特点发挥到极致，通过走访花港观鱼、太子湾等公园，不难发现，尽管半个世纪过去，依然会对大师的作品惊叹不已。如此成熟的设计手法、合理的种植方式、完美的植物空间，为何在之后的设计实践中难以延续和超越？究其根本是缺乏一套完整的的参数化设计模式，后人处于“只可意会不可言传”的境地。

1.2基于GIS下的植物景观规划设计方式

航测技术、计算机技术、大数据和信息技术等科学技术的发展为植物景观规划设计提供了更加科学和合理的方法。结合地理信息系统（Gls）对设计场地进行分析，通过GIS栅格数据及其邻接关系，对场地内坡度、坡长、水系、现状植被等多方面进行宏观、科学的分析，通过一系列的计算得出最合理的植物景观空间布局，再通过红外热敏感对人流量分布进行分析，选择合理的点位进行植物景观重点营造。

基于G IS下的植物景观规划设计，最大的优势在于，能够先从宏观的角度对设计场地进行综合分析，对植物景观的空间布局、空间营造等大的方面进行合理的把控，其次是使其在人文性、历史性、艺术性上的提升。简单的操作，能够优先满足植物景观规划设计中的科学性和功能性，这就犹如古典造园中的“山水骨架”，是一切设计的基础。

2基于a S下的植物景观规划设计评价方式

通过GIS对设计场地进行空间数据分析，主要从高差、水系、原有植物密闭度、人流量4个方面进行数据收集，经过一系列的算法，计算出植物景观的合理空间布局和主要植物景观营造节点的位置。

2.1叠置分析（Overlay Analysis）——植物景观空间布局计算方法

利用空间信息分析技术，通过对原始数据模型的观察和实验，用户可以获得新的经验和知识，并以此作为空间行为的决策依据。

叠置分析：叠置分析是将2层或多层地图要素进行叠加产生一个新要素层的操作，其结果将原来要素分割生成新的要素，新要素综合了原来2层或多层要素所具有的屙陛。也就是说，覆盖叠置分析不仅生成了新的空间关系，还将输人数据层的属性联系起来产生了新的属性关系。叠置分析是对新要素的属性按一定的数学模型进行计算分析，进而产生用户需要的结果或回答用户提出的问题。

通过GIS进行信息分析，将高程分析、水文分析、原有植被情况3张分析图纸进行叠加，即可分析出场地在未来植物景观规划中，适合怎样的空间布局，例如高差明显且原有植被良好的区域适合保持现状植被情况，加以土方固定的相关策略即可;而在地势相对平坦，水源充足的地块则可进行植物景观的重点打造。

2.2网络分析（Net—work Analysis）——植物景观节点布局计算方法

对地理网络（如交通网络）、城市基础设施网络（如各种网线、电力线、电话线、给排水管线等）进行地理分析和模型化，是地理信息系统中网络分析功能的主要目的。网络分析是运筹学模型中的一个基本模型，它的根本目的是研究、筹划一项网络工程如何安排，并使其运行效果最好，如一定资源的最佳分配，从一地到另一地的运输费用最低等。其基本思想则在于人类活动总是趋向于按一定目标选择达到最佳效果的空间位置。这类问题在生产、社会、经济活动中不胜枚举，因此研究此类问题具有重大意义。

在植物景观规划设计中，不可能做到面面俱到，在一定成本控制的限制条件下，如何把重点打造的植物景观展示给更多的人群是规划设计的目的，人类游览活动基本依赖于道路系统，道路交接处多形成景观节点。通过GIS对交通网络进行分析，并加入人流活动的统计数值（人工统计、手机信号检测等手段），计算出景观节点的具体位置，并根据数值按照安排主次节点，使得在一定的投资情况下做到资源的最佳分配，使最精细的植物景观位于最佳的空间位置。

3基于GIS下的植物景观规划设计实践——以浙江农林大学为例

2000年12月，浙江省发展计划委员会批复同意浙江林学院扩建。浙江农林大学东湖校区建成已有十余年，校园植物景观的营造获得不少专业人士、市民和学生的认可。笔者尝试用新的技术手段对东湖校区植物景观规划设计进行合理性论证，对其高程、水系、植被情况、植物景观节点的布置等多方面进行研究，尝试找出其中存在的问题，学习其成功的经验。

3.1校园掠影

浙江农林大学东湖校区占地120余hm2，校园地形起伏，北高南低，水系从官塘引入，沿着小溪缓缓汇入东湖，水系从群山中汇人官塘，形成典型的湿地景观，小溪蜿蜒穿过校园，展示着江南特有的小桥流水景观，汇入东湖后形成开阔的湖面，是赏景的必去之处，东湖之后，水系层层跌下，最终汇入苕溪。校园内植物品种丰富，季相景观明显，春有湖岸赏梅人，夏有映日无穷碧，秋来银杏满地黄，冬日山茶开满园。

