数字景观的缘起、发展与应对

文·图 ◎ 刘颂

本期专题·数字景观＞DIGITAL LANDSCAPE

数字景观的缘起、发展与应对

文·图 ◎ 刘颂

导语近几年，“数字景观”开始进入风景园林师的视野。数字景观是应用于风景园林规划设计和管理的数字技术集合，可将其分为三大类：景观信息采集技术、分析评估技术和模拟可视化技术。未来景观模拟、地理设计和大数据挖掘等将是数字景观技术的研究热点。数字化时代，风景园林师应主动了解数字技术前沿，加强学科交叉协同创新，同时不断完善风景园林科学理论。

策划 ◎ 钱秀苇

缘起

1. 从概念谈起

对于“数字景观”，至今没有一个统一的定义。从字面意义上讲，它是运用各种数字显示技术、3D技术模拟表现的虚拟景观空间，或利用各种数字技术将传统的园艺、雕塑、水景、照明等结合文字、图像、影像、声音、气味、灯光等，形成的可控制的景观空间。

但笔者认为上述理解仅反映了“数字景观”的一个方面。“数字景观”应是借助计算机技术，综合运用GIS、遥感、遥测、多媒体技术、互联网技术、人工智能技术、虚拟现实技术、仿真技术和多传感应技术等数字技术，对景观信息进行采集、监测、分析、模拟、创造、再现的过程、方法和技术，是区别于传统的用纸质、图片或实物来表现景观的技术手段。数字景观强调的是一种超越传统的新型景观，而后者强调的应用于风景园林规划设计管理的技术集合。

从技术的角度来看，“数字景观”并非是一个全新的概念，当计算机技术在风景园林领域开始应用即出现了，如用CAD辅助设计，用数码相机获取数字化的风景图片等，但作为一个专有名词出现，可能与国际数字景观大会有着密不可分的联系。

2．国际数字景观大会的推广

国际数字景观大会（Digital Landscape Architecture Conference）是由德国主办的国际性会议。2000年，第一届会议在德国Bernburg召开。这个关注景观规划设计中新技术的会议最初是安哈尔特应用技术大学（Anhalt University of Applied Sciences）景观硕士项目（MLA）的一部分，举办该会议是希望MLA学生能够从这个国际性的研讨会中开阔视野，了解不同国家或地区的风景园林发展前沿，尤其是数字技术对风景园林的影响，从而提高新技术能力，具备国际视野。

自2000年开始，该会议每年举办一届。到目前为止，会议已成功举办15届。每年5、6月，世界各地的风景园林及相关专业学者相聚在一起，共同交流和探讨数字景观发展的最新成果和趋势。在该会议的助推和传播下，数字景观（DLA）成为专有名词，其内涵也在不断扩展。

3. 新技术应用的推动

随着计算机技术的不断提高，计算能力和速度的提升，各种功能性软件也不断涌现升级，物联网、互联网、遥感技术、GIS技术的发展，以及3D打印技术、可视化技术、虚拟现实技术的提高，风景园林规划设计过程对数字技术的依赖越来越大，进一步推动了人们对数字景观的关注。

基于技术角度的数字景观的分类

根据风景园林规划设计的一般过程及数字景观技术在应用中发挥的功能，可将其分为三大类：景观信息采集技术、分析评估技术和模拟可视化技术。

1. 景观信息采集技术

景观信息包括地形、植被、水体、建筑等环境要素，大气、土壤、降水等自然要素，及人类个体的时空行为数据等。传统的描述景观信息的方法有地形图、语言文字、绘画、摄影图片或观察记录等，其记录的介质以纸质、胶片为主。数字化景观信息的采集即是将现有的记录在纸质、胶片上的景观信息数字化，或通过现代数字仪器设备直接将景观信息以数字方式记录在存储介质中。数字化过程使用的硬件设备有多种，如数字化仪、扫描仪、数码照相机、数码摄像机、遥感传感器以及能记录海量数据的存储器等。将不同来源的时空数据按照一定的映射方式建立景观信息数据库，为后期规划、管理及修复服务。

与上述主动式的采集方式、结构化的数据特征不同，近年来，随着互联网、移动互联网、云计算技术的发展，手机信令、社交网、微博、微信、电子邮件等各种网络服务也加入到数据生产中，通过用户与设备的交互操作，用户的空间与时间行为状态等无意识地转化为数据，改变了信息的形成过程，为风景园林中非空间事务数据的获取和空间化提供了崭新的途径。

2. 景观分析与评估技术

风景园林学被认为是诠释人与自然之间的自然观、人文观和审美观的学科，景观价值评估一直是其理论研究热点，而研究方法也开始从定性评价转向定性与定量相结合。风景园林师也在积极探索、借鉴相关学科定量分析技术，并与风景园林理论结合，提出更多的数学分析模型。

借助相关数学模型对景观进行分析和评价的技术应是数字景观技术的核心所在。如以数字化的景观信息为研究对象，进行生态敏感区分析、用地适宜性分析、景观美感度分析、可达性分析、视线视域分析、风热条件分析、景观格局分析等。地理信息系统技术（Geographical Information System，GIS）被认为是可嵌入各种分析模型的技术平台之一，它在存储管理景观信息方面有特殊的优势和强大的空间分析和数据处理功能，无疑成为目前广为应用的分析评估技术。

3. 景观模拟与可视化技术

可视化技术是将来自测量或科学计算中产生的大量非直观的、抽象的或者不可见的数据，借助计算机图形学和图象处理等技术，用几何图形和色彩、纹理、透明度、对比度及动画技术等手段，以图形图象信息的形式，直观、形象地表达出来，并进行交互处理。

