现代信息技术在风景园林中的应用.doc

摘要改革开放以来，随着经济的飞速发展，城市园林建设的发展越来越迅猛，现代信息技术已经贯穿于整个风景园林建设的始终，为园林事业的发展提供了有利保障。人类本身的基本活动过程可以分为四个环节：一是通过感觉器官接受外界信息；二是通过神经网络将信息传递至大脑；三是通过大脑进行分析与决策；四是将大脑分析的结果通过各种行为作用于客观世界。如果不借助某种外界的因素，人类在这个过程中的能力是极其有限的。为了延伸这些能力，人类发明了与上述各环节相对应的现代信息技术，它包括感测技术（如遥感技术、全球定位系统GPS技术、航测等）、通信技术（包括网络、无线电通信、多媒体通信等）、分析处理技术（包括计算机数据库管理、CAD、地理信息系统GIS等）、控制技术等。其中，以计算机为支撑的CAD技术、“3S”（RS/GIS/GPS）技术、网络及多媒体技术是现代信息技术的主要内容。关键词现代信息技术、感测技术、通信技术、分析处理技术、控制技术、CAD、GIS、GPS、RS。一、资料收集、数据共享与信息交流在园林规划设计中，基础资料特别是基地数据资料的实时性、准确性是设计成功的关键所在。利用RS技术和GPS技术，园林设计师可以获取卫星影像图、航测图、GPS定位数据等最新、最准确的地面信息数据。例如，人们可以站在地球上的任何一个位置从仪器上精确的读出所在的经度、纬度和高程，并且随着位置的移动，它可以自动绘制出移动的轨迹，园林设计师对基地信息的实时准确收集工作由此将变得更为轻松。由于信息数据可用电子文件方式进行保存，这既有利于信息资料的快速检索，也方便了文件的网络传输与共享，从而使信息的收集工作变得快捷、安全。这样用于规划设计的各种基础资料、规范、知识、数据唾手可得，这种资料收集方式是传统方式望尘莫及的。应用多媒体技术和网络技术，全国范围内各园林科研单位、高等院校、规划设计单位、园林生产单位之间，可以进行科学研究、规划设计、远程教学等方面的广泛交流与合作，包括在网络上实现网络信息目录检索与查询、风景园林信息发布、方案征集、网络会议、网上方案评审等。这对于全国乃至全球的风景园林行业发展都具有重要意义。二、空间分析与数据提取GIS为风景园林专业人员提供了直观而理性的空间分析工具。通过GIS对RS、GPS等收集的各种资料对进行不同领域的信息提取分析，园林设计师可以在风景评价和规划中建立所需的空间数据库，并可以对各种信息进行提取查询，可以将反映基地的各种景观要素信息进行统计，可以对各地图要素进行操作、编辑、提取和输出。运用层的叠加功能，园林设计师可以得到具有多重属性的新层。这种技术在风景区规划过程中，可以通过对用地不同属性的分解与统计，形成专题图层，再根据不同的专题图层进行用地开发的适宜性评论，从而为规划提供依据。缓冲区分析、数字地形模型分析、网络分析等GIS所具有的强大分析功能，使园林设计师能在复杂的数据集合中提取有用的信息用于风景区景点的选址、保护区范围的划定、游览线路的选择、旅游设施的布点等规划设计过程，并绘制各种分析图件。利用RS技术和GIS技术我们可准确测定绿地范围、面积、树种结构、种类，甚至树种的生长状况。例如，根据遥感图像的色调、纹理、形状，我们可以分析出哪些图像表示绿地，哪些图像表示不同的树种。其中，利用GIS并根据专家的识别经验编制相应的计算机程序可用于遥感图像中树种的比较、分析和识别。三、景观表达运用电子信息数据形式来描述景观主要有两种形式，一种是静态形式，一种是动态形式。静态形式的景观表达类似于传统的景观表现方式，它能够将园林设计师的设计意图以形象、直观、逼真的方式表现给大众，这就在规划设计行业中常提到的“效果图”（或“鸟瞰图”），这种方式善于表现设计的细部和“亮点”。动态形式的景观表达是利用计算机动画技术，将设计成果以一系列的画面表现出来，使观察者以步行、车行、航空等方式来观察规划设计结果。这种形式使人具有身临其境之感，善于表现规划设计的空间关系和景观序列变化。尤其是将多媒体技术融于其中，感染力将变得更强。景观表达是园林设计师进行视觉分析与决策的有力工具。运用CAD、GIS等多种技术，园林设计师可将设计的山、水、树、建筑等对象置于基地场景中，并通过视线的分析、光线的变化、气象模拟、植物生长模拟等手段，方便的分析出设计的不足，并及时做出调整。在强调大众参与决策的今天，这种方式更为理性。四、景观评价采用“3S”技术，园林设计师能够客观地对景区的资源状况进行评价。例如，根据RS、GPS获取的地形、地势、植被、水体、地质等数据，建立相应的评价模型，通过GIS系统的空间分析，可以评价出景区内不同地域景观的优美程度，并自动制出相应的评价结果图件。这种方法可用于大范围的风景区、森林公园、旅游度假区等规划设计过程中的景观资源分析与现状评价，采用这种方法，园林设计师不必跑遍现场的每个地方，特别是那些在现状调查时不易到达或没能到达但可能具有较高利用价值的地方。利用GIS的数字地形模型（Digital Terrain Model），园林设计者可以进行地表的三维模拟与显示，并能进行不同视点（或景点）的可视性分析，为景点的选址和最佳游线的选择提供视觉分析依据。