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电 子 元 器 件 与 信 息 技 术|1科技前瞻以Vectorworks为核心的风景园林 信息模型（LIM）集成体系研究姜杰议四川大学锦江学院艺术学院，四川眉山620860摘要：当前我国的风景园林信息模型技术面临两大问题：一是现有的风景园林信息模型技术集成体系的核心软件Revit是基于建筑工程研发的，难以满足园林工程的多属性信息编辑；二是缺乏有效的风景园林信息模型动态化手段和技术。为了解决以上问题，同时满足动态信息需求量最大的景观地形和景观植物两大板块。本文从园林专业化、软件集成度、动态信息接入的开放性和便捷度以及景观地形、景观植物板块的工程特性几个方面，考察以Vectorworks为核心构建新集成体系的必要性和可行性，这不仅能为当前的风景园林信息模型集成体系提供理想的架构与工作流，还能为LIM技术的发展提供新的方向。关键词：风景园林信息模型；LIM；Vectorworks中图分类号:TU986 文献标志码:A DOI:10.19772/ki.2096-4455.2022.11.001 0引言2020年开始，在党和国家的大力倡导下，中国正式进入“碳达峰”和“碳中和”倒计时。城市双碳目标的实现过程将会不可避免地需要面对二氧化碳或温室气体“排放量”与“固碳量”的监测计算问题。目前，对城市大尺度二氧化碳“排放量”与“固碳量”的研究都是以理想状态下科学计算值的形式呈现，准确度偏低1。然而，未来的智慧城市、数字城市建设中，需要一套可以适配“双碳”目标数据的信息模型，实时监测二氧化碳“排放量”与“固碳量”等动态信息。基于此，本文试图在城市信息模型（City Information Modeling，后文统称“CIM”）框架下以相对独立的风景园林信息模型（Landscape Information Modeling，国内部分学者称之“风景园林BIM”，后文统称“LIM”）统筹城市绿地系统，监测管理其中的各项动态信息，以期满足景观地形和景观植物对动态信息的大需求量，并为LIM技术的应用提供新的方向。2022年2月10日，国务院批复同意成都建设践行新发展理念的公园城市示范区，未来“公园城市”理念将在全国范围进一步推广。在打造人城境业高度和谐统一的现代化公园城市过程中，城市绿地是必不可少的支点。从成都颁布的成都市美丽宜居公园城市建设条例中可以明确看出：至2035年，成都市森林覆盖率不低于43%，城市建成区绿地率不低于40%，绿化覆盖率不低于45%，人均城市绿地面积不低于15m2，城市绿地服务半径覆盖率不低于90%。从城市建成区绿地率不低于40%的刚性指标可知，伴随城市建设的推进，城市绿地的建设仍有巨大的市场需求。在生态文明思想和“双碳”目标的指引下，这种市场需求绝不是简单粗暴的数量堆砌；相反，在相关思想的宣传和引导下，政府和市民对公园建设对应的园林工程效率和工程品质会有更高的要求，传统的设计和施工管理技术已经难以满足未来的市场需求和时代要求。1LIM应用与研究现状1.1国外LIM应用与研究现状LIM这一概念是由哈佛大学Drvin教授在作者简介：姜杰议，男，四川成都，中级工程师，硕士，研究方向：风景园林、数字景观。dianzi yuanqijian yu xinxijishu 电 子 元 器 件 与 信 息 技 术2|2009年国际数字景观大会中首次提出，是指创建并利用动静态信息结合的模型对风景园林工程的设计、建造和运营进行全生命周期的管理和优化的技术2。具体而言，LIM是从BIM中衍生出来的、针对风景园林工程的信息模型技术。BIM技术以超出传统CAD和3D建模的强大优势，正逐渐覆盖建筑行业，成为建筑工程行业高端技术的象征和运行中枢。LIM则在BIM的基础上，通过多款软件协同，配合动态信息反馈机制建立动态的风景园林信息模型，并基于动态模型形成了一套设计高效、管理高效、协同高效、运营高效的工作技术。从当前的应用层面上讲，英国针对风景园林行业BIM应用提出了专门的政策、标准、规范3。