建立在对景观发展规律认识的基础上，对景观过程（生态过程、风、热等自然条件变化过程等）和特定时段（过去、现状、规划设计）景观的可视化可以帮助风景园林师加深对区域或场地景观的观察、理解和解释，增强对景观现象和规律的认识，促进将数理抽象逻辑思维与图形、图像形象思维的结合，产生新的洞察力和创造力。目前景观模拟和可视化技术发展非常迅速，有通过马尔科夫模型、元胞自动机、神经网络分析等模型模拟景观发生发展的过程并以图式展现；有利用虚拟现实技术、三维视景仿真技术实现观赏者的交互性、沉浸性的现实感受。而近几年来三维GIS技术（如Skyline）的出现使得融合海量的遥感航测影像数据、高程、矢量数据、具有地理坐标的精确三维模型信息系统的基础上进行复杂空间分析和交互式、精准性的规划设计成为可能。

数字景观的发展趋势

纵观DLA的15次会议，讨论的内容从最初的景观可视化、GIS、建模分析、景观模拟预测，逐渐过度到“参与性”“基于知识的地理设计”，涉及范围越来越广，综合性越来越强。历届会议主要聚焦三大领域。（1）景观数字化及模拟技术：测量及影像处理技术；WEBGIS、虚拟现实、游戏引擎在景观环境的可视化技术；景观过程模拟与预测技术；3D打印机、移动通信、互联网等新技术在景观设计中的应用等。（2）风景园林分析评价技术：基于GIS和模型分析的景观评价技术；参数化设计（Building Information Modeling,BIM）、地理设计和景观信息模型（LIM）；公众参与评估途径和新方法等。（3）数字景观教育。

可见，数字景观技术是建立在计算机软硬件技术基础上，并吸收许多相关基础学科和应用学科的成果。随着软硬件技术的不断发展，应用于风景园林学科的数字技术也会随之拓展和深入，新兴技术领域不断与风景园林学科相互融合、相互促进，数字景观自身的技术集合得以不断扩充丰富，这体现了数字景观的开放性特点。

数字景观不仅是景观空间表达放大的变革，更是风景园林分析方法的革命。它能使得风景园林表达和分析结果更直观、便捷、精准，可以预见，数字景观技术方兴未艾，将逐步成为风景园林学科的研究热点之一。数字景观未来的发展将受到相关技术领域的发展趋势及风景园林学科的需求的影响。笔者认为，（1）景观的数字模拟仍是未来的研究热点之一，如何使模拟的景观空间形态更逼真、更容易、速度更快，如何将模拟的景观形态参与到规划设计中，如何将景观过程进行动态模拟并预测推演等。（2）地理设计将是风景园林中的参数化设计。尽管地理设计（Geodegin）的理念近几年才提出，还处于发展之中，但它集成了现有城乡规划与风景园林研究所需的一些主要成果和理念，如情景分析、循环评估、动态规划、公众参与、即时评价、参数化设计等。规划设计人员可将大脑中的构思方案通过系统所提供的智能化设计工具绘制出来，也可方便地通过系统所提供的各种分析工具对所绘制的方案进行分析和评估。方案的每次局部调整，都可通过所设定的指标参数得到反馈。（3）大数据及数据挖掘技术将是重点攻关的热点。随着互联网的快速发展，以云计算进行大容量数据存储和访问，以物联网促使数据的时时产生，以社交网络将人的喜好、情绪转变为数据，以智能终端诱使市民将出行、活动等无意识地转化为数据，改变了信息的形成过程，为风景园林中非空间事务数据的获取与空间化提供了崭新的途径。人们获取信息（数据）的途径、规模、数据种类正在以极快的速度增长，如何构建海量时空数据生产与获取、多源异构数据集成、基于主题的时空数据建模与分析和智能决策支持等将是研究热点之一。

风景园林师的应对

数字景观技术为风景园林学科带来了新的发展机遇，也给风景园林师带来了巨大的挑战，处于数字化时代的风景园林师将如何应对？笔者认为，一方面需要加强学习，弥补技术短板，另一方面善于进行学科交叉，协同创新，但风景园林理论的研究仍然是立足之本。

1. 加强学习，了解掌握技术前沿

风景园林师善于通过形象思维处理问题，面对复杂的、日新月异的计算机技术、信息技术、互联网等新技术，以及众多分析工具软件应用的技术门槛，风景园林师有必要加强学习，迅速掌握基本的分析表现技术手段，了解前沿技术的发展动态及在风景园林领域中的应用潜力，提高逻辑思维能力，培养数字文化素养，积极主动地迎接新技术的应用。

2. 协同创新，跨越技术鸿沟

必须承认，数字技术和风景园林研究之间存在着“技术鸿沟”，使得其在风景园林研究中的应用出现诸多的困难和障碍。数字技术自身专业性较强，且在不断完善，相关专业由于缺少对风景园林专业的了解，无法开展有针对性的研究，另外，多源异构数据的获取与集成、处理分析等简洁实用的技术方法缺乏，一般风景园林师难以掌握等。风景园林师应立足专业需求，积极寻求与相关技术领域的专家学者合作，通过学科交叉产生智慧。

3. 固本守元，立足完善风景园林理论

数字景观技术终究是为风景园林专业研究服务的工具。风景园林面对的是复杂、易变、富有生命力的复杂巨系统，数字景观具有理性、科学和高效特征，但其功能的发挥仍然有赖于风景园林理论与背景知识，风景园林理论才是应该固守的“本”“元”。新技术也不可能完全取代传统的研究方法，唯数据论、唯技术论均是不可取的。风景园林师应该加快探讨新技术应用的理论依据，并在新技术的支持下不断完善风景科学理论。

刘颂 同济大学建筑与城市规划学院景观学系教授，博士，研究方向：景观规划技术与方法、城乡绿地系统规划。