數字景觀,對城市規劃師和未來城市意味著什麼

來源:新華日報 2021-10-27 15:15:26

日前,第五屆數字景觀國際研討會在東南大學召開。置身於日新月異的社會環境中,人工智慧(AI)、虛擬現實(VR)、參數化、物聯網等數字技術為城市和風景園林規劃設計從科學與藝術兩個方面帶來新的可能性:比如,科學的評價與規劃、新的設計語言和構造工藝、新的設計思想和新的設計理論。

那數字景觀的技術原理是什麼?它是如何讓城市在理想和現實中無縫切換的?未來,我們會看到怎樣的城市或風景園林景觀?《科技週刊》記者採訪到我省建築領域權威設計專家。

數字景觀的時代來了

數字景觀是借助電腦技術,綜合運用3S技術、物聯傳感、人工智慧、虛擬現實等數字技術,對景觀環境資訊進行採集、評價、輔助規劃設計、模擬再現直至施工、管控全過程。全生命週期、調控景觀環境,高品質地服務人的生活,創造出超越傳統、超乎感性的新型景觀。

“數字景觀研究與實踐是‘數字中國’國家戰略的重要組成部分,也是風景園林學科的前沿領域,具有廣闊的發展前景。”東南大學建築學院教授成玉寧表示,日常生活中,從國土空間規劃到建成環境綠地系統、風景環境等,傳統平面設計圖並不能呈現最終的三維立體效果,而數字景觀技術破了這個難題。

他介紹,數字景觀應用在城市園林景觀設計中,不僅可減輕設計人員的勞動強度、縮短設計週期、提高設計準確性和工程品質要求,而且通常情況下,設計者會通過互動式的設計環境深入研究方案的效果、造價,甚至隨著時間的變化,進一步強化了設計方案被決策者、工程人員以及公眾感知與理解。“數字景觀技術進行場地環境分析評判,並通過網路平臺不僅可以進入到虛擬項目的場地內部,更能夠通過定量的方法全面認知項目與環境條件。”

在成玉寧看來,城市園林景觀設計中運用數字景觀技術是必然趨勢。“與傳統風景園林設計思維相比,數字景觀技術突破了傳統時空維度的限制,應該是一種相對規劃設計更為全面的表達。”“未來應用數字景觀技術能夠全尺度地輔助景觀規劃設計,現代科技能夠將風景園林的生態、空間、功能與文脈有機統一,促進風景園林科學與藝術發生質的飛躍。”“運用數字景觀方法的規劃設計和管控不僅高效,而且減少了人工誤判的概率,提升景觀規劃設計的精準性。”

可進入的沉浸式場景和豐富的數據是數字景觀得天獨厚的優勢。“數字景觀的分析評價設計過程,不僅實現了‘數據流’的無縫銜接,而且也實現了數據化與可視化的交互與切換,從而可以更加便捷地通過調整數據實現對設計方案的優化與比選,甚至虛擬現實場景以及演變過程。”成玉寧説,借助於現代穿戴式設備、裸眼3D技術,可以實現三維倣真狀態下的互動式設計,極大地提升風景園林設計的精準性、交互性。比較傳統規劃設計採用的經驗與類比,數字時代景觀設計思維突破了人腦的局限性,也突破了對經驗的依賴性。

時至今日,數字景觀方法與技術密切深入到風景園林研究、設計、建設與管控全過程,並在低影響開發與生態安全、海綿城市的實踐與績效、數字景觀與可持續研究等領域産生了深遠影響。

數字技術成就行業進步,

保護文化遺産

在東南大學建築學院舉辦的數字景觀國際研討會上,成玉寧以《藍綠空間融合發展規劃》為題,探討城市存量發展模式下,建成環境藍綠空間結構的統籌規劃和生態系統提質增效的新範式。在演講中,他多次強調,藍綠空間協調發展,是提升改善城市生態環境品質的主要抓手,是城市人居環境高品質發展的關鍵。

“藍,指的就是藍色的水體,綠,指的就是城市綠化。南京市藍色水體佔比為11.4%,綠化佔比為38%,兩者相加得出南京的藍綠空間為49.4%,接近50%,所以南京人可以自豪地向世界宣佈南京‘山水城林’,自然本土優美。”成玉寧説,論壇上的研究,不只是來討論量的問題,而是在量一定的情況下,如何讓藍色和綠色的空間更好地協同發展,更好地服務人居環境。

