陳 明 戴 菲

CHEN Ming DAI Fei*

（華中科技大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院；湖北省城鎮(zhèn)化工程技術(shù)研究中心，武漢 430074）

( School of Architecture & Urban Planning, Huazhong University of Science and Technology; Hubei Engineering and Technology Research Center of Urbanization, Wuhan, China, 430074 )

信息化時(shí)代背景下，數(shù)字技術(shù)給風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)帶來客觀、理性的分析，風(fēng)景園林教育步入數(shù)字化時(shí)代，各大高校正如火如荼地開展數(shù)字景觀教學(xué)。為了提升專業(yè)型碩士研究生的分析與技術(shù)應(yīng)用能力，培養(yǎng)面向行業(yè)、應(yīng)用、實(shí)踐的高層次人才，華中科技大學(xué)景觀學(xué)系從數(shù)據(jù)調(diào)研與采集、分析與評(píng)價(jià)、可視化與模擬三個(gè)模塊構(gòu)建了“風(fēng)景園林研究生專業(yè)實(shí)驗(yàn)”課程內(nèi)容框架。數(shù)據(jù)調(diào)研與采集通過遙感解譯與無人機(jī)航拍航測(cè)，獲取場(chǎng)地信息、高分辨率圖像等數(shù)據(jù)，成為后續(xù)許多分析評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。分析與評(píng)價(jià)主要依托GIS平臺(tái)，從空間分析、網(wǎng)絡(luò)分析、模型構(gòu)建器的使用，授予主流分析方法?？梢暬c模擬則提供計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的運(yùn)算能力，支撐規(guī)劃設(shè)計(jì)方案的生成。上述課程內(nèi)容框架實(shí)現(xiàn)景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)全周期的工作流程，對(duì)提高學(xué)生的專業(yè)技術(shù)能力、解決實(shí)際問題能力具有較大的促進(jìn)作用。

數(shù)字景觀；風(fēng)景園林；教學(xué)改革；課程內(nèi)容框架；專業(yè)實(shí)踐

信息化時(shí)代背景下，風(fēng)景園林行業(yè)越來越重視運(yùn)用量化分析方法，提高規(guī)劃設(shè)計(jì)方案的合理性、客觀性與科學(xué)性。依托3S技術(shù)、參數(shù)化建模、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)等數(shù)字技術(shù)，數(shù)字景觀應(yīng)運(yùn)而生，成為當(dāng)下風(fēng)景園林領(lǐng)域的熱點(diǎn)之一。

數(shù)字景觀在國(guó)際上的研究呈多樣化，網(wǎng)絡(luò)體系完整[1]，伴隨著該領(lǐng)域的興起，風(fēng)景園林教育也已步入數(shù)字化時(shí)代[2]，數(shù)字景觀在教學(xué)中的應(yīng)用正如火如荼地展開，近幾年在國(guó)內(nèi)外不少高校中已有部分課程建設(shè)成果。德國(guó)安哈爾特應(yīng)用技術(shù)大學(xué)（Anhalt University of Applied Sciences）是國(guó)外較具代表性的高校，并以此連續(xù)舉辦了多屆國(guó)際數(shù)字景觀大會(huì)[3]。歐美的其他高校，例如哈佛大學(xué)（Harvard University）、英國(guó)建筑聯(lián)盟學(xué)院（Architectural Association School of Architecture）、荷蘭貝爾拉格學(xué)院（The Berlage Institute）等學(xué)校也均有開設(shè)數(shù)字景觀相關(guān)課程[4]。國(guó)內(nèi)以東南大學(xué)為代表，率先開展數(shù)字景觀教學(xué)，并建立起較完善的教學(xué)體系、課程平臺(tái)與教學(xué)方法[4]。同濟(jì)大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、重慶大學(xué)等國(guó)內(nèi)高校也在數(shù)字景觀教學(xué)上做了探索[5-7]。雖然眾多高校開展了數(shù)字景觀的教學(xué)，但相關(guān)的教研研究主要圍繞某一高校風(fēng)景園林專業(yè)的整體教學(xué)體系[8-9]，或某一數(shù)字技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用[10-11]。關(guān)于數(shù)字景觀全流程、一體化的課程建設(shè)需要系統(tǒng)地整合，從而為培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)全過程所需的數(shù)字技術(shù)能力提供良好的支撐平臺(tái)。

