数字景观,对城市规划师和未来城市意味着什么

来源:新华日报 2021-10-27 15:15:26

日前,第五届数字景观国际研讨会在东南大学召开。置身于日新月异的社会环境中,人工智能(AI)、虚拟现实(VR)、参数化、物联网等数字技术为城市和风景园林规划设计从科学与艺术两个方面带来新的可能性:比如,科学的评价与规划、新的设计语言和构造工艺、新的设计思想和新的设计理论。

那数字景观的技术原理是什么?它是如何让城市在理想和现实中无缝切换的?未来,我们会看到怎样的城市或风景园林景观?《科技周刊》记者采访到我省建筑领域权威设计专家。

数字景观的时代来了

数字景观是借助计算机技术,综合运用3S技术、物联传感、人工智能、虚拟现实等数字技术,对景观环境信息进行采集、评价、辅助规划设计、模拟再现直至施工、管控全过程。全生命周期、调控景观环境,高质量地服务人的生活,创造出超越传统、超乎感性的新型景观。

“数字景观研究与实践是‘数字中国’国家战略的重要组成部分,也是风景园林学科的前沿领域,具有广阔的发展前景。”东南大学建筑学院教授成玉宁表示,日常生活中,从国土空间规划到建成环境绿地系统、风景环境等,传统平面设计图并不能呈现最终的三维立体效果,而数字景观技术破了这个难题。

他介绍,数字景观应用在城市园林景观设计中,不仅可减轻设计人员的劳动强度、缩短设计周期、提高设计准确性和工程质量要求,而且通常情况下,设计者会通过交互式的设计环境深入研究方案的效果、造价,甚至随着时间的变化,进一步强化了设计方案被决策者、工程人员以及公众感知与理解。“数字景观技术进行场地环境分析评判,并通过网络平台不仅可以进入到虚拟项目的场地内部,更能够通过定量的方法全面认知项目与环境条件。”

在成玉宁看来,城市园林景观设计中运用数字景观技术是必然趋势。“与传统风景园林设计思维相比,数字景观技术突破了传统时空维度的限制,应该是一种相对规划设计更为全面的表达。”“未来应用数字景观技术能够全尺度地辅助景观规划设计,现代科技能够将风景园林的生态、空间、功能与文脉有机统一,促进风景园林科学与艺术发生质的飞跃。”“运用数字景观方法的规划设计和管控不仅高效,而且减少了人工误判的概率,提升景观规划设计的精准性。”

可进入的沉浸式场景和丰富的数据是数字景观得天独厚的优势。“数字景观的分析评价设计过程,不仅实现了‘数据流’的无缝衔接,而且也实现了数据化与可视化的交互与切换,从而可以更加便捷地通过调整数据实现对设计方案的优化与比选,甚至虚拟现实场景以及演变过程。”成玉宁说,借助于现代穿戴式设备、裸眼3D技术,可以实现三维仿真状态下的交互式设计,极大地提升风景园林设计的精准性、交互性。比较传统规划设计采用的经验与类比,数字时代景观设计思维突破了人脑的局限性,也突破了对经验的依赖性。

时至今日,数字景观方法与技术密切深入到风景园林研究、设计、建设与管控全过程,并在低影响开发与生态安全、海绵城市的实践与绩效、数字景观与可持续研究等领域产生了深远影响。

数字技术成就行业进步,

保护文化遗产

在东南大学建筑学院举办的数字景观国际研讨会上,成玉宁以《蓝绿空间融合发展规划》为题,探讨城市存量发展模式下,建成环境蓝绿空间结构的统筹规划和生态系统提质增效的新范式。在演讲中,他多次强调,蓝绿空间协调发展,是提升改善城市生态环境质量的主要抓手,是城市人居环境高质量发展的关键。

“蓝,指的就是蓝色的水体,绿,指的就是城市绿化。南京市蓝色水体占比为11.4%,绿化占比为38%,两者相加得出南京的蓝绿空间为49.4%,接近50%,所以南京人可以自豪地向世界宣布南京‘山水城林’,自然本土优美。”成玉宁说,论坛上的研究,不只是来讨论量的问题,而是在量一定的情况下,如何让蓝色和绿色的空间更好地协同发展,更好地服务人居环境。