“數字技術早已不是概念,它已經實實在在地推動輔助景觀行業進步。”成玉寧説,數字技術就是在探討藍綠空間融合發展中如何擺脫對傳統經驗的依賴,就是將傳統的二維綠地系統規劃轉化成三維甚至思維,使城市景觀規劃“有血有肉”,有鮮活、有生命。

此外,數字景觀在文化遺産建築的保護和研究上也發揮著重要的作用。“以往對於江南私家園林的研究主要停留在二維階段,通過拍照和手繪的方式對其進行記錄和資料保存。但這種方式帶有主觀性並常有誤差,也不適合於空間環境高度複雜的園林假山。”南京林業大學風景園林學院教授、博士生導師張青萍介紹,假山處在園林空間中,由於其形體高度複雜,且受制于相連植物等環境要素的影響,所以很難全面地獲取到完整的數據。

目前,三維數字化技術已成功運用於江南私家園林的研究之中。通過三維測繪和鐳射掃描等技術,建立精確的園林假山3D模型。同時,針對假山的形變紋理進行採集,可以極大地提高測繪效率與精度。“如何進一步有效處理植物葉片等影響因素,並在假山3D模型上加入材質和色彩等資訊,將是我們未來對傳統假山進行數字技術研究的一個方向。”張青萍説。

舊貌換新顏“實時呈現”,

空間變得有生命

“數字技術是保障,讓我們的設計更加精準,擺脫對經驗的依賴。我們更多地運用規律,去探索問題,這是數字技術給我們最大的幫助。”由成玉寧教授主導的東南大學數字景觀實驗室(江蘇省城鄉與景觀數字技術工程中心)是我國首個專業實驗室,東南大學在數字景觀領域開展了研究、實踐與教學將近20年,數字技術在景觀規劃設計、施工與管控領域中有著許許多多的神奇應用。

在江蘇省城鄉與景觀數字技術工程中心,大幅弧形螢幕上,正演示深圳城市景觀設計的今昔對比,隨著鏡頭的移動,深圳“實時”舊貌換新顏。“這是一段道路的航拍鏡頭,我們採集後加上虛擬的完工道路效果圖,新舊呈現一目了然。”成玉寧解釋説,這是景園互動式設計的三維實時呈現平臺。城市是一個有機的生態體系,點線面只描述了一個靜態的、平面的、二維的形象。在三維狀態下,我們可以更加直觀地編輯三維模型來實現對三維和二維資訊的處理。

戴上一副超酷的VR墨鏡,“徜徉”在景觀中,身體的各項數據會被採集。“舒張壓、血流量、腦電圖……這些數據會真實反映你對景觀的感受。”《科技週刊》記者了解到,根據大多數人的真實反饋,設計者們會再次對方案進行修訂。

“城市不是那麼簡單,不是平面的,也不僅僅是立體的,而是一個活的、有生命的、可持續的過程。數字技術通過多目標多維度建構起邏輯的框架,並且把多變數整合在其間,輔助我們人工判斷和決策,把多系統之間的協同、全生命週期的條件考慮進去,讓系統協同工作,成為我們考量的最主要的因素,避免了單一問題的誤判。”成玉寧説。

如今,數字化的手段越來越多樣,以“數字孿生”為代表的數字技術已經與越來越多的傳統行業實現深度融合應用,大放異彩。通過設計工具、倣真工具、物聯網、虛擬現實等各種數字化手段,我們可極大提升城市建設與運營的效率。未來,“數字孿生城市”將成為主流。

成玉寧介紹,隨著大數據、雲霧計算等基礎設施的不斷完善,人工智慧、物聯網等數字孿生體能使技術不斷進步,深度學習演算法體系和通用演算法包的逐步成熟,基於數字孿生體技術應用的“數字孿生建築”發展迎來了絕佳機遇。未來的“數字孿生建築”應該是自學習、會思考,可以與人自然地溝通和交互的智慧化建築,具有對各種場景的自適應能力,並且作為“數字孿生城市”的一部分,可以在更高的結構層次上高度互聯。

(責任編輯:王永超)
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來源:新華日報2021-10-27 15:15:26
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