華中科技大學(xué)（以下簡(jiǎn)稱華中大）開設(shè)的“風(fēng)景園林研究生專業(yè)實(shí)驗(yàn)”（以下簡(jiǎn)稱“專業(yè)實(shí)驗(yàn)”）是一門依托“雙一流”建設(shè)的高水平實(shí)驗(yàn)課程，針對(duì)風(fēng)景園林專業(yè)型碩士研究生開展數(shù)字景觀教學(xué)。該課程的培養(yǎng)注重行業(yè)引領(lǐng)性、技術(shù)創(chuàng)新性與實(shí)踐適用性，從規(guī)劃設(shè)計(jì)的場(chǎng)地信息獲取、數(shù)據(jù)分析評(píng)價(jià)、可視化與模擬表達(dá)等方面，提供景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)全周期的數(shù)字技術(shù)教學(xué)，并為其他設(shè)計(jì)課程提供技術(shù)支撐，帶來顯著的教學(xué)成效。

1 課程概況

1.1 課程建設(shè)背景

為適應(yīng)“雙一流”建設(shè)，華中大自上而下重新規(guī)劃專業(yè)學(xué)位的課程內(nèi)容框架，統(tǒng)籌各學(xué)院、學(xué)科專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革，于2016年啟動(dòng)了第一期專業(yè)實(shí)驗(yàn)的建設(shè)工作，風(fēng)景園林是其中專業(yè)之一。從2017年秋季學(xué)期至2021年，景觀學(xué)系已連續(xù)開設(shè)“專業(yè)實(shí)驗(yàn)”課程5年。據(jù)調(diào)查，近些年招收的專業(yè)型碩士研究生中，其本科專業(yè)49.2%為風(fēng)景園林，22.2%為園林專業(yè)，環(huán)境藝術(shù)專業(yè)占12.7%，還有少部分為人文地理、城市規(guī)劃、旅游管理等專業(yè)。在本科期間，60.3%的同學(xué)未接受數(shù)字景觀相關(guān)教育，34.9%的同學(xué)僅接觸過一點(diǎn)點(diǎn)相關(guān)知識(shí)（圖1）。因此，實(shí)驗(yàn)課程提供了從基礎(chǔ)到深入的知識(shí)體系，滿足不同層面學(xué)生的需求。

圖1 2017 - 2021年華中大風(fēng)景園林專業(yè)碩士研究生專業(yè)本底及學(xué)情分析Fig.1 The professional background and academic situation of master's degree students majoring in landscape architecture of HUST from 2017 to 2021

學(xué)?！半p一流”建設(shè)以人才培養(yǎng)為核心，其核心目標(biāo)為建設(shè)為世界一流大學(xué)，著力一流人才培養(yǎng)，培養(yǎng)具有社會(huì)責(zé)任感、創(chuàng)新意識(shí)、工匠精神、技術(shù)扎實(shí)的專門人才。因此，數(shù)字技術(shù)是風(fēng)景園林學(xué)科建設(shè)與人才培養(yǎng)的關(guān)鍵抓手。在教育教學(xué)中，數(shù)字景觀對(duì)培養(yǎng)面向行業(yè)、面向應(yīng)用、面向?qū)嵺`的高層次人才具有重要的地位，通過“高起點(diǎn)、創(chuàng)新性、行業(yè)性、專業(yè)化”的建設(shè)方法，以及實(shí)驗(yàn)結(jié)合應(yīng)用的途徑，實(shí)現(xiàn)人才培養(yǎng)。

