張浩,蔡玲,陳宇,熊模輝
(1.安徽工程大學(xué)建筑工程學(xué)院,安徽蕪湖,241000;2.江西生物科技職業(yè)學(xué)院,江西南昌330200;3.江西建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江西南昌330000;4.江西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,江西南昌330000)
基于BIM技術(shù)的江西龍虎山風(fēng)景名勝區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)的信息化管理研究
張浩1,蔡玲2,陳宇3,熊模輝4
(1.安徽工程大學(xué)建筑工程學(xué)院,安徽蕪湖,241000;2.江西生物科技職業(yè)學(xué)院,江西南昌330200;3.江西建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院,江西南昌330000;4.江西省城鄉(xiāng)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,江西南昌330000)
BIM技術(shù)是當(dāng)前建筑行業(yè)中的新理念與方法,在建設(shè)行業(yè)中得到了廣泛推廣.利用BIM技術(shù)概念,在江西龍虎山風(fēng)景名勝區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)中進(jìn)行數(shù)字化分析與管理;主要從風(fēng)景名勝區(qū)宏觀角度采用ArcGIS軟件,分析風(fēng)景名勝區(qū)的生態(tài)敏感性,進(jìn)行風(fēng)景區(qū)分級(jí)保護(hù)規(guī)劃、旅游線路規(guī)劃等;從龍虎山莊會(huì)議中心建筑的微觀角度,用Revit軟件建立建筑信息模型,分析建筑朝向以及太陽(yáng)輻射,結(jié)合Revit的協(xié)同設(shè)計(jì)、信息集中、數(shù)字化管理等優(yōu)勢(shì),使得建筑信息數(shù)據(jù)使用更加合理化.
BIM技術(shù);風(fēng)景名勝區(qū);規(guī)劃設(shè)計(jì);信息化管理
建筑信息模型(BIM)是上個(gè)世紀(jì)70年代,查克伊士曼博士(ChuckEastman,Ph.D.)提出的概念:建筑信息模型是將一個(gè)建筑設(shè)計(jì)項(xiàng)目在整個(gè)生命周期內(nèi)的所有幾何特性,功能要求與構(gòu)件的性能信息綜合到一個(gè)單一的模型中,同時(shí)這個(gè)單一模型信息中還包括了施工進(jìn)度、建造過程的過程控制信息[1].對(duì)于BIM技術(shù)的認(rèn)識(shí)應(yīng)當(dāng)是:建設(shè)項(xiàng)目應(yīng)用BIM技術(shù)建造一個(gè)數(shù)字化的實(shí)體,一個(gè)由參與項(xiàng)目的各方面人員共享的數(shù)字模型,這個(gè)模型的設(shè)計(jì)、項(xiàng)目的施工、后期管理與運(yùn)營(yíng)等階段都需要全部的信息數(shù)字化管理,在此過程中,需要各專業(yè)的協(xié)調(diào)合作、資源共享與開放、管理一體化.
龍虎山風(fēng)景區(qū)內(nèi)多山地丘陵,自然環(huán)境優(yōu)越,植被類型多樣,野生動(dòng)物資源豐富,當(dāng)前整個(gè)風(fēng)景名勝區(qū)有景點(diǎn)49處.本文基于BIM技術(shù),探討江西龍虎山風(fēng)景區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)中的信息化管理應(yīng)用,實(shí)踐相關(guān)的數(shù)字技術(shù)在項(xiàng)目中的應(yīng)用,總結(jié)規(guī)劃過程中數(shù)字技術(shù)應(yīng)用的優(yōu)缺點(diǎn).
風(fēng)景名勝區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)過程是多專業(yè)相協(xié)調(diào)、合作的過程.其中旅游規(guī)劃與管理專業(yè)在前期的策劃中,確定風(fēng)景區(qū)的旅游主題、旅游特色、旅游品牌等,經(jīng)過一定的調(diào)研、分析,規(guī)劃幾條旅游路線以及大的發(fā)展方向;后期城鄉(xiāng)規(guī)劃、人文地理、風(fēng)景園林、社會(huì)學(xué)、管理學(xué)等專業(yè),會(huì)逐步進(jìn)入到規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中,提出各個(gè)專業(yè)面臨的問題.但是各個(gè)專業(yè)在大部分決策過程中,都會(huì)使用傳統(tǒng)的定性分析方法,定性的方法取決于經(jīng)驗(yàn)、傳統(tǒng)方法.然而隨著當(dāng)代信息技術(shù)的發(fā)展,可以適當(dāng)引入數(shù)字技術(shù)以此支撐方案過程中的決策,提高規(guī)劃效率與風(fēng)景名勝區(qū)的科學(xué)管理水平.BIM技術(shù)與方法應(yīng)用到風(fēng)景名勝區(qū)中,主要建立風(fēng)景名勝區(qū)規(guī)劃的信息模型,而此模型需要以影響規(guī)劃決策的專項(xiàng)因子的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)為依據(jù)來(lái)建立[2].
