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风景园林数字化规划设计概念谱系与 流程图解 (三、参数化设计（Parametric Design） (局限性 (多偏于参数化建模的技术层面，而未能…
风景园林数字化规划设计概念谱系与
流程图解
背景：风景园林规划过程
科学技术
综合解析、重构与表达
地理
生态
气候
地形
水文
植物
场地
视景
交通
构筑物和居所等客观要素
艺术
场所语意
人文价值
风景园林作为“智慧城市”及“智慧地球”的一个部分，将最终汇入到整个网络系统中去，成为“智慧园林”
风景园林规划设计过程也应在前端就具备感知化、互联化与智能化，建立动态回馈机制,方能无缝对接。
“智慧地球”（Smart Planet）概念由IBM最早于2008年提出，认为应建立一个感知化、互联化和智能化的世界，以更合理得利用地球资源、建立更实时高效的管理机制，更快捷的信息共享与优化利用。这个概念在2009年成为美国国家战略，由此衍生出的“智慧城市”在许多国家包括中国正产生积极的呼应。
风景园林规划设计一直停留在感性的主观层面上，强调灵感式的设计方法，偏艺术而轻科学，偏设计而轻规划，偏描述而轻评价
基本特征
1.全周期与系统化
全周期的环节：信息获取-环境分析-设计建构-设计评价-设计修改深化-设计表达媒介
系统化：整个系统呈现出网格结构
构成多路线的循环的数字设计途径
形成完整的数据环和工作链
2.适应性与本土化
改造
加强环境分析环节
建立风景园林参数变量体系
研究风景园林BIM的基本构成和风景园林的数字化评价体系
增加植物景观的分析评价方法和本土数据库
创造
根据中国的本土情况和风景园林规划设计现阶段的数字化应用状况，建立一个真正属于本行业，真正符合本土需求的数字化规划设计策略及路线图，使其具备应用于实践的可能性与推广的价值。
3.科学性与艺术型
反对预设立场的由上及下的模式
是由各种系统和元素在一个多元交互网络中运动所形成的的逻辑系统，并由此推导出非预设的设计结果，具有科学和客观性。
一、计算机辅助设计谱系Computer
Aided Analysis and Evaluation）
环节
评价
计算机辅助评价则是在形成初步的设计方案后，对方案按照特定的标准进行评价判断，解析优缺点，并提供方案修改的可能方向
分析
将模拟信息转化为计算机可识别读取的数字信息，从而对场地条件和项目要求进行有针对性的分析，并输出包含分析结果的信息数据，如数字图解和数据库，以便在其他计算机辅助设计工具中进行进一步处理。
分析评价类别
1.地理与规划信息
分析和评价土地利
用、土壤、地形、各类城市及绿地规划等
GIS软件如Arcgis及相关插件
2.流体分析
对潮汐、河流、湖泊、湿地、水景等水文对象，以及风、大气污染等空气流体进行分析评价
CFD（计算流体动力学）软件，如Flow3d, Xflow，Fluent, Urbanwind,
Vasari等软件，非专业人员也可以模拟大至水文动态，沉积物冲刷及沉淀，污染物传播及降解，地表径流与汇水，小至建筑风环境，水景造型等复杂的流体环境，从而对设计初始就能对方案做出预判与合理调整。
3.植物景观
植物群落的景观模型分析，植物生长预测
利用计算机建立起数字化的植物群落模型，预测未来植物生长的可能性，将使设计能够回应一个长期的动态变化过程，而非基于静态的经验判断。
4.生态分析
Fragstats,PC-ORD
对大尺度的与自然密切关联的风景园林区域进行数据分析，并可由GIS进行数据汇总与管理
Netlogo这种脚本语言化的计算机建模仿真集成平台，可以利用已经编制好的生态动态演变脚本在计算机中模拟生态系统的新陈代谢和演化过程。
5.空间分析
Depthmap-揭示空间可达性和组构逻辑-预测人在空间中的视觉感知以及由此引发的可能的运动趋势，并由计算机运算出参量如整合度(integration)连接度（connectivity）等来评价和判断。
6.交通与活动分析
车辆交通进行分析和评价
