參數(shù)化風(fēng)景園林空間密度研究——以建成環(huán)境為例

風(fēng)景園林的核心問題在于協(xié)調(diào)人為影響與自然演進(jìn)的關(guān)系，營(yíng)造和諧的景觀空間。當(dāng)前，隨著以量化分析技術(shù)為手段的參數(shù)化研究不斷深入，風(fēng)景園林科學(xué)前沿已由“量化分析”發(fā)展至“動(dòng)態(tài)模擬”，根據(jù)空間變量進(jìn)行參數(shù)化空間建構(gòu)已成為學(xué)科焦點(diǎn)問題之一。課題以進(jìn)一步推進(jìn)風(fēng)景園林參數(shù)化設(shè)計(jì)水平為目標(biāo)，以參數(shù)化風(fēng)景園林的耦合理論為指導(dǎo)，以建成環(huán)境為例，針對(duì)風(fēng)景園林空間密度的參數(shù)化理論與方法進(jìn)行系統(tǒng)研究。課題依托參數(shù)化方法與交互式技術(shù)，進(jìn)行建成環(huán)境的空間密度解析與量化研究，在分析空間密度及與生態(tài)容量、空間容量之間耦合規(guī)律的基礎(chǔ)上，進(jìn)行空間形態(tài)、環(huán)境肌理、場(chǎng)所空間的量化評(píng)估與三維模擬，建立從二維平面到三維空間的參數(shù)化動(dòng)態(tài)反饋模型，實(shí)現(xiàn)風(fēng)景園林空間生成機(jī)制的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。在此基礎(chǔ)上，課題首次準(zhǔn)確提出了風(fēng)景園林學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)空間密度的科學(xué)概念，結(jié)合前沿理論進(jìn)展與分析，建立了一套風(fēng)景園林空間密度解析的方法體系，實(shí)現(xiàn)了基于耦合理論和參數(shù)化方法探索風(fēng)景園林空間密度的數(shù)字化方法。課題建立了風(fēng)景園林空間密度的數(shù)學(xué)描述公式，明確提出空間密度12個(gè)重要因子，并形成了一套建成環(huán)境空間密度數(shù)字化解析技術(shù)方法。該技術(shù)方法的主要優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是最大限度地體現(xiàn)了環(huán)境空間固有的特征，空間密度的影響要素（地質(zhì)、地形、地表褶皺、構(gòu)筑物、植被群落、水文等）均能夠參與評(píng)價(jià)并得以量化解析，有助于反映空間形態(tài)、環(huán)境肌理、場(chǎng)所空間的基本特征；二是通過聚類分析實(shí)現(xiàn)多因子同平臺(tái)耦合，真正反映建成環(huán)境空間品質(zhì)的科學(xué)特征；三是為空間密度三維解析模型的建立提供更為客觀、準(zhǔn)確的參數(shù)體系，為技術(shù)方法向?qū)嵺`轉(zhuǎn)化提供重要的技術(shù)支持。課題提出了針對(duì)風(fēng)景園林空間密度及其空間建構(gòu)的參數(shù)化研究方法，為景園環(huán)境空間的生成與演進(jìn)提供了科研分析平臺(tái)，其成果對(duì)于提高風(fēng)景園林設(shè)計(jì)科技水平具有重要意義。 2100433B