例如，在包含水库设计的风景区规划中，因水坝的拦截造成对上游山地、村庄、农田、森林的淹没情况，可以很方便的用GIS技术结合CAD技术进行景观预测与评价，并可以进行水位升降的动态模拟及水库面积和贮水量的计算，为下一步的居民搬迁、景点选址、道路选址、水面活动组织等提供科学直观的依据。五、植物选择园林设计师应具备在不同场合选择适宜植物的能力。植物的选择不仅有自然地理条件的要求，还有美观功能等方面的要求。这就要求园林设计师必须对各种植物的属性比较熟悉，如植物的名称、学名、种属、尺度、生长要求、美学价值等等。由于这些属性种类繁多，在现代信息量与日俱增的今天，对设计师来说已经成为一种记忆上的负担。因此，利用现代信息技术建立相应的植物选择系统，已成为园林设计师所追求的目标之一。也正因为如此，国内外出现了诸多以检索为主要功能的植物数据库。利用它们，园林设计师方便地进行操作，极大减轻了记忆负担。同时，随着多媒体技术的发展，数据库中还可以存入各种植物的图像信息和四季变化图片，进一步增强了园林设计师进行植物选择的客观性，使设计更趋合理、完美。现在，将植物选择渗入CAD体统之中正成为流行趋势。园林设计师在运用CAD系统绘图的同时，可以随时进行植物数据库的检索与信息提取，并将其联接到设计图中，使设计图中的不同植物图例具有相应的植物属性，从而实现植物统计与分析的计算机化。植物选择融入CAD系统，为园林设计师的园林设计过程提供了轻松、生动、直观、高效的植物选择方式，使之能将精力更好地用于设计构思的其他方面。六、动态监测与管理现代信息技术应用于城市园林、风景区、森林公园、自然保护区等动态监测时，获取的信息具有覆盖范围大、准确性高、分布均匀等特点，很容易制作出反映各自特点的各类信息和图件。例如，运用RS获取绿化信息和图件，我们可以进行绿化与环境、绿化与人口密度、绿化与建筑容积率等相关分析，这对于动态研究绿化的社会、经济及环境效益以及园林绿化布局的合理性都十分有益。利用不同时期的遥控图像，通过GIS软件的叠加分析，我们可以对区域绿地变迁、城市绿地发展、风景园林建设进行动态监测，这对于营造大地景观、促进城市绿化、控制绿地流失、建设人居环境具有重要意义。对于各类风景区、大型林场、森林公园、自然保护区，运用综合包括“3S”技术和网络通信技术在内的现代信息技术，我们还可以建立生态监测系统、森林防火系统、资源管理系统、设施控制系统、旅游服务管理系统等各类专业系统，以便进行高效、动态的监测和管理。七、“虚拟园林”如今，融入多媒体动画的虚拟现实技术已开始渗入航天、医学等领域。运用这种技术，人们戴上特制的头盔（或眼镜）与数据手套等传感器，就可以置身于虚拟的场景之中进行各种操作，以达到学习知识、训练技能等目的。在风景园林领域，同样可以通过建立“虚拟园林”来表达规划设计成果或满足“虚拟旅游”。目前这种技术在风景园林领域尚处于探索阶段。八、远程设计、施工与管理在将来，通过计算机网络及相关技术，园林设计师可以方便地进行千里之外的基地设计、施工与管理。在信息技术的支持下，通过异地的合作者，园林设计师可以通过GPS或RS系统进行异地测量，并将测得的电子数据借助于网络技术导入本地的CAD系统或GIS系统。这个过程用传统的方式非常费时费力，而如今应用这种技术则可以在短时间内完成。设计完成后，园林设计师可以将在CAD设计的图纸调入GPS系统，异地相应的控制系统将自动地进行小品、道路、树木等景观元素的放线工作。在施工过程中，园林设计师可以随时了解施工的进展情况，以便动态地完善设计以及提出管理意见，特别是对于那些敏感的生态景观或文物景观。九、实例分析现在3S技术不仅应用于风景林地中，而且在街头绿地、防护绿地、公园、生产绿地等绿地规划系统中也得到了广泛应用。并且，我们还可以根据现状情况，进行近期和远期规划，从而指导城市绿地规划建设。1、3S定位技术在淄博市城市绿地系统规划中的应用（如图）类别名称现状近期远期规 模（ha）占 建 成 区 面积 的 100%规 模（ha）占 建 成 区 面积 的100%规模（ha）占 建 成 区面 积 的100%公共绿地小计819.36.11323.49.11738.711公园565.54.2809.415.51167.077.4街头绿地253.81.95143.6571.63.6生产绿地212.711.6301.82.1411.62.6防护绿地469.833.5621.574.4741.124.7居住区绿地482.993.6613.034.2810.85.1单位附属绿地1064.27.91153.747.91324.088.4道路绿地299.792.2403.962.7567.13.6风景林地83.880.6302.682.0333.123.6其他用地623.64.695.670.6193.122.1总计4056.330.14815.9336119.641.12、3S技术在淄博市城市绿地指标方面的应用（如图）现 状（1999年）近 期（20002005年）远 期（20061010年）建成区面积（KM2）134.31146