随着数字技术迅猛发展,风景园林设计领域正在经历深刻变革,VR/AR生态模拟、智能建造及物联网等数字化技术,打破了传统设计存在的诸多局限,从理念到实践方面进行全面革新,不仅重构了用户参与风景园林设计的路径,更将可持续理念转化成可量化的生态目标,为风景园林行业开辟出了融合科技与人文的创新赛道。
一、数字化技术推动风景园林设计理念与实践的革新价值
(一)借助VR/AR技术重构用户体验与参与模式
VR/AR技术打破了传统设计中图纸传达、口头沟通的单向信息壁垒,通过构建沉浸式三维交互场景,将用户体验前置到设计环节,使用户无须依赖图纸想象空间形态,而是能通过VR设备“置身”于未建成的园林中,直观感受廊架高度是否遮挡视野、水景音效是否符合氛围需求,这种“临场感”体验让设计方案的空间逻辑与感官体验可被实时验证。技术赋予用户实时修改权,拖动虚拟按钮即可调整植物组团疏密、旋转路径走向,系统同步生成修改后的光影模拟与空间流线分析,使设计从设计师主观构思转向用户需求驱动。这种模式不仅大幅降低了沟通成本,更通过引入多元用户视角(如残障人士对无障碍设施的使用反馈),使最终落地的园林空间在功能适配性、人文关怀度上实现了质的提升,真正落实“以人为本”。
(二)通过生态模拟技术强化可持续设计理念
借助ENVI-met、Ladybug等工具,设计师可在方案构思阶段就通过动态模型推演不同植物配置对微气候的调节作用。例如夏季树荫覆盖区域的温度降幅、雨水花园对地表径流的净化效率,或是成片林地的碳汇量变化。这种先模拟后设计的模式,使生态目标不再停留在概念层面,而能通过湿度、温度、碳排放量等具体数据验证方案优劣。当设计团队可直观看到某片草坪替换为耐盐碱地被后,场地生物多样性指数提升20%,或是调整乔灌草比例能使雨水截留率提高15%时,可持续设计便从模糊的价值取向,转变为基于数据支撑的精准决策。这不仅可确保园林建成后真正具备生态修复功能,更让“低碳园林”“海绵城市”等理念可通过模拟技术不断迭代优化,从源头避免生态效益无法实现预期的设计失误。
(三)利用智能建造技术革新施工与材料应用
智能建造技术通过数字化制造与建筑信息模型的深度融合,从根本上改变了风景园林施工的精度边界与材料逻辑。3D打印与数控加工技术实现了传统工艺难以完成的复杂构件精准预制,如镂空金属花窗、双曲面混凝土坐凳等,将施工误差控制在毫米级,同时通过参数化建模优化材料排版,使木材、石材等损耗率降低40%以上。BIM技术构建的三维施工模型可提前模拟管线碰撞、工序冲突等问题,避免现场返工；结合物联网传感器的进度追踪系统,能实时监控材料进场与设备运行状态,使施工周期缩短30%以上。如此不仅消除了二维图纸的信息损耗,更使非线性、仿生学等先锋设计理念得以落地,推动园林施工从劳动密集型向科技密集型转型,实现美学表达与工程效率的双重突破。
(四)通过物联网技术构建“会呼吸”的智慧园林
物联网技术赋予园林空间智能属性,使其从被动使用的静态场所转变为主动适应用户需求的动态系统。各类传感器实时采集土壤湿度、光照强度、游客流量等多维数据,通过边缘计算网关形成决策指令,当土壤墒情传感器检测到湿度低于阈值时,智能灌溉系统自动启动滴灌；人流热力传感器识别到广场聚集人数超标时,照明系统同步增强亮度并开启通风设备。该机制,打破了传统园林定时养护、预设程序的僵化模式,使资源利用效率提升50%以上(如智能灌溉较定时灌溉节水30%)。更重要的是,技术使园林具备“人文关怀”的响应能力:智能座椅通过压力传感器判断使用频率,自动调整遮阳篷角度与加热功能；导览标识根据游客位置推送AR解说,让园林成为有温度、会互动的生活场景载体,真正实现了“以人为本”的设计。
二、数字化技术推动风景园林设计理念与实践的革新路径
(一)VR/AR构建的沉浸式协同设计与体验
如今数字技术迅猛发展,风景园林设计领域正在经历深刻变革,VR/AR生态模拟、智能建造及物联网等数字化技术,打破了传统设计存在的诸多局限,从理念到实践方面进行全面革新,重塑了用户参与风景园林设计的模式,强化了风景园林可持续发展的理念,革新了施工与材料的具体应用,构建起智慧化的风景园林。
在设计前期,设计师先利用SketchUp、3ds Max等建模软件完成园林方案基础三维模型的搭建工作,随后将搭建好的模型导入到Unity 3D或者Unreal Engine等虚拟现实开发平台中,通过添加材质纹理、动态光影、环境音效等各类元素,构建出高度拟真的虚拟园林场景。多方进行协作时,参与者会佩戴VR头显像Meta Quest 3、HTC Vive进入虚拟空间,通过手柄或者手势操作实现自由漫游。
(二)生态模拟技术主导的可持续方案优化
