数字景观在风景园林中生态设计方法探讨

2024-06-12许玙可

佛山陶瓷 2024年4期

许玙可

（西南科技大学，绵阳 621010）

1 前言

随着城市化进程的加速和人们对美好生活需求的提高，风景园林作为城市绿化建设的重要组成部分，其设计要求也越来越高。传统的风景园林设计方法已经难以满足现代城市发展的需求，而数字景观作为一种新型的设计方法，能够更好地满足现代风景园林设计的多样性和复杂性[1]。数字景观在风景园林中的应用不仅可以提高设计的效率和质量，还可以为园林的生态设计提供更多的可能性。因此，探讨数字景观在风景园林中生态设计方法的应用具有重要的现实意义。

2 数字景观的概念和特点

2.1 数字景观的概念

数字景观是将计算机技术、信息技术、通信技术等新兴技术手段应用于城市景观设计中，以数字方式构建的一个虚拟城市空间环境，该空间环境中的所有物体都是可以被数字化、虚拟化的，包括建筑物、道路、植被等。数字景观不仅能够还原真实世界，还能够实现虚拟城市景观与真实城市景观的融合，达到与真实世界一样的效果。数字景观通常包含以下几个部分：数字城市模型；虚拟城市；数字化三维景观。

在数字景观中，地形是虚拟世界中最重要的组成部分。数字景观设计中所采用的地形建模方法一般有3种：基于DEM 数据的地形建模方法、基于无人机倾斜摄影测量数据的地形建模方法以及基于激光扫描数据的地形建模方法。数字化三维景观可以精确地反映出地形地貌特征，而且可以模拟出复杂多变的地表形态，并根据这些形态生成各种不同类型的数字景观[2]。

数字景观相较于传统景观设计方法而言具有以下几点优势：能够实现城市中所有物体的数字化建模；能够实现城市中所有物体的三维模拟；能够实现城市中所有物体的多角度观看；可以对城市进行更加全面和真实的模拟和分析。因此，数字景观在风景园林生态设计方法中发挥着重要作用。

2.2 数字景观的特点

2.2.1 虚拟性

数字景观是基于数字化技术的新型景观设计技术，具有较强的虚拟性，主要是将大量的数字图像进行处理和分析，在计算机中对其进行模拟、还原和展示，使其具有逼真的视觉效果和形象。与传统的景观设计相比，数字景观在设计中具有很强的虚拟性。

2.2.2 交互性

数字景观的交互性主要体现在两方面：一是增强了景观的交互性，传统的设计模式主要是通过实物模型进行设计，但是这种方法很难将数字景观的优势发挥出来，也难以满足不同受众群体对景观的需求[3]。数字景观可以通过三维建模将设计效果呈现出来，可以让受众参与其中，在实际操作过程中可以提高受众对设计效果的体验感，从而增强了受众对数字景观设计的认可度和参与度。二是提高了设计效率。数字景观通过三维建模、渲染等技术来实现虚拟环境的构建，将虚拟环境中所展现出的视觉效果呈现出来，并结合空间分析以及用户体验等方面来优化设计方案，可以有效提高设计效率，而且能够为设计者提供更加直观和立体的空间感知体验。

2.2.3 可视化

一是能够为城市设计提供更直观的规划方案，通过对数字化信息进行分析，能够形成更加准确的设计方案，例如利用GIS（地理信息系统）对城市的规划方案进行分析，能够得出较为准确的数据。二是能够为城市设计提供更好的设计方案，数字景观可视化能够通过三维立体模型以及空间结构图对城市进行模拟和分析，可以利用计算机技术将景观模型与周围环境进行融合，形成更加合理的景观效果。