3.2植物景观空间布局

植物景观的空间布局不是随心所欲的规划，原有植被空间在历史的长河中受到自然环境、人为干预等多方面的影响，逐渐形成相对稳定的空间布局模式。在植物景观空间布局规划设计之前，需要对设计场地的高程、坡向、水文、原有植被等多个方面进行综合的分析，结合几个方面的数据计算出最合理的植物景观空间布局模式。

依据浙江农林大学东湖校区原有CAD测绘图纸，通过GIS对其进行空间数据分析，主要从高程、坡向、水向、原有植物4个方面进行数据收集，如图6、7、8、9所示。

根据GIS分析图纸可以清晰的看出，现状高程呈现出北高南低、三面环绕的地形现状，孟兆祯老师一直强调等高线即山体走向是园林设计的基础，山水关系的确立十分重要，这也直接影响到植物景观空间的营造;坡向分析图纸则对东湖校区的主要坡向进行了详细的表达，向阳坡向宜设置大草坪，背阴坡则适合密林，这些数据的收集，对之后的植物景观规划设计有着重要的意义;水向分析图纸可以得到水流方向，汇水线、汇水点的确立为植物景观规划的植物干湿习性的选择提供合理的依据;现状植被分析未能得到原有场地相关图纸，经过CAD原有植物统计数，得到原有植被覆盖区域的简单分析，减少植物景观设计的工程量、保有较多的原有植被，也是植物景观规划设计的重点。

将单一的专项分析图纸进行叠置分析得出，东湖校区北侧、东侧与周边山体自然相接，植被茂盛，地势较高，宜设置密林过渡到疏林;东侧与南侧为校园与城市道路交接，建议通过植物进行围合，隔绝城市主干道干扰;校园内部主要绿化集中在水体附近，北部官塘附近为汇水线相对聚集的区域，南部则东湖区域高程最低，汇水线多汇聚于此，水量丰富，植物景观的空间营造也相对丰富。除此之外现状各类科研用地也充分考虑坡向与水向，例如东侧茶园及实验基地在选址上也满足合理性的要求;寝室楼旁小块绿地则从服务建筑的角度出发，未能从该分析中得出相应的评价。

通过对东湖校区原始规划图纸分析可以看出，校园在山水布局、植物景观空间上的布局总体合理。但在细节上依旧欠缺考虑，尤其是坡向、汇水方面的考虑，例如图书馆东侧的院士林区域，位于山体汇水线上，江南地区多雨湿润，此处容易积聚雨水，在此处设置梳林草坪显然不够合理。除此之外，集贤食堂南侧的古道文化园，在草坪选址上，选择山体北坡，不能满足游人对于阳光的需求，也较难达到理想的植物景观效果。

3.2植物景观节点布置

通過GIS结合原有规划CAD图纸，可以通过分析道路系统规划和主要建筑位置，再加入人流活动数据，即可得出主要人群聚集点。植物景观节点的布置宜选择在人流量较大，视线相对集中的区域，通过分析图10，可以清晰地看出哪些区域在空间上比较核心、人流量相对密集，作为植物景观节点布置的位置选择依据，也更加科学与合理。

通过对交通系统和人群数据的分析，考虑主要交通节点和人流节点的设置，即可以得到主要植物景观节点布置位置。

校园交通相对简单，主要围绕校园与外界接触的几个交接点设置主要的植物景观节点，既可以起到美化校园形象，也能达到良好的标识作用;内部植物景观节点设置主要考虑学生人群的路线，在相对集中的交汇区域设置植物景观节点，将植物景观节点作为地理标识。

校园植物景观节点布置相对合理，但同样存在着不少问题。例如学校南门作为校园最主要的出入口空间，在植物景观上的营造最为丰富和精细，但是南门是车行的主要出入口，人流量相对不大，与其相对比的是大西门作为校园人流量最大的交通出入口，在植物景观节点的设计上过于简单和薄弱。

4结语

植物景观规划设计是科学性与艺术性的完美结合，单纯地强调任何一个方面都不可能创造出绝佳的植物景观，只有综合地考虑艺术、人文、科学、功能等的融合，才会让植物景观具有长久的生命力。通过科学的技术手段，旨在使植物景观的合理性与科学性得到普及，推动植物景观营造理论与实践的进步，参数化植物景观规划设计的方法较之于传统凭经验的植物空间布局与植物景观节点布置的方式更为科学、准确、高效。将原有的凭借主创设计师个人的主观判断，基于GIS的植物景观规划使其更为精确合理，不仅同时兼顾山水、人流量、经济成本，而且能够有更多的设计时间投入到艺术性人文性的提升中去”。

（收稿：2019—10—08）