计算机辅助技术在园林景观工程规划管理设计中的应用研究——以藁城区兴华公园为例

本文是一篇工程管理论文，本文将应用于景观规划设计的计算机辅助各种技术作为一个整体、系统来研究和分析，又把整个园林景观设计作为整体分解到各个步骤，各个方面分别论述，再在所有分述的基础上进行综合和汇总，使得对本文研究课题有更全面的认识、更深入的理解。

1 引言

1.1 研究背景和研究意义
1.1.1 研究背景
园林景观的概念比较悠久，在计算机未出现之前就存在了，比如西方的宫廷园林景观，中国的古典园林，但是以前景观设计师们的工作只能依靠纸和笔来完成，工作效率很低，而且更多的时候只能表达一些有限思想，还不能完全传递和表达给其他人。一方面，随着科学技术的进步和发展，景观设计师们逐渐从原始和低效率的工具和劳动中解放出来，特别是计算机技术的飞速发展，硬件的效能和软件的快速更新迭代，园林景观工程设计也逐渐的摆脱了纸和笔的束缚，特别是绘图软件技术的出现，设计师的工作方法和效率有了根本性的突破，从繁重的绘图任务中解脱出来。另一方面，随着经济社会的高速发展，环境问题也越来越突出，无论是国家还是个人，人们对园林景观的期待和重视，都达到了前所未有的高度，国家先后制定了园林城市和园林县城的标准，现在又升级要求建造生态园林城市，在全国范围内鼓励和支持建造城市园林景观带，绿廊绿道等，满足人们更喜欢绿色，青山绿水的诉求。这些都为园林景观的大发展奠定坚实了基础。近年来，计算机辅助技术有了长足进步，已有的辅助技术和平台都更加优化，有些更是成为了园林景观设计的专用技术，像草图大师。同时像地理信息系统这样的高效、高能系统，也被用于园林景观工程规划设计，传统制图软件 CAD 加强了自身功能，增加了对园林景观设计的支持。这些计算机辅助技术的发展，无疑给景观设计师们带来了不一样的感觉，只要能很好的驾驭这些技术，可以创造出更加不一样的景观设计，而与以前相比，更加高效，内容也更加丰富，同时由于网络平台的搭建，可以分享全世界的设计思想和风格，不再拘泥于一时一地，真正的具有世界视野，能够提供更加新颖和多样化的景观设计，满足不同人群的审美需要。但是，就我国园林景观规划设计现状而言，对计算机辅助技术的应用和再开发深度和广度还是有所欠缺，还停留在计算机就是辅助制图工具的认识中和使用阶段，CAD 等传统辅助技术用的多，而且二次开发不够，地理信息系统和虚拟现实等用的不够多，下一步应该加强这方面的应用，促进我国的园林景观设计水平上一个新的台阶。
........................

1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
国外计算机辅助技术出现较早，发展比较快，在工业、航天、军事、教育等领域都有广泛的应用。就规划设计领域而言，在建筑设计、工业设计、城市规划方面的使用早已经很成熟，并且有一套十分规范化的程序和标准。园林景观规划设计方面相对上面的领域，发展的不是很成熟完善。
在虚拟现实方面的发展方面，日本一直处于优势领先地位，尤其是在游戏领域，把生活的元素和场景甚至是生活和工作方式等，利用虚拟现实技术渗透到游戏里去，例如虚拟人生等游戏，人们可以在虚拟环境里扮演自己的角色，但是确实有“真实”的感觉。就景观设计而言，可以通过技术，把现实中真实存在的场景植物带到虚拟世界。人机交互交流和虚拟场景真实再现方面是东京大学对实用计算机辅助技术的研究重点；信息技术对园林景观工程设计的影响已逐渐为人们所重视。在日本政府倡导的国营公园规划设计和建设中，计算机辅助技术效率高、智能化的优势发挥了巨大的作用，利用二维平面软件、三维建模平台与 GIS 技术的整合，已经形成了良性循环上升趋势。
美国当代对计算机辅助影响下的园林景观工程设计投入的关注程度可谓空前绝后，要求人们重新审视当代的园林景观工程设计，更多的把景观的营造和表达看做是计算机技术的产物，或者是科学和技术的结合，提倡打破原有设计的束缚，更多的利用计算机辅助技术，营造大景观概念，特别是传统设计软件和平台与最新的地理信息系统的结合，原来的一些概念性的效果图，终于可以通过这个系统转化为矢量图，进而得出大量的分析数据，使得景观设计师们脑海里的或美好、或雄伟、或新奇的创意场景，有了更加科学和可靠的支撑，同时使得原来设想和期望的一城甚至是一域的整体大景观格局和规划设计也有实现的可能。“数字地球”(Digital Earth)的概念，早在 19 世纪 90 年代，时任美国副总统的戈尔先生就已经提出来了，促使我们认识到信息时代的来临，数字化越来越多的走进我们的工作和生活中，计算机辅助作为信息技术的重要分支和应用，除上面提及的一些产业，进一步扩展他的应用领域，医疗、农业、交通、办公、矿业等等，在景观设计方面，应用的深度和广度不断加强和扩展。NASA 美国国家航天局，就利用虚拟空间技术，模拟空间站，可以对宇航员和许多外空间实验做预先分析和预测。
.........................