新加坡出台BIM应用导则将风景园林的主要要素归入“场地模型”，进行模型构建标准的定义4。从BIM的发展趋势上看，未来LIM技术也必将因其高效的特点，覆盖园林工程全行业。从研究层面上看，早在2009年的美国IBM智慧城市构想和2014年的意大利“帕多瓦智慧城市”技术框架中，基于物联网（IoT）的智慧城市环境和智慧生活等构想就已被探讨，这些都是将物联网作为城市环境的动态信息采集工具融入信息模型技术的初步构想。挪威、丹麦、瑞典、芬兰和德国等欧洲国家是主要的建筑业信息技术软件厂商所在地，日本也有先进的软件产业，这些国家出于行业的先发应用优势，逐渐以BIM数据标准为模板，研究风景园林的基础数据标准5。1.2国内LIM应用与研究现状国内LIM技术的研究起步较晚，推广应用也较缓慢，现有LIM技术架构大多移植于主流的BIM技术架构。2019年山西省朔州市煤矸石山治理项目中成功运用了“无人机航测+BIM设计”技术6，2020年中国建筑西南设计院在成都独角兽岛启动区景观工程项目与RSD安博戴水道项目中进行了LIM平台协同设计工作7。但从目前公开的成果上看，主流的LIM技术运用大多还停留于设计阶段，在覆盖全产业链的过程中遇到了较多的阻碍和挑战，最大的挑战即现有技术难以满足园林工程对场地动态信息的需求，所以在施工管理和运营维护阶段难以全面应用LIM技术。特别是在景观地形和景观植物两个工程板块的技术应用中，表现得尤为明显。当前，国内LIM技术的研究前沿主要有三个方向：研发或适配更适用于园林工程的LIM软件，从根本上解决对Revit的依赖；开发Revit园林工程插件，通过二次开发解决Revit与园林工程的适配问题；运用多样化的物联网信息采集工具接入模型，提升风景园林信息模型动态化水平。2研究LIM的必要性2.1城市绿地建设效率急需提升（1）城市的绿地建设是一个多专业交融，且设计、施工与维护多环节链条式的工作流。传统的城市绿地规划、设计、施工、运营维护等工作流呈现单向线性模式，各环节之间缺乏协同性，一旦逆向，就会造成工期和费用的增加和浪费。因此，园林工程的各专业板块之间急需一个共同搭建的信息平台，采用统一的标准进行多专业协作。（2）城市绿地建设过程需要一个以LIM模型为中心、进行信息发散和信息反馈的工作流。围绕同一个LIM模型进行各项工作，能够完成全产业链不同专业和不同阶段的信息汇总，这些信息集中在一个LIM模型中，可以实时反馈各专业、各阶段中存在的问题，及时进行协同调整，避免相互之间的冲突。未来的城市绿地建设需要一个中心，这个中心就是一套完整、精确、动态化的信息模型，即LIM。2.2现有LIM技术应用体系尚不完善理想的LIM技术能适用于园林工程的规划、设计、施工、运营维护等各个阶段，实现城市绿地全寿命期各参与方在同一信息模型基础上的数据共享、协同工作和统筹管理。理论上LIM应 电 子 元 器 件 与 信 息 技 术|3科技前瞻是一个动态信息模型，不仅要包含设计师、结构师、建模师、造价分析师所需的“一张图”，还需要包含施工、管理、运营维护所需的动态信息，可覆盖风景园林工程全产业链，并能高效地与BIM技术平台进行对接（CIM的需求）8。按逻辑推断，LIM技术站在BIM技术的肩膀上应该得以快速发展，但事实上，当前LIM技术的推广应用十分缓慢，究其原因有以下两点。主流BIM集成体系与园林工程难以契合。主流BIM平台是以Revit软件为核心，Revit在软件设计之初就以服务建筑工程为目的，软件逻辑难以完全适应园林工程的需求。若强行应用于园林工程，从设计到施工再到管理还需要Rhino、3Dmax、Photoshop、Midas Civil等10余款软件联动才可实现，然而当前LIM平台破碎度高、学习成本极高、中转速率较慢、集成度低、匹配景观全产业链难度大，所以很难实现全流程应用。与此同时，植物软景工程在园林工程中占很大比重，Revit在植物族库的编辑、调用方面不够灵活，缺乏完善的景观植物属性数据名目，更无法完整编辑所需的景观植物属性数据。园林工程动态信息较多。