1.2 教學(xué)改革的必要性

在教改以前，華中大數(shù)字景觀課程僅針對(duì)本科生開設(shè)，以單一軟件的講授為主，由于課時(shí)限制，往往僅能講授基礎(chǔ)知識(shí)，因此面臨著難以與實(shí)際應(yīng)用相關(guān)聯(lián)的問題。較弱的應(yīng)用性也難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，使得教學(xué)過程較為枯燥乏味。另一方面，隨著國(guó)內(nèi)對(duì)專業(yè)型人才需求的增加，開設(shè)一門數(shù)字景觀技術(shù)的實(shí)驗(yàn)課程，是解決學(xué)生從本科階段以認(rèn)知為主，轉(zhuǎn)換到研究生階段以實(shí)踐應(yīng)用為主的重要支撐。

從教育導(dǎo)向來看，在有限的課時(shí)中，無法精細(xì)地講解所有的相關(guān)技術(shù)知識(shí)，因此，課程以引導(dǎo)學(xué)生了解規(guī)劃設(shè)計(jì)全周期過程中所需的技術(shù)方法為導(dǎo)向，為學(xué)生開辟了一條數(shù)字景觀認(rèn)知的道路，以及較為核心的知識(shí)模塊。這也促進(jìn)了本課程的教學(xué)方法的改革，從單一講學(xué)轉(zhuǎn)向理論結(jié)合應(yīng)用、理論結(jié)合實(shí)踐。在課程中，不只是呈現(xiàn)技術(shù)結(jié)果，更重要的是指引學(xué)生認(rèn)知相應(yīng)的技術(shù)在風(fēng)景園林領(lǐng)域的應(yīng)用，并一步步地指導(dǎo)課堂的實(shí)際操作。

本課程的定位為高起點(diǎn)、高質(zhì)量，具體包含以下教學(xué)目標(biāo)。（1）提供風(fēng)景園林?jǐn)?shù)字技術(shù)的理論知識(shí)。課程介紹風(fēng)景園林領(lǐng)域經(jīng)典與前沿的數(shù)字技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)數(shù)字技術(shù)的興趣與探索能力，加強(qiáng)學(xué)生依托數(shù)字技術(shù)規(guī)劃設(shè)計(jì)的理論知識(shí)體系。（2）為研究型課程設(shè)計(jì)體系的打造提供指導(dǎo)。課程授予景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中，前沿技術(shù)的應(yīng)用方向與操作流程，及其如何與規(guī)劃設(shè)計(jì)相結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)規(guī)劃設(shè)計(jì)能力，為創(chuàng)新型規(guī)劃設(shè)計(jì)成果提供全方位技術(shù)支撐。（3）為景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)的實(shí)踐應(yīng)用提供支撐。課程講授的各種技術(shù)是在風(fēng)景園林學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)逐步興起，而且會(huì)引領(lǐng)今后發(fā)展的前沿技術(shù)，在實(shí)踐應(yīng)用中具有巨大的潛力，從而提高風(fēng)景園林專業(yè)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)與技術(shù)敏感性，培養(yǎng)科學(xué)技術(shù)與藝術(shù)創(chuàng)意融合的高素質(zhì)與技術(shù)引領(lǐng)型人才，帶動(dòng)行業(yè)的創(chuàng)新性發(fā)展。

通過本課程的學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生在多方向上受到本專業(yè)領(lǐng)域綜合和系統(tǒng)的創(chuàng)新訓(xùn)練，據(jù)此提高其總體職業(yè)技能和素養(yǎng)，對(duì)培養(yǎng)面向應(yīng)用實(shí)踐的專業(yè)型碩士研究生具有重大意義。

