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科普 风景园林信息模型及其应用

发布日期:2021-06-09 01:20   来源:未知   阅读:

  为进一步贯彻全民科普素质行动纲要,落实中国科协科普工作有关要求,增强公众科学素质、促进科学成果共享,推动风景园林科普工作有序开展。中国风景园林学会微信公众号开通科普专栏,定期推送科普文章,持续普及风景园林科学知识,不断提升风景园林社会影响。本期推出清华大学郭湧助理教授的《风景园林信息模型及其应用》一文。

  风景园林信息模型(Landscape Information Modeling)是风景园林行业信息化发展的重要路径。随着社会经济进入高质量内涵式发展的阶段,风景园林事业需要与时俱进的技术体系以便开展高质量实践满足新的市场需求,以及提供数字化成果满足新信息技术条件下面向智能化和智慧化的治理要求。因此,探索并推广LIM的行业应用具有重要意义。

  风景园林信息模型(Landscape Information Modeling,LIM)是创建并利用数字化模型对风景园林工程项目的设计、建造和运营全过程进行管理和优化的过程、方法和技术118图库

  LIM是建筑信息模型(BIM)针对风景园林对象,面向风景园林条件和要求的应用,其载体是数字3维模型;其对象以工程项目为主;其发挥作用的范畴包括规划设计、建造和运营,即项目的“生命周期”;其作用的重点在于依托数据和信息进行管理和优化;其内涵不仅是一种构建数字模型的技术,而且是应用技术的方法体系和实施方法体系的过程。

  在我国的建筑建造行业信息化进程和治理手段信息化的双重背景下,风景园林信息模型的发展具有双重内涵:促进风景园林行业信息化实践,以及向CIM(城市信息模型)和TIM(国土信息模型)贡献风景园林实践的信息化成果。

  在行业实践中应用LIM,需要构建体系化的技术应用构架,包括应用场景、应用技术和实施框架,这三方面的要素互相支撑,LIM的技术优势才能充分体现。

  应用场景来自于风景园林实践的内涵和外延,反映了LIM的专业性特点,例如:项目管理、场地研究、规划设计、深化设计、方案模拟、工程管理、自动施工、苗木物流、运维管理、智慧园林等。应用场景提出技术应用的需求,决定了应用技术的内容、方法和标准。

  应用技术来自科技发展的成果,反映了信息化发展的进展,例如:先进测绘技术、大数据的处理与分析技术、计算机图形处理技术、物联网技术等。应用技术的发展为应用场景的创新提供动力。二者彼此促进,推动LIM技术应用体系的发展和创新。

  实施框架则是构建LIM技术应用体系的总体构架,支撑应用场景的实现并容纳应用技术的内容,是LIM成为独立完整技术体系的关键。LIM实施框架具有多层级的特点,其基层是项目组层级,中心层级是企业层级,主体层级是行业层级。行业层级的实施框架主要包括LIM标准体系,LIM共享资源库、LIM知识库和LIM实施协调机制。LIM标准是行业层级实施框架的重点。在其基础上可构建为行业服务的资源库和知识库,如统一数据标准下的产品信息模型库、苗木信息模型库、技术培训资源等,作为LIM产业化持续发展的支撑。LIM实施协调机制为企业提供培训和咨询,代表行业进行技术交流和规则制定,支持和推广LIM应用,并推动LIM在CIM/TIM实践环境中充分发挥专业作用。

  风景园林行业实践通过应用LIM可以获得“新质”实践能力,依托信息技术来优化和创新实践内容,提升实践的质量和效率,扩展实践范畴。

  LIM为规划设计赋能。LIM模型融合数据,淬炼信息,为规划决策和方案设计提供分析依据;LIM模型与计算机仿真模拟相结合,为方案的评估提供科学依据,从而优化方案的合理性和专业性;以LIM模型为载体,更容易在项目实践中实现多专业的数据交互和互操作,为多专业紧密协作提供可靠的技术途径,从而提升风景园林师应对复杂问题能力。例如,以Autodesk Civil 3D为工具,风景园林师可以将地理信息、测绘数据、摄影测量数据等进行多源数据融合,构建精细的现状地形数字地面模型(DTM),作为规划设计基础。在精细的DTM基础上,与规划设计对象相关的地形地貌、地表径流、水文水动力、空气动力、日照与阴影等设计条件可以通过数值模拟进行动态分析,为规划设计方案提供依据。包括硬景和软景方案在内的Autodesk Revit模型不仅可以通过可视化工具进行高效率的方案表现,还可以导出不同格式的数字交付成果,通过计算机仿真模拟进行方案影响评估。针对评估结果,以参数化方式进行方案的优化调整,并形成最终的成果。上述的过程形成了基于LIM的规划设计工作流。其中不同要素的计算机仿真模拟结果,可以由多专业合作团队输入到工作流,支撑规划设计工作。这种LIM工作流应用于风景园林规划设计的日常工作,将带来规划设计的“新质”实践能力。

  除此以外,LIM应用于工程建造,可以实现“未建先见”的数字建造效果,优化工程质量、成本、进度、安全等方面的工程管理;LIM模型与GIS进行信息整合,通过云计算服务应用于自动控制机械,在地形塑造、苗木物流、定植与养护等方面可以形成明显的效率优势。这些面向风景园林智能建造的应用将形成风景园林工程的“新质”实践能力。LIM还可以为城市信息模型和国土信息模型提供行业信息,为风景园林的信息化管理和治理赋能。

  LIM应用正在快速发展,但是行业应用的规模尚小,相关技术应用尚未能普及。究其原因,主要有三个方面:LIM的工具体系不完善;掌握LIM知识和应用能力的专业人员队伍规模过小,人才储备不足;对LIM应用的价值未有充分认知,缺乏推动应用的坚决决心。

  针对这些问题,学会、企业、高校等应发挥各自优势,共同推动LIM的应用,增加投入集中力量进行技术攻关,解决影响技术应用的关键问题;出台措施鼓励应用,打消顾虑,提升新技术应用的信心;加强人才培养和业务培训,充实专业队伍的新技术应用能力;多方合作尽快推出优秀示范项目,并进行应用效果评估和经验总结,树立标杆加强推广。事在人为,相信很快LIM应用的局面就会打开。

  注:图一作者: Andreas Luka, 郭湧;图二作者: 郭湧,Andreas Luka; 图三作者:北京市通州区园林绿化局,清华大学建筑学院景观学系,北京甲板智慧科技有限公司

  郭湧,清华大学建筑学院景观学系助理教授。主要研究方向为风景园林技术科学,风景园林信息模型,风景园林智能建造,智慧城市-智慧园林。