基于CAD的二次开发软件在《园林工程》课程中的应用*

吴雨浓，方振东，姚 兰，易咏梅，吴 林

（湖北民族学院林学园艺学院，湖北恩施445000）

基于CAD的二次开发软件在《园林工程》课程中的应用*

吴雨浓，方振东，姚 兰，易咏梅①，吴 林

（湖北民族学院林学园艺学院，湖北恩施445000）

近年来，随着城市园林建设的加快、信息技术的发展及设计者对于设计软件技术革新的需求，使得基于AutoCAD的二次开发软件得以广泛应用，其中湘源控规和天正在园林规划设计方案扩初及施工图绘制阶段在行业里均起着举足轻重的作用。文章通过在园林工程教学过程中引入以AutoCAD为平台的湘源控规和天正软件，构建园林工程软件辅助教学的新体系，有利于为学生提供直观的演示及可靠的数据，辅助学生规范高效制图，拉近学生与行业之间的距离。

园林工程；AutoCAD；湘源控规；天正

《园林工程》课程作为园林专业实践性最强的一门专业课程，其主要任务是培养学生园林景观方案扩初及施工图绘制能力。施工图绘制阶段的工作,是在园林设计方案完成后,通过合理科学的图纸表达方式将设计方案转化为具有施工指导作用的文件，是园林景观设计师与工程技术人员交流的主要手段，其内容主要包括总平面图、分区平面图、索引平面图、竖向放线设计图、铺装设计图、种植设计图、园林建筑小品详图、大样图等。

一、园林工程教学的软件应用现状

以往在园林工程课程教学中，由于缺乏三维的数据支撑，学生的设计停留在二维的平面布局上，没有形成立体的空间体系，设计后也不能进行核查，严重阻碍了学生对于场地的理解，直接影响从方案扩初到施工图的效果；而在园林工程课程施工图绘制过程中，学生几乎都是采用手绘的方式，一张施工图往往需要绘制一个星期左右的时间，绘制效率及准确度较低，一旦工程方案有调整或者错误，之前的工作就得重新进行，返工的情况较多，更为关键的问题是教学内容与实际工作情况不相符合。有的学校在手绘的基础上进行教学革新，让学生应用AutoCAD来绘制施工图，但是由于其作为设计的计算机基础工作环境不具备专门针对施工图的专业模式，因此作图效率较低，并与现今的各大设计公司的工程绘图实际情况脱轨，使学生在进入工作后不能很快的上手，不能与时俱进。因此构建高效的园林工程设计技术分析及表达平台是各大高校园林工程课程的当务之急。本文将重点讲述基于AutoCAD的二次开发软件湘源控规软件和天正软件在园林工程课程中的应用，以期建立更高效及更符合市场需求的园林工程课程软件体系。

二、湘源控规与园林工程教学

1.湘源控规CAD特点

湘源控规，全称湘源控制性详细规划，由长沙市规划勘测设计研究院下属部门城乡规划编制中心研发，是一套基于AutoCAD平台开发的侧重于规划设计的辅助软件。

其主要功能模块涉及范围较广，包括园林规划设计的各个阶段。该软件着重于三个方面：第一，场地的分析（地形分析、高程分析、坡度分析、三维渲染、日照分析、雨水量分析）。第二，规范性制图(道路、用地、园林绿地、管线绘制、图纸设计是否符合规范的提示等)。第三，技术性数据生成(土方计算、一次性标注、控制指标计算、绿化带插入、土方量等数据表格自动生成等),为Auto-CAD提供了良好的绘制精度及效率。[1]在全国的规划设计和管理单位的使用率已达到80%。

2.湘源控规CAD与园林工程课程的结合

（1）工程项目场地的分析

以往的园林工程课程教学模式，学生对工程项目的认识仅仅停留于对场地的现场踏勘，在有限的视野里，通过现场拍照、测量来获取现状资料，无疑会受到时间、空间的限制，并且在精度上存在较大的误差，学生不能很好的理解和把握场地现状地形并且对于施工后的地形也不能及时得到反馈，尤其是在竖向设计方面，始终停留在二维空间以及自己对于场地的主观认识里，因此施工设计不符合实际，出现错误的情况屡见不鲜。