利用涌现理论（Swarm）
相关工具（Processing, Swarm，Netlog）
以预测大规模集群生物（包括人类）在空间中的复杂空间行为模式和活动形态。
智能代理人（Intelligent Agent）模型
根据用户调查数据，来设定智能代理人的不同族群及族群的经典行为模式，经过叠代计算后，获得场所的地点与活动方式的关联数据。
7.节能与舒适性分析
节能理念
遮阳
避风
降低浮尘
吸收污染物
调节碳排放
降低环境温度
增加空气湿度
减少环境噪音
风景园林建筑的节能措施
建筑材料的节能与环保
舒适度-量化分析
Ecotect,Vasari, IES<VS>，Urbanwind
8.结构性能分析
Sap2000,Revit structure，
Solidworks, Robot structural analysis
二、计算机生成设计（Generative Design）
3.算法生成 (Algorithmic Design)
类别
机器智能
遗传算法——遗传算法又称进化算法脱胎于生物学的遗传理论，按照进化的规律在计算机中以仿真的方式进行求解运算，以不断逼近合理解，它比穷举算法要更加智能且更符合自然规律。
穷举算法——穷举算法是利用计算机求解所有可能的方案，并进行评价，从而找到首个符合所有搜索条件的解。
仿生与分形——利用仿生学与分形学原理来编制算法，这在风景园林中可用于各类有机形态生成、路网结构与空间组构的布局，也可用于雕塑创作。
参数逻辑算法——指由各类参数控制下的特定算法以完成特定计算目的，如利用日照来控制城市建筑布局，利用人的运动方式控制公共空间的尺度布局，利用坡度和转弯半径来控制道路的生成等。
定义：算法生成是设计者根据设计对象的不同属性和需求，利用计算机程序语言或脚本语言来编制某种具有针对性的计算方法，并将计算成果使用计算机图形学的方法呈现为视觉图形或空间形态。
2.群体智能（Swarm Intelligence）
类别
多代理系统
形式语法
元胞自动机
可解决
预测生态环境新陈代谢的变化趋势
生境中生物包括人的空间活动分析
风景园林的动态演变问题
研究对象：是真实世界动态演变的规律与趋势
定义：研究一群具有简单行为模式的个体按照一个具有随机性的法则产生自组织的动态过程，并形成一个与个体行为不同的无法预知的复杂样态。它又被称之为“涌现”。
“涌现（Swarm）”理论的主要奠基人约翰.霍兰德（John Henry HOLLAND）在《涌现：从混沌到秩序》一书中这样描述“涌现”现象，“在复杂的自适应系统中，‘涌现’现象俯拾皆是：蚂蚁社群、神经网络、免疫系
统、互联网乃至世界经济等。但凡一个过程的整体的行为远比构成它的部分复杂，皆可称为‘涌现’。”通常说来，“涌现”指一个系统中个体间预设的简单互动行为所造就的无法预知的复杂样态的现象。
1.计算几何Computational Geometry
产生几何形体，形体结构动态优美、以作为进一步空间形态设计的基础。
三、参数化设计（Parametric Design）
特点
每个参变量控制或表明设计结果的某种重要性质，改变参变量的值会改变设计结果[1]”
所建构的模型允许被指定特定的关联信息，这也是BIM理念的基础。
通过图形化软件直接操控几何对象
既是技术又是方法
作为技术的参数化设计
在具有参数化功能的软件平台上建立由特定参数驱动的带有特定信息的几何模型，几何模型通过设计评价阶段后并将评价信息以参数的形式反馈回参数化软件平台进行进一步的优化，如此反复，并最终输出数字模型，转化为方案媒介和指导施工的图纸信息。
平台：基于图形脚本参数设计工具，它与算法设计有某种相似之处，都是设计者编制某种逻辑来控制参数化过程。由于多设计师对程序语言不熟悉，类似Grassshopper,Dynamo15等图形脚本参数工具可通过直观的图形化节点模块组织设计逻辑。
插件Lands design for rhino等
作为方法的参数化设计