施工、运营维护等工作对信息模型的动态化要求更高，园林工程虽不像建筑工程一般结构复杂，但却涉及土方工程、铺装工程、植物造景、园林建筑、园林给排水和电气工程等多个相对独立的专业领域，这些专业工程相互叠加交错、相互作用，比如土方工程和植物造景两个板块形成了诸多变量因子，变量因子出现得越多，对模型架构的动态反馈要求就越高，然而目前支持LIM动态反馈的技术和手段还非常匮乏。2.3“双碳”目标的实现需要计“量”平台“双碳”的核心是二氧化碳“排放量”与“固碳量”的量变关系，所以需要一套可以同步城市动态信息的平台，对“量”进行监测计算。诚然，LIM技术目前尚不成熟，无法高精度介入景观植物工程板块，但在碳中和目标下，可以集成空间动态信息的LIM无疑是未来最好的固碳量监测计算平台。3以Vectorworks为核心构建新LIM软件集成体系的逻辑与优势理想的LIM集成体系应该是简化、高效、可协同的信息模型软件群以及高频次的动态信息反馈机制。在前文的论述中，我们已经知道制约LIM技术普及和发展的关键问题在于：当前以Revit为核心的LIM技术架构较为臃肿、学习成本较高，难以满足景观植物和景观地形两大板块的生命全周期信息模型需求；现有的LIM技术缺乏有效构建动态风景园林信息模型的技术和手段。因此，结合Vectorworks的特性可以协同其他软件或插件形成一套较为简洁的LIM集成体系（图1），并且能满足景观地形和景观植物两大板块多样化的动态信息接入点需求和未来CIM发展的需要。3.1以Vectorworks为核心的优势总结现有的LIM应用案例，以Revit软件为核心改造的LIM集成体系在设计阶段可以通过庞大的软件协同和插件植入满足设计要求，但由于软件逻辑本身的局限性，在施工、运营等环节上难以满足风景园林工程在地形营造、植物配置等方面的特殊要求。以Vectorworks为核心替代Revit构建新的LIM技术集成体系和新LIM技术架构，其核心Vectorworks在中国的普及度较低，但在工程信息模型技术发展较快的美国、新加坡和德国都拥有较高的普及率和市场占有率。软件拥有同等级别的四大模块：Architect（建筑师模块）、Landmark（景观园林模块）、Spotlight（灯光设计模块）、Fundamentals（基础模块）。其中相对独立的Landmark（景观园林模块）与风景园林工程的逻辑契合度较高，在已局部确立风景园林信息模型标准规范的新加坡，Vectorworks拥有最高的占有率。Vectorworks几乎集成了CAD、Sketchup、3Dmax、Rhino、Photoshop、Illustrator等景观常用软件的所有功能，甚至可以内置Enscape作为插件，提升模型表达的可视化水平，实现VR场景dianzi yuanqijian yu xinxijishu 电 子 元 器 件 与 信 息 技 术4|环游。与此同时，Vectorworks极高的集成度也可以减少学习成本，简化软件互通环节，提高工作效率；Vectorworks种植设计更加智能化，灵活度也更高，植物信息模型编辑更为丰富，每种植物附加的信息更加多样化。设计、施工、采购、维护等环节可以通过Vectorworks Cloud Services平台进行数据共享、协同、调用；Vectorworks较Revit二次开发更为简洁，支持创建Python脚本以自动执行常规任务或开发自定义工具，软件平台更为开放（必要时可与Revit软件对接）。因此，Vectorworks似乎更符合风景园林的操作逻辑。3.2Vectorworks可与无人机机载激光雷达联动快速生成地形信息模型Vectorworks可支持las点云文件直接导入（图2），这也就意味着机载激光雷达所获取的地形文件可以直接导入Vectorworks，甚至可以作为动态数据直接接入模型。无人机机载激光雷达测绘技术是新兴的对地测绘技术，高效且相对精确是其对比传统测绘技术的最大优势。无人机机载激光雷达测绘技术作为动态信息采集方式，在施工过程分别对景观地形放线、填挖成形的过程进行快速测量，并迅速反馈至Vectorworks生成信息模型，在施工管理阶段将原有的“一张图”模型转变为动态信息模型，可根据需要将场地信息模型与设计的信息模型进行参数对比，确保问题的及时发现和解决，实现高精度施工和高质量施工。