風(fēng)景園林的核心問題在于協(xié)調(diào)人為影響與自然演進(jìn)的關(guān)系，營(yíng)造和諧的景觀空間。當(dāng)前，隨著以量化分析技術(shù)為手段的參數(shù)化研究不斷深入，風(fēng)景園林科學(xué)前沿已由量化分析發(fā)展至動(dòng)態(tài)模擬，根據(jù)空間變量進(jìn)行參數(shù)化空間建構(gòu)已成為學(xué)科焦點(diǎn)問題之一。課題以進(jìn)一步推進(jìn)風(fēng)景園林參數(shù)化設(shè)計(jì)水平為目標(biāo)，以參數(shù)化風(fēng)景園林的耦合理論為指導(dǎo)，以建成環(huán)境為例，針對(duì)風(fēng)景園林空間密度的參數(shù)化理論與方法進(jìn)行系統(tǒng)研究。課題依托參數(shù)化方法與交互式技術(shù)，進(jìn)行建成環(huán)境的空間密度解析與量化研究，在分析空間密度及與生態(tài)容量、空間容量之間耦合規(guī)律的基礎(chǔ)上，進(jìn)行空間形態(tài)、環(huán)境肌理、場(chǎng)所空間的量化評(píng)估與三維模擬，建立從二維平面到三維空間的參數(shù)化動(dòng)態(tài)反饋模型，實(shí)現(xiàn)風(fēng)景園林空間生成機(jī)制的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。課題提出了針對(duì)風(fēng)景園林空間密度及其空間建構(gòu)的參數(shù)化研究方法，為景園環(huán)境空間的生成與演進(jìn)提供了科研分析平臺(tái)，其成果對(duì)于提高風(fēng)景園林設(shè)計(jì)科技水平具有重要意義。

傳統(tǒng)風(fēng)景園林重視豎向設(shè)計(jì)，并形成相應(yīng)營(yíng)造法則。如何將數(shù)字技術(shù)引入當(dāng)代風(fēng)景園林設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提升風(fēng)景園林整體設(shè)計(jì)水準(zhǔn)，成為業(yè)界急待解決的問題。本課題依托GIS、CAD、EXCEL等常見平臺(tái)，以推進(jìn)風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)科學(xué)化為宗旨，建構(gòu)全過程可控、適時(shí)動(dòng)態(tài)反饋的參數(shù)化風(fēng)景園林設(shè)計(jì)方法。課題選取風(fēng)景園林豎向設(shè)計(jì)作為研究對(duì)象，通過解析豎向設(shè)計(jì)構(gòu)成要素，依托參數(shù)化、交互式等技術(shù)，使用有效、準(zhǔn)確的適時(shí)量化評(píng)測(cè)與調(diào)控措施，借助豎向設(shè)計(jì)參數(shù)的設(shè)定與變更，統(tǒng)籌分析景觀空間形態(tài)、工程技術(shù)及工程造價(jià)等設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，即時(shí)優(yōu)化豎向設(shè)計(jì)過程與方案成果，同步生成可交互反饋的三維模型、工程圖紙、經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)及工程量等設(shè)計(jì)成果。在實(shí)現(xiàn)豎向設(shè)計(jì)全程可控的同時(shí)，極大地提升風(fēng)景園林設(shè)計(jì)效率。本研究結(jié)合實(shí)踐進(jìn)一步驗(yàn)證參數(shù)化風(fēng)景園林設(shè)計(jì)方法的可操作性，并為參數(shù)化設(shè)計(jì)方法的相關(guān)專題研究奠定基礎(chǔ)，其成果對(duì)于推進(jìn)風(fēng)景園林設(shè)計(jì)走向科學(xué)化具有重要意義。