1.3 課程特色

（1）數(shù)字化技術(shù)貫穿設(shè)計(jì)全程。“專業(yè)實(shí)驗(yàn)”涵蓋了景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)全周期所需的數(shù)字化技術(shù)，對(duì)應(yīng)著涉及到的“調(diào)查、分析、方案生成”三個(gè)流程，納入了數(shù)據(jù)調(diào)研與采集、分析與評(píng)價(jià)、可視化與模擬三模塊。課程不是單一數(shù)字技術(shù)的應(yīng)用，也非軟件的簡(jiǎn)單集合，將常用或前沿的技術(shù)方法有機(jī)地結(jié)合起來，形成一套完善的數(shù)字景觀分析體系，提高課程的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

（2）“專業(yè)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)成果應(yīng)用于規(guī)劃設(shè)計(jì)課程?！皩I(yè)實(shí)驗(yàn)”設(shè)置在第一學(xué)期，可以與規(guī)劃設(shè)計(jì)課相銜接。其所教授的代表性分析方法為開設(shè)的4門風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)課程（Ⅰ～Ⅳ分別對(duì)應(yīng)景觀設(shè)計(jì)、景觀規(guī)劃、城市設(shè)計(jì)、綜合設(shè)計(jì)）提供相應(yīng)的技術(shù)支撐，形成科學(xué)合理的規(guī)劃與設(shè)計(jì)方案。

（3）數(shù)字技術(shù)與景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)案例相結(jié)合，可操作性強(qiáng)?！皩I(yè)實(shí)驗(yàn)”將理論講授與案例實(shí)踐相結(jié)合，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)各項(xiàng)數(shù)字化技術(shù)在風(fēng)景園林領(lǐng)域中應(yīng)用的認(rèn)知，而非簡(jiǎn)單地介紹各個(gè)軟件的操作流程；將上機(jī)演示與學(xué)生操作相結(jié)合，通過邊教邊學(xué)的方式，增加學(xué)生動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的吸收效果。

2 “專業(yè)實(shí)驗(yàn)”課程內(nèi)容框架

“專業(yè)實(shí)驗(yàn)”各個(gè)模塊之間相互銜接，構(gòu)筑一條無縫對(duì)接的課程鏈（表1、圖2）。從規(guī)劃設(shè)計(jì)的思維來看，前期的分析評(píng)價(jià)是指導(dǎo)中期方案設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，數(shù)據(jù)獲取更是基礎(chǔ)，而方案生成本身也可依托于數(shù)字技術(shù)進(jìn)行更加高效、多源的輸出。另一方面，根據(jù)風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)的一般過程及數(shù)字景觀技術(shù)在應(yīng)用中發(fā)揮的功能，可將其分為三大類——景觀信息采集技術(shù)、分析評(píng)估技術(shù)和模擬可視化技術(shù)[12]。

圖2 課程“知識(shí)模塊—知識(shí)要點(diǎn)”框架Fig.2 Framework of “knowledge module-key points of knowledge” in the course

表1 華中大數(shù)字景觀課程內(nèi)容框架Tab.1 Course framework of digital landscape

其中，“數(shù)據(jù)的調(diào)研與采集”基于風(fēng)景園林學(xué)科特點(diǎn)，以遙感影像解譯、無人機(jī)航拍、POI大數(shù)據(jù)等為主，從本學(xué)科經(jīng)常會(huì)涉及到的一些需求出發(fā)，制定教學(xué)內(nèi)容。例如進(jìn)行遙感影像的解譯，可以獲得植被、水體等不同地物的數(shù)據(jù)。借助高分辨率影像，還可進(jìn)一步劃分植被類型[13]。這些數(shù)據(jù)是進(jìn)行景觀格局分析、生態(tài)敏感性分析等疊加分析的先備數(shù)據(jù)。

“分析與評(píng)價(jià)”是數(shù)字景觀技術(shù)的核心所在，選取當(dāng)前具有較廣應(yīng)用價(jià)值的某些類型的分析方法，例如疊加分析、空間分析，作為主要教學(xué)內(nèi)容。鑒于地理信息系統(tǒng)（GIS）是風(fēng)景園林領(lǐng)域最主流的技術(shù)平臺(tái)之一，并且與其他平臺(tái)有著較好的交互銜接，因此，以此開展上述分析與評(píng)價(jià)。這些學(xué)習(xí)能指導(dǎo)學(xué)生將其應(yīng)用于相近的分析中，具有推廣作用。