图 2Vectorworks 的 las 点云接入功能（截取于Vectorworks2021 教育版）所以从功能结构和逻辑上讲，以Vectorworks图 1理想的 LIM 集成体系与逻辑（自绘）电 子 元 器 件 与 信 息 技 术|5科技前瞻为核心的新LIM集成体系是有利于提高景观地形板块的工作效率以及设计与施工的衔接效率。3.3Vectorworks拥有丰富的植物信息接口在植物信息编辑方面，Vectorworks具备强大的植物信息模型编辑功能，拥有极高的灵活度和较广的可编辑面，可自定义添加植物品种，默认可编辑植物数据信息23项，包含成熟冠幅、成熟胸径、季相、花色、果色、PH值、耐光照强度等（图3）。除此之外，还有多项可自定义编辑的植物属性信息用以应对极端情况下的植物信息录入，这为“固碳量”信息的接入提供了可能。Vectorworks自带Landmark Plant Database云库，其中包含了6925个植物品种的信息模型（统计数量为2021年8月的实时数量，云库中的植物信息模型数量会随应用者的使用逐渐增加）在植物的可视信息编辑方面也较为自由，可自定义编辑植物的二维样式和三维样式，并能将植物的真实照片作为信息集成在植物信息模型中。该模块可覆盖园林工程设计、材料（苗木）、施工管理信息化的全流程，而新的植物信息模型构建技术可能将成为当下LIM应用研究领域突破技术瓶颈的关键点。图 3Vectorworks 的植物信息编辑功能（截取于Vectorworks2021 教育版）4结语综上所述，Vectorworks与Revit相比具有以下优势。有专用的Landmark（景观园林版本），原生信息属性更能满足园林工程所需的动态信息，且信息属性编辑、自定义的自由度更高。集成了CAD、Sketchup、3Dmax、Rhino、Photoshop、Illustrator等常用软件的景观功能，且功能集成度高，可减少学习成本、简化软件互通环节、提高工作效率。兼容了市面上大部分的GIS格式和信息模型格式，可以更加便捷、完整地读取信息和模型。在植物信息编辑上，Vectorworks拥有极高的灵活度和较广的可编辑面，可自定义添加植物品种，默认可编辑植物数据信息23项，与此同时，有多项可自定义编辑的植物属性信息用以应对极端情况下的植物信息录入，也有自带的植物数据库，在植物的可视信息编辑方面也较为自由，并能将植物的真实照片作为信息集成在植物信息模型中。因此，从园林专业化、软件集成度、动态信息接入的开放性和便捷度以及与景观地形和景观植物板块的工程特性契合度等角度上看，Vectorworks都比Revit更契合园林工程的特殊性，也更适合作为未来LIM集成体系的软件核心。尽管当前市场上使用Vectorworks的人较少，主要原因在于AUTODESK集团的产品在CAD时代就占据了中国市场绝大部分份额，再加上需求者先入为主的观念，导致Vectorworks一直推广不足。但从2008年至今，SketchUp逐渐替代AUTODESK 3Dmax成为最主流的景观三维表现软件的历史来看，便捷、开放、更适合园林的技术软件终将替代封闭、刻板、集成度低的软件。并且从当前的运用情况而言，Vectorworks多格式的兼容性和支持IFC23和IFC4的功能不会影响与主流BIM体系的兼容。简而言之，以Vectorworks为核心的LIM集成体系可以为园林工程提供更为理想的架构与工作流，其多样化的植物信息接口甚至让风景园林信息模型技术服务于“双碳”成为可能。（下转第21页）电 子 元 器 件 与 信 息 技 术|21科技前瞻新思路。参考文献1 牛延,徐梦洁,秦科源,等.智能变电站二次系统回路安全在线监测技术研究J.机械与电子,2021,39(11):52-56.2 王猛.电气自动化控制中设备故障预防与检修技术分析J.电子元器件与信息技术,2022,6(4):214-217.3 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