豎向是風(fēng)景園林設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容。傳統(tǒng)風(fēng)景園林豎向設(shè)計(jì)方法偏于感性，如何將定量化、數(shù)字化技術(shù)引入當(dāng)代風(fēng)景園林設(shè)計(jì)，進(jìn)一步提升風(fēng)景園林設(shè)計(jì)的科學(xué)性及整體水平，是風(fēng)景園林業(yè)界亟待解決的問題。本課題的主要研究?jī)?nèi)容分為五個(gè)部分：首先，對(duì)風(fēng)景園林場(chǎng)地進(jìn)行分析，選取風(fēng)景園林豎向設(shè)計(jì)的影響要素，并對(duì)其進(jìn)行模擬、分析及數(shù)據(jù)化；其次，利用數(shù)字化技術(shù)對(duì)場(chǎng)地評(píng)價(jià)展開研究，厘清了風(fēng)景園林豎向設(shè)計(jì)參數(shù)；再次，對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行參數(shù)化建模，構(gòu)建從二維平面到三維空間實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換、交互反饋、全程可控的數(shù)據(jù)模型；實(shí)現(xiàn)風(fēng)景園林豎向設(shè)計(jì)要素的協(xié)同設(shè)計(jì)，參數(shù)化模型在不同階段成果同步變化、同步輸出；最后，建構(gòu)風(fēng)景園林參數(shù)化豎向設(shè)計(jì)優(yōu)化體系，各個(gè)設(shè)計(jì)階段實(shí)時(shí)反饋與交互。 通過研究，本課題的關(guān)鍵成果如下：（1）搭建了參數(shù)化風(fēng)景園林豎向設(shè)計(jì)平臺(tái)，該平臺(tái)由硬件及軟件平臺(tái)兩部分組成，依托ArcGIS、AutoCAD、Civil3D 等常見軟件，數(shù)據(jù)可在不同平臺(tái)間銜接與轉(zhuǎn)化，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)景園林豎向設(shè)計(jì)信息的定量化、參數(shù)化；（2）構(gòu)建了參數(shù)化風(fēng)景園林豎向設(shè)計(jì)模型，在邏輯模型構(gòu)建的基礎(chǔ)上通過算法組合生成算法模型，并輸入?yún)?shù)值，利用計(jì)算機(jī)的運(yùn)算即生成結(jié)果；（3）實(shí)現(xiàn)了風(fēng)景園林豎向的參數(shù)化協(xié)同設(shè)計(jì)，生成基于系統(tǒng)觀念下的多目標(biāo)豎向設(shè)計(jì)方法，建立動(dòng)態(tài)反饋的風(fēng)景園林設(shè)計(jì)機(jī)制；（4）探索了交互式風(fēng)景園林參數(shù)化豎向設(shè)計(jì)，利用數(shù)字地形模型實(shí)現(xiàn)各設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的交互與反饋，同時(shí)設(shè)計(jì)成果實(shí)時(shí)呈現(xiàn)。 本課題緊扣國(guó)際風(fēng)景園林研究前沿，以推進(jìn)風(fēng)景園林設(shè)計(jì)科學(xué)化為要旨，探索了全過程可控、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)反饋的參數(shù)化風(fēng)景園林豎向設(shè)計(jì)方法，極大地提升了風(fēng)景園林設(shè)計(jì)的科學(xué)性、精準(zhǔn)性與高效性。課題研究緊密結(jié)合實(shí)踐，可操作性強(qiáng)，研究成果具有良好的推廣價(jià)值。 2100433B

課題基于多元化的技術(shù)，在理論與方法上做了深入的探索，構(gòu)建了“建筑-環(huán)境”的參數(shù)化關(guān)聯(lián)，提煉了參數(shù)指標(biāo)區(qū)間，建立了風(fēng)景建筑的尺度量化及綜合調(diào)控體系，為風(fēng)景建筑的選址、規(guī)模、設(shè)計(jì)及研究提供了可參照、可比較、可應(yīng)用的技術(shù)平臺(tái)。課題研究的主要內(nèi)容包括確立并構(gòu)建參數(shù)因子群，建立基于知覺體驗(yàn)與空間耦合的參數(shù)化模型，依托多元技術(shù)支撐平臺(tái)，形成針對(duì)不同環(huán)境特征的指導(dǎo)性參數(shù)區(qū)間。研究成果既有對(duì)傳統(tǒng)風(fēng)景建筑的數(shù)字化傳承，包括建筑選址及尺度控制數(shù)字化解析；也為風(fēng)景建筑創(chuàng)作提供參考，特別是針對(duì)山地環(huán)境與濱水環(huán)境提出了不同的解析與評(píng)價(jià)思路，建立了基于空間承載量的風(fēng)景建筑參數(shù)化指標(biāo)體系。在針對(duì)物質(zhì)空間對(duì)象的研究之外，課題還展開了從人的感知角度出發(fā)的技術(shù)探索，包括游線駐點(diǎn)及視線引導(dǎo)、可視域與融合度等；并且進(jìn)一步考慮了建筑尺度與植物尺度的關(guān)聯(lián)量化研究，構(gòu)建了具有發(fā)展?jié)摿Φ闹参飬?shù)化數(shù)據(jù)庫(kù)。課題成果對(duì)于傳承文化、提高風(fēng)景園林設(shè)計(jì)科學(xué)水平、形成全新的理論視野和基礎(chǔ)研究思路具有重要意義。 2100433B