数字景观要义——走向科学的艺术

现代风景园林学广泛关注人居环境规划设计与建设管护各个领域，全尺度、多目标研究、规划设计人居环境，实现可持续发展基础上，优化人居环境质量是本学科主旨。作为科学与艺术的统一，现代风景园林学关注形态更关注形态背后的规律。与之相应，形象与逻辑、感性与理性、艺术与科学均在现代风景园林中达成统一。长期以来，艺术与科学一直被视为人类认知、描述外部世界的两种不同途径，分别关注事物的不同方向。“形态”与“生态”作为现代风景园林学要解决的两大基本问题，分别对应着“美的规律”与“自然规律”。形态的美可以量化，一如画面的黄金分割、空间尺度、序列韵律乃至色彩等；而规律具有逻辑性则更适合于定量表达，如生态绩效、生境构成、参数化设计等，由此可见数字景观的普及不仅推动景园规划设计的科学化、学科教育的规律化，而且可定量，也是风景园林学科走向成熟的标志。基于规律的景园规划设计方法具有不断累积更新的效应，不再囿于经验的拷贝与重复。“数字”与“景观”这一对似乎风马牛不相及的范畴因此而结缘，引领着现代风景园林学的发展。

本文作者应邀在安徽省风景园林学会举办的学术论坛上作《数字景观》报告。

与各色炫目的“主义”不同，数字景观不是概念更不限于技术本身，以定量辅助定性地解决复杂系统问题为出发点，以统筹实现人居环境多目标优化为目标，致力于定量揭示、描述作为复杂系统的景园环境评价、设计、营造及持续发展规律。时至今日，数字景观方法与技术可以助力风景园林研究、设计、营建与管控全过程：从数据采集分析、数字模拟与建模、虚拟现实与表达、参数化设计与建造到物联传感与数字测控，数字景观无处不在。应对复杂的场地、自然环境与历史遗存，大数据时代的中国园林，有研究更有着丰富的实践，曾经的“世界造园之母”得到空前的发展。随着数字景观方法与技术运用的普及，必然提升风景园林学的科学性、推动人居环境的持续发展。科学讲求逻辑关系，科学规律的运用催生了相应技术。科学解决为什么、技术回答怎么办，遵循科学、运用技术是风景园林艺术发展的必由之路。

科学研究专注揭示规律、技术的价值在于运用规律，与现代风景园林学关系密切的学科诸如生态学、景观生态学、土壤学、植物学、地学、水文学以及3S、生物反馈、计算机软硬件、物联传感等数字技术的发展，直接或间接地为“数字景观”营造了条件。现代风景园林学的发展需要满足多目标、解决不同尺度的系统问题，遵循科学规律、运用同种技术并不会导致景园环境趋同，反而由于最大限度地突出不同环境条件的特质，可以有效避免个人认知经验的局限性与偏见，凸显景观环境的特异性。科学研究证明不同的人类个体约有超过97%基因是相同的，仅仅3%的差异却决定了芸芸众生的特征。讲科学、重技术不会也不可能导致景园环境趋同，相反建立在科学基础之上的景园环境会更加多元与各具特色。

数字景观代表着风景园林的4.0时代，它以定量辅助定性来解决复杂系统问题为出发点，以统筹实现人居环境多目标优化为目标。数字景观方法与技术可以助力风景园林研究、设计、营建与管控全过程：从数据采集分析、数字模拟与建模、虚拟现实与表达、参数化设计与建造到物联传感与数字测控。本文的研究聚焦数字景观的内涵，旨在挖掘其内在机制，从数字景观的意义与价值出发，基于逻辑、架构、平台三方面探讨了数字景观的结构，从景园数据的采集、景园数据的分析、景园方案的模拟、景园数字化建造、景园绩效测控等五大环节均可采用数字景观的方法与技术，并应用于相关工程实践。

数字景观的架构

数字景观的价值体现于景园规划设计建造与管控全过程。在设计前的调研阶段，遥感技术、航测技术、三维扫描技术等数据采集技术的发展改变了传统的调研与资料收集方式，提供了更为全面、客观的数据资料，提升了调查研究的精确性，呈现了传统调研方法难以收集的环境信息，为景园设计提供了新的视角。互联网的发展使得数据来源更广泛、数据类型更多样、数据样本更丰富，比如OSM开源地图数据、城市POI数据等公众数据的获得成为可能。在上个世纪60年代，出现了通过叠图进行环境分析的方法，是西方分析和归纳的思维的体现。伴随与数字技术的发展，叠图等传统的分析方法也依托于计算机进一步优化，数据的处理速度加快、效能提高。数据的分析与呈现也从二维平面走向三维空间：高程、坡度、坡向、日照、道路坡度、雨水径流等空间数据分析；城市排水、人口密度、交通情况、城市容积率等数据可通过柱形图、热力图等可视化方式呈现。前期数据采集和数据分析的更新与进步，为景园规划设计方案的生成提供了更丰富、更合理的数据支撑。方案的生成可通过多方案的模拟进行比较，以推敲与比选最佳方案。由此，景园规划设计方案的生成更具科学性与理性，为实现景园艺术的科学化奠定了基础。对于设计成果的呈现而言，从手工模型、电脑建模到虚拟现实，直至施工环节以及最终的绩效评估，“数字”技术与方法的运用突破了传统设计中表现手法、建设材料、施工人员与工具等限制，极大地释放了景园规划设计师的创造才情。

法国作家福楼拜曾说：“科学和艺术在山麓分手，回头又在顶峰汇聚。”科学求真、人性崇善、艺术尚美，真善美的结合不辱现代风景园林学使命。