2 园林景观与计算机辅助技术相关基础理论

2.1 园林景观规划设计与计算机辅助技术
2.1.1 园林景观规划设计
园林景观设计由于其复杂性和多元性，在学术界一直没有一个比较统一和权威的定义，景观本身具有地理性和生态型双重属性，从地理方面理解，更多的关注地形、地貌等整个景观的宏观构造和组成；从生态角度来看，更多关注景观的植物与非植物的搭配和关系，更愿意把景观作为一个自我循环的生态体系看待；在此基础上园林景观规划设计被认为是“土地及土地上的空间和物体所构成的综合体。它是复杂的自然过程和人类活动在大地上的烙印；园林景观工程是多种功能（过程）的载体，因而可以理解和表现为：风景，视觉审美过程的对象；栖息地，人类生活其中的空间和环境；生态系统，一个具有结构和功能、具有内在和外在联系的有机系统；符号，一种记载人类过去、表达希望和理想，赖以认同和寄托的语言和精神空间。”等多种角度的定义“园林景观工程”在英文中为“landscape”，体现视觉美学方面的含义，与“风景”（scenery）具有相同的意义。这个涵义也被文学艺术界和广大景观设计师们所认可。
园林景观工程设计学是对园林景观工程的分析、规划布局、设计、改造、管理、保护和恢复的科学和艺术。建立在艺术美学和自然科学基础之上，是他们的结合产物。对土地的因地制宜的利用，是园林景观规划设计的关键所在，对土地、地形、地貌等进行科学和艺术美学的规划、利用、分析，得出完美的解决方案，打造更加符合人们审美需求和生态要求的活动空间。园林景观工程美学、、园林景观工程形态学、园林景观工程生态学、园林景观工程心理学、园林景观工程社会学、园林景观工程行为学、园林景观工程生物学、园林景观工程地理学、园林景观工程旅游学都是园林景观学的重要组成部分，正是这种交叉性，多维角度的特性，使得园林景观学具有丰富的内涵和更多的外延性。
.......................