湘源控规CAD在对于场地的分析上研发了地形分析专门的模块。该模块可以识别地形图的高程点，可以输入或批量转换等高线；能查询图中最高点位置、最低点位置；能根据不同的空间数据生成离散点标高数据，计算任意点标高，自动生成高程图、坡度分析图、坡向分析图，能绘制任意地表剖面图，生成三维地表模型，如图1，对园林景观建筑小品还可进行日照分析等。

高程分析，通过湘源控规CAD查找离散点，生成现状等高线，根据分析精度设置等高线密度，不同色块表达不同的高程范围，有利于学生查找到场地的最高点、最低点及地形起伏范围，确定场地的最佳观赏点及视野范围，场地的布置选址，如图2。

图1 湖北民族学院科技学院三维地表模型1

坡向分析，反应坡面与南北方向的夹角，体现坡面的方位，直接影响工程设计的设施分布、光照角度、园林建筑布局、植物配置等，如图3。

坡度分析，通过系统计算的高程点及等高线之间形成的三维网，推导出场地各三角区域的坡度，根据精度要求设置坡度颜色，使学生根据坡度的分析，设计工程道路、布置台阶及控制排水布线方向，如图4。

湘源控规以平面图、剖面图、三维图等直观形象的可视化方式表达场地和设计的分析结果，成果准确，形式灵活，更易于被学生所接受，其生成的分析数据和统计表格为学生在园林工程设计中提供技术支撑，使学生在做施工设计的前后能够充分掌握工程地形的情况。

（2）土方工程量计算

土方工程，包括地形的断面设计、土方量的计算及土方平衡调配等工程设计过程，所涉及的理论、计算公式、组织图表等的深度、难度都很大。学生在设计中总是缺乏实际的空间感受能力，对土方设计停留在平面设计的水平上，不能合理考虑地形坡度、土方工程量是否平衡的问题。[2]

湘源控规里的土方计算通过自动采集土方现状标高，生成土方网格，依据学生规划设计标高进行自动采集；可计算和统计土方填挖面积、土方填挖量，生成零线位置，生成编号，生成土石方平衡表等，如图5。支持不规则地形，支持不规则用地红线，支持挡土墙，允许一个顶点两个标高，支持分区计算等，便于学生对场地土方施工设计方案进行理性的前期分析及后期检验，使竖向设计环节，形成从“平面”到“电脑三维模拟”，再到“数据核对”，最后再回到“施工图设计”中的良性循环。[3]

三、天正CAD与园林工程教学

1.天正CAD的特点

天正软件是北京天正工程软件有限公司基于Autc-CAD的二次开发接口ObjcetARX开发出的一系列针对建筑、电气、给排水、景观规划等的CAD的智能化计算机辅助设计软件，结合当前国内外同类软件的优点，搜集大量设计单位的设计需求，最大程度地贴近工程设计，体现了功能系统性和操作灵活性的完美结合。尤其是天正软件系列中的天正建筑及天正规划与景观在园林景观施工图绘图领域得到了广泛的应用。

天正建筑及天正规划与景观设计软件以天正对象（如墙体、道路、轴网、绿化等）以及用来标注和说明这些构件的标注对象（如尺寸标注、文字、表格等）为基本图元，用来绘制园林景观场地及建筑小品的各种平面图、立面图、剖面图等，由于天正建筑软件采用模块化的绘图工具，工具栏简便实用，相比CAD而言，绘图速度能提高50%，出现误差的情况较少，图纸更具规范性，与行业的衔接紧密，学生走上岗位可以直接应用于施工图绘制工作，操作简便，快捷键一般均为拼音首字母，学生容易学习及理解。