2.2.4 智能化

数字景观系统是一种复杂的综合系统，由地形数据采集子系统、数字地形处理子系统等多个子系统构成，这些子系统可以独立运行，也可以结合在一起。如果将各个子系统进行有机融合，则可以发挥出更强的作用。在对其进行智能化设计时，需要结合使用者的需求和想法，对系统的功能和使用方式进行合理设置。对于使用者而言，想要获取想要的信息时，需要将其输入到相应的信息处理系统中，运行需要遵循一定规则。在智能化设计过程中需要充分考虑到各个子系统之间存在的关联性和相互作用关系，只有充分考虑到各子系统之间存在的关联性和相互作用关系后再对其进行智能化设计时才能保证数字景观运行效果达到最佳状态。

3 数字景观在风景园林生态设计中的应用优势

3.1 提高设计效率

3.1.1 能够实现对风景园林设计方案的优化

传统的设计方法，往往是以主观经验为主，对环境问题和生态问题进行判断，然后提出设计方案。这种方法往往存在一些局限性，在设计方案中，会存在很多不合理的地方。而数字景观能够进行及时反馈，以数据为基础，不断地对风景园林方案进行优化和调整。

3.1.2 能够为风景园林生态设计提供准确的数据支持

传统的风景园林生态设计方法往往需要通过现场勘测、收集资料、分析研究等方式来进行数据收集和分析。这种方法耗时长、成本高，同时也很难保证数据的准确性。而数字景观技术可以对收集到的数据进行合理处理和分析，通过数字模拟来辅助设计方案的制定。

3.1.3 能够提高风景园林生态设计工作效率

传统的风景园林生态设计工作通常由几个人共同完成，需要进行大量的计算、绘图等工作。而数字景观技术的应用可以大幅降低这种工作强度和难度。在对风景园林生态系统进行分析时，可以利用计算机来代替传统方法中手工操作的步骤，不仅节省了大量人力和时间，而且可以提高工作效率和准确性。

3.1.4 能够节约成本，提高设计质量

在传统风景园林生态设计过程中，主要是采用手工绘制图纸的方法来进行生态系统分析和布局规划。而数字景观技术的应用能够有效地降低设计成本和设计质量，提高设计效率和准确性。

3.1.5 能够降低风景园林生态系统破坏风险

在对风景园林生态系统进行保护时，除了要考虑生态环境问题外，还要考虑到植物等其他因素对自然环境的影响。传统方法在实际应用中还存在一些局限性和缺陷。而数字景观技术则可以将自然环境与人类活动紧密结合起来进行研究和分析。

3.1.6 能够保证生态设计方案的科学性、合理性、可行性

在风景园林生态系统设计过程中，由于受到很多因素的影响，使得生态系统的稳定性无法得到保障。因此，在进行生态系统规划时，要将其放在优先考虑的位置上来进行考虑和分析。传统方法在实际应用中会受到很多因素的制约和影响，导致风景园林生态系统规划方案存在很多不确定性因素，无法保证其科学性、合理性、可行性。而数字景观技术则可以在一定程度上保证生态系统规划方案的科学性、合理性、可行性。

3.2 可视化效果好

随着现代信息技术的不断发展和进步，数字景观可以为风景园林生态设计提供更加全面的数据信息和更加精准的决策依据，数字技术与风景园林生态设计相结合成为一种必然趋势。

数字景观是计算机技术、数据库技术、图形图像技术、网络技术、通讯技术等的有机结合。数字景观以其独特的优势和特点，在风景园林生态设计中发挥着越来越重要的作用，具有良好的可视化效果。数字景观可以快速地反映风景园林生态设计的规划、施工和维护过程，方便人们对整个方案进行快速直观的观察。

3.3 可持续性强

3.3.1 资源优化与节约

数字景观设计通过精确的数据分析，不仅可以实现资源的优化配置，达到节约的目的，还可以通过精确的计算，减少材料的使用，从而降低对环境的影响。例如，在植被设计中，数字景观可以通过对当地的气候、土壤、降雨等数据的分析，选择最适合的植物种类和配置方式，避免了盲目种植导致的资源浪费。