“可視化與模擬”是規(guī)劃設(shè)計(jì)方案呈現(xiàn)的末尾階段，也有必要進(jìn)行相關(guān)的教學(xué)實(shí)踐，以獲取一個(gè)完整的知識(shí)體系。借此過程，將規(guī)劃設(shè)計(jì)成果展現(xiàn)出來，并依托參數(shù)化設(shè)計(jì)，模擬不同情景下的方案生成效果，可進(jìn)行多方案的快速生成與對(duì)比。

2.1 數(shù)據(jù)調(diào)研與采集

數(shù)據(jù)調(diào)研與采集是規(guī)劃設(shè)計(jì)的第一步，要求學(xué)生掌握一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的獲取途徑、方法，包括中低分辨率的遙感影像圖（Landsat系列）、數(shù)字高程模型（DEM）、道路、城市及其行政區(qū)邊界的矢量數(shù)據(jù)等類型的數(shù)據(jù)采集，重點(diǎn)教學(xué)無人機(jī)航拍航測(cè)、遙感影像解譯。

無人機(jī)的教學(xué)主要分為航拍與航測(cè)兩個(gè)方面[14]。豎直攝影的航拍通過固定航線飛行，獲得目標(biāo)區(qū)域的超高分辨率正射影像圖；傾斜攝影的航測(cè)獲取了場(chǎng)地不同方位的多幅地物影像及空間定位，并通過Smart 3D平臺(tái)進(jìn)行三維模型構(gòu)建。三維模型突破傳統(tǒng)場(chǎng)地分析限制于二維平面的約束，更直觀地感受場(chǎng)地現(xiàn)狀，可在模型中測(cè)量豎直方向上的距離或面積，或進(jìn)行日照、視線、水文等分析，還可實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)推敲過程，以及方案成果的真實(shí)展示。

基于中低分辨率遙感影像的解譯，主要針對(duì)Landsat系列遙感衛(wèi)星影像圖，借助ENVI軟件，通過監(jiān)督分類法進(jìn)行不同地物的區(qū)分。具體包含輻射定標(biāo)、大氣校正、幾何校正、鑲嵌、裁剪等圖像預(yù)處理工作，以及監(jiān)督分類的整個(gè)流程，從而得到各類地物的數(shù)據(jù)。

2.2 分析與評(píng)價(jià)

分析與評(píng)價(jià)是得出科學(xué)合理規(guī)劃設(shè)計(jì)方案的前提與必備條件。實(shí)驗(yàn)課程主要借助GIS平臺(tái)構(gòu)建了三個(gè)主要分析評(píng)價(jià)維度：（1）基于空間分析的生態(tài)敏感性分析；（2）基于網(wǎng)絡(luò)分析的服務(wù)范圍、資源分配與定位、最短路徑等分析；（3）基于模型構(gòu)建器的選址分析。模型構(gòu)建器（Model Builder）是ArcGIS中用來創(chuàng)建、編輯和管理模型的應(yīng)用程序，即一系列地理處理工具串聯(lián)起來的工作流，因其突出的計(jì)算分析優(yōu)勢(shì)而具有較高的使用價(jià)值。

生態(tài)敏感性分析主要從構(gòu)建評(píng)價(jià)指標(biāo)體系、單項(xiàng)評(píng)價(jià)、集成評(píng)價(jià)三個(gè)方面展開[15]（圖3）。在國(guó)土空間規(guī)劃背景下，生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)成為雙評(píng)價(jià)中的重要評(píng)價(jià)內(nèi)容之一，因此該評(píng)價(jià)也越顯得重要?！顿Y源環(huán)境承載能力和國(guó)土空間開發(fā)適宜性評(píng)價(jià)指南》（試行）明確了生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)的4個(gè)方面，包括水土流失、沙化、石漠化、海岸侵蝕，實(shí)驗(yàn)課程將進(jìn)一步完善，納入相關(guān)評(píng)價(jià)內(nèi)容。此外，生態(tài)敏感性評(píng)價(jià)的思路、過程、方法均可用于其他類似的分析，例如用地適宜性評(píng)價(jià)、綠道選線布局分析等，具有較強(qiáng)的適用性。