“数字技术早已不是概念,它已经实实在在地推动辅助景观行业进步。”成玉宁说,数字技术就是在探讨蓝绿空间融合发展中如何摆脱对传统经验的依赖,就是将传统的二维绿地系统规划转化成三维甚至思维,使城市景观规划“有血有肉”,有鲜活、有生命。

此外,数字景观在文化遗产建筑的保护和研究上也发挥着重要的作用。“以往对于江南私家园林的研究主要停留在二维阶段,通过拍照和手绘的方式对其进行记录和资料保存。但这种方式带有主观性并常有误差,也不适合于空间环境高度复杂的园林假山。”南京林业大学风景园林学院教授、博士生导师张青萍介绍,假山处在园林空间中,由于其形体高度复杂,且受制于相连植物等环境要素的影响,所以很难全面地获取到完整的数据。

目前,三维数字化技术已成功运用于江南私家园林的研究之中。通过三维测绘和激光扫描等技术,建立精确的园林假山3D模型。同时,针对假山的形变纹理进行采集,可以极大地提高测绘效率与精度。“如何进一步有效处理植物叶片等影响因素,并在假山3D模型上加入材质和色彩等信息,将是我们未来对传统假山进行数字技术研究的一个方向。”张青萍说。

旧貌换新颜“实时呈现”,

空间变得有生命

“数字技术是保障,让我们的设计更加精准,摆脱对经验的依赖。我们更多地运用规律,去探索问题,这是数字技术给我们最大的帮助。”由成玉宁教授主导的东南大学数字景观实验室(江苏省城乡与景观数字技术工程中心)是我国首个专业实验室,东南大学在数字景观领域开展了研究、实践与教学将近20年,数字技术在景观规划设计、施工与管控领域中有着许许多多的神奇应用。

在江苏省城乡与景观数字技术工程中心,大幅弧形屏幕上,正演示深圳城市景观设计的今昔对比,随着镜头的移动,深圳“实时”旧貌换新颜。“这是一段道路的航拍镜头,我们采集后加上虚拟的完工道路效果图,新旧呈现一目了然。”成玉宁解释说,这是景园交互式设计的三维实时呈现平台。城市是一个有机的生态体系,点线面只描述了一个静态的、平面的、二维的形象。在三维状态下,我们可以更加直观地编辑三维模型来实现对三维和二维信息的处理。

戴上一副超酷的VR墨镜,“徜徉”在景观中,身体的各项数据会被采集。“舒张压、血流量、脑电图……这些数据会真实反映你对景观的感受。”《科技周刊》记者了解到,根据大多数人的真实反馈,设计者们会再次对方案进行修订。

“城市不是那么简单,不是平面的,也不仅仅是立体的,而是一个活的、有生命的、可持续的过程。数字技术通过多目标多维度建构起逻辑的框架,并且把多变量整合在其间,辅助我们人工判断和决策,把多系统之间的协同、全生命周期的条件考虑进去,让系统协同工作,成为我们考量的最主要的因素,避免了单一问题的误判。”成玉宁说。

如今,数字化的手段越来越多样,以“数字孪生”为代表的数字技术已经与越来越多的传统行业实现深度融合应用,大放异彩。通过设计工具、仿真工具、物联网、虚拟现实等各种数字化手段,我们可极大提升城市建设与运营的效率。未来,“数字孪生城市”将成为主流。

成玉宁介绍,随着大数据、云雾计算等基础设施的不断完善,人工智能、物联网等数字孪生体能使技术不断进步,深度学习算法体系和通用算法包的逐步成熟,基于数字孪生体技术应用的“数字孪生建筑”发展迎来了绝佳机遇。未来的“数字孪生建筑”应该是自学习、会思考,可以与人自然地沟通和交互的智慧化建筑,具有对各种场景的自适应能力,并且作为“数字孪生城市”的一部分,可以在更高的结构层次上高度互联。

(责任编辑:王永超)
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来源:新华日报2021-10-27 15:15:26
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