2.天正CAD与园林工程课程的结合

（1）符号及尺寸标注

AutoCAD的符号及尺寸标注，在标注前，要根据绘图比例依次进行大量的标注样式设置，过程繁琐。而天正在进行施工图符号及尺寸标注时，其标注样式事先已按照国家标准进行设置，因此只需在屏幕左下角比例栏进行简单选定或者设置比例，其标注样式大小就会随之更改，同时天正工具选项中还提供了很多实用简便的编辑功能。对于施工图里常用到的坐标标注，天正可以实现一次性标注完成，如图6。而在AutoCAD，同一个点的坐标标注，其X坐标与Y坐标需要分两次按照对应的方向进行标注，标注工作量成倍增加，容易出错，图面不简洁美观，如图7。其他还包括用“天正”软件中“标注标高”可快速标出各种标高，有八种样式可供选择。“天正”还配有一系列的编辑功能对文字进行编辑，使其达到设计者的要求等诸多功能。

图6 天正建筑坐标标注

图7 CAD坐标标注

（2）专业图表

AutoCAD绘制图框、表格、指北针、比例尺以及一些构建及详图，均需要学生通过繁琐的操作进行绘制，而在天正软件里，加入了可以编辑的多功能模板及大量的标准图库，很大程度上节约施工图的绘制时间，使制图过程更加规范，以以下方面为例：

①建立表格。对于园林施工图绘制过程中的植物配置表、图纸目录、土建表等表格，可以通过天正软件里的图库直接插入模板，也可以新建表格。天正表格可以进行拆分、合并等编辑，并且可以和EXCEL进行灵活转换及衔接。

②在天正中可以根据出图大小的比例，在工具栏的文件布图里直接插入图纸图框、指北针及比例尺等，节省绘制图纸基本构成要素的时间，减少学生出现错误的几率。

③绘制轴网。在AutoCAD中轴网需采用阵列或者机械重复的偏移多段线和构造线的方式进行绘制，步骤较多，一旦发生错误，则需要逐步修改，过程繁琐，使学生将大量的精力浪费在一些机械性的步骤上。而在天正建筑中，设置了轴网柱子工具栏，可以根据自己需要的轴线距离和数量输入，一步生成，后期修改及编辑方便。的元件库，涵盖了与园林景观有关的大量基础性施工详图模板，包括台阶详图、地沟构造、道路详图、坡道详图、花池花台等，如图8，可供学生学习、选择及参考，并且方便插入和修改。

（3）图层管理及比例调控

使用天正进行绘制施工图时，可根据选择内容自动生成相应的图层，便于图层管理，使学生学习过程中形成良好的图层建立习惯。并且相对于以往的出图方式，在比例上只需在天正CAD中将模型空间的左下角设置好比例，并相应设置好布局视口比例，在出图时就不会出现仅用AutoCAD绘图时常发生的标注文字大小不一的情况，使图面更加统一整洁，与实际施工图的要求更为接近。

四、结束语

通过在《园林工程》教学过程中引入CAD的二次开发软件，发挥软件各自的优势进行协同工作，构建高效的园林工程设计表达平台，告别基本的图线堆砌，直接绘制出具有专业含义、经得起反复修改的图形对象。有助于学生更好的识图绘图，尤其是对于要求更为严格规范的园林工程施工图，可以最大程度提高制图效率及质量，并实现与行业的紧密衔接，使学生就业的时候更具备岗位竞争力，为培养园林专业应用型人才奠定坚实的基础。

[1]鲁长亮,唐兰.传统城市规划软件与GIS协同利用模式分析[J].南昌工程学院学报,2009(4):38-40.

[2]耿美云,王崑.园林工程教学方法的改进[J].林区教学,2008(5):10-11.

[3]李胜,张万荣,龙松亮.风景园林专业园林工程实验课程教学改革探讨[J].中国林业教育,2011(5):58-60.

（编辑：鲁利瑞）

G642.0

A

1673-8454（2017）02-0081-03

①易咏梅为本文通讯作者。

本文系湖北民族学院校级教学研究项目“基于AutoCAD平台的二次开发软件在《园林工程》实践教学中的应用研究”（项目编号：2016JY045）、“本科生导师制在卓越农林人才教育培养计划改革中的应用与实践”（项目编号：2014JY012）、“园林规划设计教学中学生创新能力的培养”（项目编号：2013JY058）的研究成果。