圖3 基于空間疊加的生態(tài)敏感性分析Fig.3 Ecological sensitivity analysis based on spatial superposition

服務(wù)范圍分析首先依托上一模塊搜集到的城市道路網(wǎng)矢量數(shù)據(jù)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集，作為這些分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。該分析形成的以時(shí)間或距離為成本的覆蓋面，考慮了出行過程中受到道路交通的阻礙，比傳統(tǒng)的圓形緩沖區(qū)更具科學(xué)性，近年來在公園綠地服務(wù)范圍、可達(dá)性方面的研究逐漸增多[16-17]。該分析也應(yīng)用于公共設(shè)施的布局，得到其空間分配的較優(yōu)方式。最短路徑依據(jù)指定的出行點(diǎn)與終點(diǎn)，可在其間設(shè)置一定的障礙點(diǎn)，計(jì)算出兩點(diǎn)之間的最短路徑（圖4）。

圖4 ArcGIS網(wǎng)絡(luò)分析的應(yīng)用Fig.4 Application of ArcGIS network analysis

由于各個(gè)分析往往相互銜接，上一步的輸出數(shù)據(jù)作為下一步的輸入數(shù)據(jù)，因此ArcGIS模型構(gòu)建器在實(shí)際應(yīng)用中有著更突出的優(yōu)勢(shì)。在實(shí)現(xiàn)空間分析、網(wǎng)絡(luò)分析等基礎(chǔ)上，模型能直觀地顯示各個(gè)分析之間的相互關(guān)系，還可實(shí)現(xiàn)分析操作的共享（圖5）。當(dāng)項(xiàng)目或方案的場(chǎng)地變更時(shí)，僅需改變輸入端的數(shù)據(jù)，即可通過建構(gòu)好的模型，短時(shí)完成各項(xiàng)指定的分析任務(wù)，使模型多次反復(fù)利用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的批量運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)課程以選址分析為例，要求掌握模型構(gòu)建器的基本原理及其構(gòu)建的整個(gè)流程，提高分析評(píng)價(jià)的效率。

圖5 ArcGIS模型構(gòu)建器的應(yīng)用Fig.5 Application of ArcGIS model builder

2.3 可視化與模擬

本模塊依托Rhino與Grasshopper平臺(tái)，納入?yún)?shù)化技術(shù)，支撐規(guī)劃設(shè)計(jì)方案的生成。早期以參數(shù)化技術(shù)為主，后期注重更加多元的可視化技術(shù)。參數(shù)化技術(shù)改變了傳統(tǒng)景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)式傳導(dǎo)的教學(xué)方式，培養(yǎng)學(xué)生客觀理性的思維方式，為規(guī)劃設(shè)計(jì)提供更合理、有規(guī)律、有趣味的結(jié)果。本模塊從兩個(gè)階段展開，循序漸進(jìn)式地引導(dǎo)學(xué)生開展課程。

第一階段為Rhino與Grasshopper的基礎(chǔ)介紹，通過一些簡(jiǎn)單的專題讓學(xué)生初步熟悉平臺(tái)中常用的一些組件及操作方法，例如場(chǎng)地坡度分析、匯水分析、視線分析、建筑密度分析及其可視化、日照分析等（圖6）。該階段一個(gè)重要的教學(xué)目標(biāo)是鍛煉學(xué)生的邏輯思維能力，能夠舉一反三，通過講授的若干案例的組件使用方式，推廣出其他類型分析的技術(shù)流程，而非僅限于教學(xué)中所涉及到的個(gè)案。