2.2 园林景观规划设计思维和表达方式的演进
园林景观规划设计思维、表现方式根据其实际情况，可以分为以下几个历史阶段：
（1）文字描述阶段
语言和文字是传统园林景观设计运用的主要形式，传达工程实践和设计者的设计意图。在很长一段历史时期，许多优秀的园林景观工程都是以这种方式建成的。但是，就当今时代而言，用语言和文字来设计和指导园林施工已经成为一种低效不合时宜的方法，成为历史。因为在时间和空间上景观设计都有一定的复杂性、不确定性，而对于今天的科技发达的社会来说，单纯依靠语言和文字来描述和表达景观规划设计是不够准确的，不够全面的、效率也是低下的。总之，无论是中国古代的古典园林，还是西方的庭院式景观都在很长一段时间以文字语言运用的方式进行景观设计，给我们留下宝贵的思想和美学遗产，但不适于当今的园林景观设计实践。
（2）手绘图阶段
手绘作为景观设计师设计概念和方案表达的基本形式，主要分为素描和正图两种。保存和阐释灵感的一个非常重要的方法就是手绘草图，景观设计师将拥有大量的随意性创意，通过简单的手绘表达，从而构建出景观设计的意向原型。手绘作为当前景观设计师的基本技能，虽然也存在精度比较低，工作效率不高的缺点，但由于其美术艺术价值较高，还是被绝大部分景观设计师所青睐，被当做设计能力的一种体现，具有他自己的独特魅力，在现代景观设计中仍然被大量使用。
（3）沙盘模拟阶段
沙盘模拟阶段是园林景观设计发展过程的一个重要阶段，也是为了对手绘图纸进行立体展示的方法，它可以记录设计师的灵感，运用沙盘模型,可以让人看到完成后的景观效果,能够充分表达设计师的灵感和创意,让人更容易接近与体验,多个角度看景观设计的效果,设计师还可以借助沙盘对景观设计的最终表达进行观察和分析，发现在手绘图上难以察觉的错误,帮助他们完善自己的设计，然而，沙盘模型无法实现环境“沉浸式”体验，表达上的真实性也不强。
.........................
3 虚拟现实技术辅助园林景观规划设计.......................13
3.1 虚拟现实技术的基本概念........................13
3.1.1 虚拟现实技术的定义....................13
3.1.2 虚拟现实的特性.......................13
4 虚拟现实技术辅助园林规划设计的相关软件..........................20
4.1 园林景观设计中虚拟现实建模软件的比较........................20
4.2 草图大师建模优点.......................20
5 计算机辅助技术在石家庄市藁城区兴华公园园林景观工程设计中的应用.................28
5.1 计算机辅助在兴华公园园林景观设计资料收集与分析中的应用.........................28
5.1.1 区域概况.........................28
5.1.2 历史文脉情况..................29

5 计算机辅助技术在石家庄市藁城区兴华公园园林景观工程设计中的应用

5.1 计算机辅助在兴华公园园林景观设计资料收集与分析中的应用
5.1.1 区域概况
藁城地处河北省西南部，省会石家庄市东侧。境域在东经 114°39′～114°59′，北纬 37°51′～38°18′之间。辖区总面积 836 平方公里。北邻新乐市，南接赵县境，东与晋州市相连，西与石家庄市、正定县搭界，东北与无极市接壤，西南与栾城区毗邻;西距石家庄市 31 公里，北至首都北京 264 公里。

.......................

6 结论与展望

6.1 结论
(1)扩展了园林景观设计的外延
一方面，计算机辅助技术和平台的发展，使得景观设计师，可以获得原来只是想像中的虚拟场景，激发设计师的灵感；在虚拟现实场景中，景观设计师可以把各种景观要素进行组合，从而创作出更多不同与以往设计风格的园林景观，使得当代景观设计类型突破原有的所谓中国古典、西方宫廷园林。
另一方面，计算机辅助技术是当今信息时代、网络平台的产物，以计算机辅助技术和平台为主要创作手段的当代园林景观设计，具有开放和共享的特质，透过网络平台，可以借鉴各种各样的创作思路、作品类型，自然容易产生新的景观思想和意向。
(2）增添了景观规划设计内容。
计算机辅助从根本上改变了园林景观工程规划设计的方式方法和过程。强大的辅助功能，特别是地理信息系统（GIS）应用于该领域，使得公园等景观设计可以真正的摆脱原有的固定模式和俗套，因为 GIS 强大的数据分析和建模能力，设计师们在设计初期的资料分析和景观定位中就可以随心所欲，他可以给不同的项目分析，高效而精确的给出分析结果，让景观设计成为严谨科学和审美艺术的完美结合。使得景观设计师摆脱过去大量的资料收集和分析的工作，可以更好的进行创作。
（3）保证了园林景观工程规划设计的质量。
计算机辅助技术，特别是其中的虚拟现实平台，可以给用户提供美轮美奂的虚拟景观和身临其境的体验感，在与虚拟场景进行交互的过程中，景观设计师可以发现自己的作品的瑕疵或者与自己的设计意图不一致的地方，及时更改和完善。计算机辅助的平面软件，可以精确得出景观施工图，在实际工程施工中，可以做到按图、按标准造景，这样确保实际结果与设计效果一致，提高了景观的品质。
参考文献（略）