园林设计之初,设计师能够运用GIS地理信息系统以及无人机航测技术,获取场地高精度的地形、植被、水文等基础数据,将这些数据整合之后,导入ENVI-met生态模拟软件。接着设置场地边界、建筑布局、植物类型等相关参数,进而构建出三维空间模型,如此便能模拟园林建成之后的微气候环境,设定夏季典型气象日的相关参数,模拟不同乔木覆盖率之下场地的温度分布情况,且通过热力图能够直接看到树荫对热岛效应的缓解效果,然后确定最为合适的植物配置密度和冠幅大小。
在生物多样性模拟环节中,设计师借助iTree软件构建生态效益评估模型,录入备选植物种类、种植面积以及土壤条件等数据,再结合当地生态数据库相关内容,模拟不同植物群落对鸟类、昆虫等生物栖息地所产生的影响,经过对比分析后,筛选出既能提供食物资源又能形成稳定生态链的植物组合。
针对雨水管理设计,采用SWMM暴雨管理模型进行模拟。输入场地地形及土壤渗透系数和降雨量等相关参数,模拟不同湿地布局与海绵设施配置之下的雨水径流过程。通过调整湿地面积、坡度和植物种类等相关参数,对比分析雨水的截留净化及排放等效果,以此优化湿地形态与植被的具体配置情况,确保场地在暴雨发生时的雨水调蓄能力达标。
在碳循环模拟工作中,借助LCA生命周期评价软件,对园林建设以及运营过程产生的碳排放开展量化分析。从植物固碳量、材料生产运输和能源消耗等维度建立模型,调整材料选择、施工工艺以及养护方案等参数,评估不同设计方案产生的碳足迹,筛选低碳环保方案。整个模拟优化过程需历经多轮参数调整和结果比对,最终形成同时具备生态效益与可行性的园林设计方案。
(三)智能建造技术支撑的精准高效施工
项目正式启动前,设计团队先借助Revit、Rhino等软件搭建精细化BIM三维模型,将景观构筑物、铺装细节以及管线排布等各类信息整合到同一数据平台。基于搭建好的BIM模型,通过参数化设计的方式生成复杂造型构件的加工数据,再将这些数据传输到3D打印设备与数控加工中心(CNC)。以镂空雕花的景观墙设计为例,3D打印机能够依据分层切片数据,使用混凝土或者树脂材料逐层堆叠成型,精准还原曲面纹理与镂空结构,而CNC设备则通过读取矢量路径,对金属板材、实木等材料进行铣削、雕刻,快速生产出形态各异的栏杆、座椅等构件,其加工精度可以达到0.1毫米级。
在施工过程中,无人机搭载高精度测绘相机,按照预设好的航线定期对施工场地开展三维扫描工作,生成点云模型和BIM模型对比分析。系统能够自动识别施工偏差区域,生成可视化的偏差报告。施工人员可通过移动端App查看标注信息内容,及时对施工方案做出调整,以此确保每个施工环节都与设计模型高度吻合。
依靠进度管理系统和BIM 5D平台将施工进度计划跟模型进行关联,实现对各工序进展的实时监控。在关键构件和材料上面加装RFID标签或者二维码,可实现物料从进场、加工直至安装的全流程追踪,以此确保项目能按照计划顺利推进。这种全链条数字化施工模式可以缩短工期,降低材料损耗,有力保障复杂设计方案高质量落地。
(四)物联网驱动的智慧园林交互响应
园林建设初期,技术团队需要对各类传感器和通信设备进行系统化部署,在土壤中埋设温湿度和酸碱度传感器,以便实时监测植物根系的环境数据；在主要道路和休憩区域安装红外感应装置与摄像头,采集人流量和用户行为的相关信息；在路灯、灌溉喷头以及遮阳设施中集成智能控制器,构建基于LoRaWAN或者NB-IoT的低功耗物联网网络,确保数据能够稳定传输到中央管理平台。
数据采集工作完成后,AI算法会对多源信息开展深度分析与决策工作,借助计算机视觉技术解析摄像头画面,用以识别不同区域人群的密度和停留时长,结合光照传感器的数据对路灯的亮度与色温进行智能调节,在低人流量的时段降低照明的功率,而当检测到有游客聚集时自动增强亮度。对于灌溉系统来说,土壤墒情传感器每10分钟上传一次湿度数据,AI模型会结合气象预报情况动态调整灌溉时间和所需水量,如土壤湿度高于设定阈值并即将降雨就暂停灌溉,倘若遇到连续高温干旱天气则启动滴灌模式,优先保障乔木需水量。
此外,物联网设备通过预设规则实现联动响应。当环境监测传感器检测到PM2.5浓度超标时,系统自动开启空气净化装置,并通过园内广播提醒游客做好防护；夏季高温时段,遮阳棚根据光照强度传感器数据自动展开,同时联动喷雾降温系统启动。用户还可通过手机App或园内触摸屏,实时查看环境数据、提交设施报修需求,并获取个性化导览路线推荐,使园林设施具备自主适应环境变化与用户需求的能力,真正实现资源的精准投放与空间服务的智能化升级。
三、结语
数字化技术推动着风景园林设计从经验转向数据驱动,从静态转向动态智能。它融合多学科,贯穿全周期,可提升设计质量与效率。当技术贯穿场地分析、方案生成、施工建造到运维管理的全周期,园林空间得以成为动态响应生态需求与用户体验的“活系统”。未来,需持续深化技术与设计的融合,推动风景园林在生态可持续性、人文关怀度与空间创造力上实现更大突破。
(作者系盐城工业职业技术学院讲师)