圖6 基于Rhino與Grasshopper的場(chǎng)地分析Fig.6 Site analysis based on Rhino and Grasshopper

第二階段為實(shí)際應(yīng)用，以一個(gè)場(chǎng)地設(shè)計(jì)為案例，將參數(shù)化用以輔助設(shè)計(jì)。規(guī)劃設(shè)計(jì)的過程是需要不斷地進(jìn)行方案修改，傳統(tǒng)以手繪方式表達(dá)二維方案或基于SketchUp建立三維空間模型，仍給規(guī)劃設(shè)計(jì)工作帶來較大工作量。由于參數(shù)化設(shè)計(jì)能構(gòu)建一個(gè)前后聯(lián)動(dòng)的有機(jī)系統(tǒng)，通過更改設(shè)置的參數(shù)數(shù)值即可實(shí)現(xiàn)方案結(jié)果的變化，因此可提供多種方案供設(shè)計(jì)者參考，大大提高工作效率。具體的設(shè)計(jì)過程包括基于問題或目標(biāo)導(dǎo)向的設(shè)計(jì)邏輯提出、參數(shù)與變量選擇、算法選擇、初始方案生成、參數(shù)調(diào)節(jié)得到的終選方案[9]。

3 課程成效

（1）面向設(shè)計(jì)課程的應(yīng)用成效?！皩I(yè)實(shí)驗(yàn)”作為技術(shù)性較強(qiáng)的一門課，與“風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)”緊密結(jié)合，回歸風(fēng)景園林教學(xué)的本質(zhì)，將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用于規(guī)劃設(shè)計(jì)中，培養(yǎng)基于數(shù)字技術(shù)分析的規(guī)劃設(shè)計(jì)能力。在“專業(yè)實(shí)驗(yàn)”開設(shè)以前，學(xué)生在課程設(shè)計(jì)上，基本上采用定性或基于形態(tài)、功能等傳統(tǒng)的分析思路進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。在課程開設(shè)以后，學(xué)生采用數(shù)字景觀分析的自主能動(dòng)性增加，幾乎所有小組都會(huì)主動(dòng)采用合適的分析方法應(yīng)用于他們的規(guī)劃或設(shè)計(jì)方案中。以華中大景觀學(xué)系的教學(xué)為例，在課程“風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)（Ⅳ）——綜合設(shè)計(jì)”中，學(xué)生應(yīng)用多種技術(shù)方法，從場(chǎng)地現(xiàn)狀分析到規(guī)劃方案，均有“專業(yè)實(shí)驗(yàn)”教學(xué)痕跡的應(yīng)用（圖7）。學(xué)生將設(shè)計(jì)成果投稿各個(gè)學(xué)科競(jìng)賽或行業(yè)競(jìng)賽，已多次在國(guó)際、國(guó)家級(jí)競(jìng)賽中獲獎(jiǎng)，包括ASLA學(xué)生獎(jiǎng)、中國(guó)風(fēng)景園林學(xué)會(huì)大學(xué)生設(shè)計(jì)競(jìng)賽。2021年1月，依托“風(fēng)景園林規(guī)劃與設(shè)計(jì)（Ⅱ）——景觀規(guī)劃”課程成果，獲得第11屆巴塞羅那國(guó)際景觀雙年展國(guó)際景觀高校獎(jiǎng)，全球僅9所院校入選，華中大成為國(guó)內(nèi)唯一入選的高校。獲獎(jiǎng)項(xiàng)目大多依托一定的技術(shù)手段進(jìn)行場(chǎng)地分析與輔助規(guī)劃設(shè)計(jì)，提出了科學(xué)理性的設(shè)計(jì)方案。

圖7 新疆布爾根河流域的生態(tài)敏感性分析Fig.7 Ecological sensitivity analysis of the Burgen River Basin in Xinjiang