参数化不仅是一种技术，更重要的是它所蕴含的开放的、由下至上、逻辑的参数关联、可检验和可回馈的设计成果、非预设立场的过程化和系统论的设计思想，它不同于传统设计方法的片段性、预设立场与主观价值，它探讨的，是设计对象自身及其所处环境的内在秩序，将来源于分析阶段及项目本身的需求产生的多个参数进行选择和组合，寻找联结各个参数的逻辑联系，进而建立各种参数之间的关联约束的逻辑关系，从而使隐含在表象背后的复杂关系和空间秩序客观显影和理性关联，并构建出系统架构的逻辑模型，并通过关键参数的调控，以构筑更加和谐、健康、优美且功能完善的空间秩序。
以流程分类参数化设计的方法（可混合使用）
由局部至整体
前者强调建构局部参数，由局部参数的逻辑关联最终推导出整体结构，并转换为空间关系，最终构成设计成果，在此过程中，整体结构通常是非预设的，或不可预知的，其整体结构是由大量看似无关的局部逻辑组合而成，以参数化方法研究生态环境的演变，通常使用此方法
由整体至局部
后者则利用全局参数对整体进行控制，并通过不同的逻辑细分方式来构筑底层结构。
国内外参数化研究进展
英国建筑联盟建筑学院（ A A ） 建立了一套指数化模型（Indexical Models）—敏感系统（Sensitive Systems）—网络城市主义（Network Urbanism）—自我实现（Actualisation）的设计方法，通过具有自组织能力的基本结构在科学分析得出的索引图解中变形重构，综合运用了从局部至整体和从整体至局部两种参数化设计流程，构建起从大区域空间结构到小尺度景观措施的完整策略。这套设计理论和方法完全建立于计算机分析分析、数字化算法生成及参数化建模的基础之上
同济大学建筑与城市规划学院池志炜等人探讨了景观参数化设计的基本概念，提出了景观参数化设计的基本体系框架和参数构成类型，并采用矩阵表的形式建构出参数组合规则，最终由规则生成多种方案以供优化和选择。
局限性
多偏于参数化建模的技术层面，而未能真正建构起参数化设计思想贯穿始终的设计方法
多数所谓参数化设计的案例，其实质不过是利用参数化建模软件根据几个参数来生成某些特殊的形式或表皮，参数的选择往往没有经过验证，生成的形式也几乎与场地的内在逻辑毫无关联。
从理论和实践层面上看，风景园林规划设计的过程不可能完全被参数化，许多要素尤其是社会、文化、审美等既无法转化为参数，也不可能针对一个项目构筑起一个全局逻辑。
大量的数据如果都被转化成控制参数，既无必要，也只能使设计过程沦为不可知。
参数化设计合理性的成败关键
如何根据设计的需求优选影响因子
如何选择全局参数与局部参数
如何设定关联和内部逻辑
数字设计媒介与信息化管理谱系（Computer Aided Design）——是设计信息在数字化平台上进行网络化综合化管理及以数字化传递媒介的合集
1，设计图解（Diagrams——通过数据可视化软件或编制脚本语言，数据统计信息转化为形象美观清晰易读的图解。
2.效果图与动画（Rendering and Animation），虚拟现实(Virtual Reality)：
（3）协同设计(Cooperative Work)
4.信息输入及输出（Information Input and Output）而一旦方案形成信息模型，也可利用三维打印等技术进行模型建造。
风景园林数字信息模型（Building Information Modelling）BIM
BIM指一个具有单一的、完整的、逻辑的建筑信息数据库为核心的建筑信息模型。这个信息模型容纳了建筑从设计到建造全生命周期的全过程信息。
其实质是一个庞大的系统解决方案
利用BIM软件，可以进行数字化分析，参数化建模、设计图解、进行多团队多工种协同设计，输出效果图与动画，输出施工指导图纸，碰撞检测，错误校验，也可以对施工过程进行模拟和管理。
平台：Revit
LANDCADD FOR REVIT_植物模块
Siteworks for revite——地形与道路模块
应用：功能复杂、尺度较大或者与建筑结合紧密的风景园林项目。
数字化规划设计时间轴
现状信息输入
数字化设计分析
计算机生成设计及参数化设计
数字化设计评价
计算机辅助绘图及数字化设计媒介