3.3.2 生态修复与保护

数字景观设计一方面可以通过对生物多样性的研究，制定出保护生物栖息地的方案，从而保护生态系统的完整性，例如，通过模拟水流对土壤的侵蚀情况，可以找出水土流失的根源，从而制定出有效的水土保持措施。另一方面通过对生态系统的模拟和分析，找出生态系统存在的问题，提出针对性的修复和保护方案。

3.3.3 长期监控与管理

数字景观设计可以通过智能化技术实现对风景园林的长期监控和管理。例如，通过安装传感器和监控设备，可以实时监测土壤湿度、植物生长情况、人流分布等数据，及时发现问题并进行处理。这种长期监控和管理的方式，不仅可以提高风景园林的管理效率，还可以及时发现和处理环境问题，保障园林的可持续性发展。

3.3.4 教育与宣传

一是可以通过可视化和交互性等技术手段，提高公众对风景园林生态价值的认识和关注度，例如，通过虚拟现实技术，可以让游客亲身体验到风景园林的生态价值，增强其环保意识；二是可以通过互联网等渠道，将风景园林的生态价值传播给更广泛的人群，增强社会的环保意识。以“生态云平台”为例，“生态云平台”是一个在线的虚拟现实（VR）体验平台。用户只需通过互联网连接，就能体验到风景园林的生态美景，平台中设有“生态科普”板块，通过动画、文字、声音等多种形式，详细介绍风景园林中的植被、动物、土壤和水流等生态元素，以及它们之间的相互关系和生态价值。用户可以像参观博物馆一样，深入了解风景园林的生态奥秘，用户可以在VR体验中参与环保小游戏、答题挑战等，增强其环保意识。

3.4 降低成本

数字景观通过对数字模型的建立和仿真模拟，可以更好地辅助设计人员进行规划、设计，不仅可以节省设计时间和成本，还能够更好地满足人们对生活环境的需求。在景观工程的设计阶段，利用数字景观技术可以最大限度地减少工程建设时间和成本。一是通过建立模型对施工现场进行模拟，不仅能够有效缩短施工时间，还能够在有限的时间内完成对施工场地的规划和布局。二是通过调整设计方案来优化成本。由于不同地区的气候条件不同，导致每个地区的基础设施建设成本也有所差异。三是在风景园林生态设计中能够有效地降低设计难度和设计复杂度，从而降低了对景观工程人员专业知识的要求。

3.5 实际案例分析

3.5.1 实际案例分析一

以某公园为例，其位于湖南省长沙市。公园地处长沙城市中心，是长沙城市的重要组成部分，也是市民休闲娱乐的主要场所。公园总占地面积约为452 公顷，其中湖面面积约为120 公顷，水域面积约为115 公顷。公园的总体设计理念为“生态优先”，主要通过对生态环境的保护和改善来实现景观效益的最大化。公园中植物种类繁多，在进行生态环境保护与改善的同时也在努力地营造自然生态景观，以实现人与自然的和谐相处。公园中还种植了大量的乔木、灌木、藤本植物等多种植物，并在中央设置了喷泉和水幕景观，这一设计理念与数字景观技术在设计中的应用不谋而合。

通过数字景观技术进行生态设计可以实现以下几个方面的优势：第一，通过数字景观技术能够对建筑物以及基础设施进行模拟和展示，可以优化方案设计、提高工作效率，还可以达到节约成本的效果；第二，通过数字景观技术可以对建筑材料进行模拟和展示，帮助设计师选择更适合生态环境的材料；第三，通过数字景观技术可以对设计方案进行模拟和展示，提高了方案设计的质量和效率。

3.5.2 实际案例分析二

以美国加利福尼亚州的帕萨迪纳国家公园为例，该公园是一处自然与城市相融合的区域，在此区域内，利用数字景观技术对当地生态系统进行研究，建立起一个生态网络。通过对数字景观技术的应用，在此区域内实现了对生态环境的优化和提升，并且在景观设计过程中融入了多种元素。首先利用数字景观技术进行数据收集和整理工作，然后再利用虚拟现实技术进行模拟仿真工作，以此来模拟出生态系统中的各种生物在整个生态系统中的作用和影响。