（2）面向?qū)嵙?xí)或就業(yè)的應(yīng)用成效。在2017年以前，華中大景觀學(xué)系未建立起研究生的數(shù)字景觀課程，因此學(xué)生普遍未具備數(shù)字景觀技術(shù)的應(yīng)用能力。隨著“專業(yè)實(shí)驗(yàn)”課程的建立，激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，每年選課人數(shù)基本上達(dá)到100%，這為他們?cè)趯?shí)習(xí)或就業(yè)中帶來了較大的成效。后期通過調(diào)查，學(xué)生普遍反饋在武漢市園林建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院有限公司、湖北省城建設(shè)計(jì)院股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱城建院）等實(shí)習(xí)基地中，與同期的職員相比，他們往往能更高效地生成規(guī)劃設(shè)計(jì)方案，在設(shè)計(jì)單位中做出的設(shè)計(jì)方案及承擔(dān)的工作具有更高的認(rèn)同率及落地率。例如，在城建院提供的騰沖大盈江流域治理項(xiàng)目中，學(xué)生使用無人機(jī)進(jìn)行場(chǎng)地航拍航測(cè)，建立三維空間模型，并以此規(guī)劃設(shè)計(jì)沿江的綠道。三維模型突破傳統(tǒng)，給綠道選線及單段的詳細(xì)設(shè)計(jì)提供了更貼合實(shí)際情況的方案。在園林院提供的武漢市綠色生態(tài)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃項(xiàng)目中，通過高清遙感影像解譯、生態(tài)敏感性等分析，提取出生態(tài)源地、綠色廊道等要素，構(gòu)建綠色生態(tài)網(wǎng)絡(luò)。定量的分析方法得到的客觀合理的規(guī)劃布局方案，在項(xiàng)目匯報(bào)時(shí)受到項(xiàng)目評(píng)審專家的一致好評(píng)。此外，在學(xué)生求職過程中，往往也因?yàn)閾碛幸欢ǖ募夹g(shù)優(yōu)勢(shì)，增加了他們的職業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

數(shù)字景觀在未來很長(zhǎng)一段時(shí)間都將成為風(fēng)景園林領(lǐng)域的熱點(diǎn)方向，給景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)帶來的顛覆性改變，也有利于推進(jìn)“雙一流”建設(shè)。在信息化背景下，依托數(shù)字景觀的風(fēng)景園林教育是未來的一大發(fā)展趨勢(shì)，為技術(shù)性高新人才的不斷輸出提供保障，為智慧景觀、智慧城市等建設(shè)提供發(fā)展契機(jī)。

為了提升專業(yè)型碩士研究生的分析與技術(shù)應(yīng)用能力，培養(yǎng)面向行業(yè)、應(yīng)用、實(shí)踐的應(yīng)用型人才，華中大對(duì)數(shù)字景觀教學(xué)進(jìn)行了改革，但仍處于初步探索階段，隨著課程的推進(jìn)，仍可不斷地完善課程內(nèi)容框架。一方面，未來的教學(xué)還可納入其他前沿的技術(shù)，例如機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)、人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等；另一方面，逐漸將數(shù)字化課程擴(kuò)展，與景觀設(shè)計(jì)、景觀規(guī)劃、景觀工程技術(shù)等不同的設(shè)計(jì)課程結(jié)合，形成本系的品牌課程。華中大的生源絕大部分來自211或985高校，但許多在本科階段的數(shù)字景觀教育并不充分，因此在全國(guó)各大高校研究生課程中，可以面向不同基礎(chǔ)的學(xué)生，構(gòu)建不同深度的課程內(nèi)容框架，以適應(yīng)不同學(xué)生群體的需求。

注：圖3、圖4均來自“專業(yè)實(shí)驗(yàn)”課程，由孟詩(shī)棋繪制；圖5來自“專業(yè)實(shí)驗(yàn)”課程，由侯玲玲繪制；圖6來自“專業(yè)實(shí)驗(yàn)”課程，由王佳峰繪制；圖7來自“風(fēng)景園林規(guī)劃設(shè)計(jì)（Ⅳ）——綜合設(shè)計(jì)”課程，由張仕烜繪制。