本項(xiàng)目研究中主要從宏觀層面與微觀層面角度來(lái)使用BIM技術(shù);在宏觀層面,即風(fēng)景區(qū)的生態(tài)敏感性分析、分級(jí)保護(hù)規(guī)劃、可建設(shè)用地規(guī)劃等方面采用ArcGIS技術(shù),建立相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù),實(shí)現(xiàn)數(shù)字技術(shù)決策與管理;在微觀層面.即單體建筑角度,以龍虎山莊的會(huì)以中心建筑為例,探討Revit、Ecotect等軟件與技術(shù)如何在其中的分析與應(yīng)用.風(fēng)景區(qū)規(guī)劃中主要的BIM技術(shù)路線如(圖1)所示,主要步驟如下:
2.1 風(fēng)景名勝區(qū)基礎(chǔ)資料的收集與提取
風(fēng)景名勝區(qū)的基礎(chǔ)資料收集是風(fēng)景區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)的前期工作,基礎(chǔ)資料主要來(lái)自當(dāng)?shù)卣块T提供的材料、網(wǎng)絡(luò)信息資料、書籍文獻(xiàn)等,基礎(chǔ)資料按照屬性分為自然資料與人文資料.
自然資料包括:地形圖、衛(wèi)星地形圖、行政區(qū)域邊界、動(dòng)植物分布、森林資源統(tǒng)計(jì)、林地田地分布情況、土壤類型分布、交通現(xiàn)狀、上位規(guī)劃等等;
人文資料包括:居民現(xiàn)狀分布、人口統(tǒng)計(jì)、現(xiàn)狀景點(diǎn)資源分布、統(tǒng)計(jì)年鑒等.
基本數(shù)據(jù)資料的類型主要包括dwg格式、圖形圖像格式、pdf格式、word、excel等.
2.2 風(fēng)景名勝區(qū)基礎(chǔ)資料數(shù)字化表達(dá)
風(fēng)景名勝區(qū)信息數(shù)字化表達(dá)主要包括遙感數(shù)據(jù)提取、解譯,整理地形圖CAD,人口分布統(tǒng)計(jì)數(shù)字化,在ArcGIS軟件輸入現(xiàn)有的地形數(shù)據(jù)、交通路線、耕地現(xiàn)狀分布、土地利用分布相關(guān)資料等.對(duì)部分單因子進(jìn)行轉(zhuǎn)譯成為柵格數(shù)據(jù),便于后期的多因子疊加分析.對(duì)圖文影像資料,轉(zhuǎn)化為電子形式,統(tǒng)一格式錄入ArcGIS,做成基本的數(shù)據(jù)庫(kù)形式,與單因子分析圖相對(duì)應(yīng),形成動(dòng)態(tài)聯(lián)系.龍虎山莊會(huì)議中心建筑的初步方案CAD文件導(dǎo)入Revit中,為建模奠定基礎(chǔ).
圖1 BIM技術(shù)在龍虎山風(fēng)景區(qū)中的應(yīng)用路線
3.1 龍虎山風(fēng)景名勝區(qū)的基礎(chǔ)資料收集與數(shù)字化
收集與整理風(fēng)景區(qū)的基礎(chǔ)資料,主要有地形圖、遙感影像、土地現(xiàn)狀利用圖、耕地利用現(xiàn)狀圖、人口分布、現(xiàn)狀交通路線分布圖等,結(jié)合ArcGIS、Excel軟件等,實(shí)現(xiàn)基本數(shù)據(jù)的數(shù)字化表達(dá).
3.2 單因子分析
3.2.1 高程因子
高程是生態(tài)環(huán)境中的一個(gè)重要影響因素,隨著海拔的變化,空氣溫度和土壤也發(fā)生改變,對(duì)植物的地帶性分布影響顯著,整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)也呈現(xiàn)出明顯的垂直分布特征[3].在ArcGIS中對(duì)等高線進(jìn)行梳理,形成風(fēng)景名勝區(qū)的數(shù)字高程圖(DEM圖),用來(lái)表示龍虎山風(fēng)景名勝區(qū)的實(shí)際高程,整個(gè)風(fēng)景區(qū)高程最高點(diǎn)在南部區(qū)域,最低點(diǎn)在風(fēng)景區(qū)北部.其中高程在900m以上的區(qū)域,是高敏感區(qū)域(圖2)占風(fēng)景區(qū)面積總比例4.32%.
3.2.2 坡度因子
地表面某一點(diǎn)的坡度是指過該點(diǎn)的切平面與水平面之間的夾角,即表示了地表在該點(diǎn)的傾斜程度.坡度越大,保水能力越差,水土越容易流失,植被受到破壞越不容易恢復(fù),生態(tài)與視覺上都帶來(lái)較大的沖擊;而坡度平緩的地方,保水能力強(qiáng),不易產(chǎn)生水土流失,土地肥沃,能夠容忍強(qiáng)度較大的開墾和建筑修路等活動(dòng)[4].
利用數(shù)字高程模型,對(duì)高程數(shù)據(jù)進(jìn)行坡度分析,坡度主要分為0-15°、15-25°、25-35°、35-45°、45-90°五大級(jí)別.其中坡度大于45°的區(qū)域占有3.27%,這部分區(qū)域是敏感度較高的地帶,主要是在山體的上坡,這些地方坡地大,生態(tài)敏感性高,需要重點(diǎn)保護(hù)(圖3).
圖2 風(fēng)景區(qū)高程分析圖
圖3 風(fēng)景區(qū)坡度分析圖
圖4 風(fēng)景區(qū)坡向分析圖
3.2.3 坡向因子
坡向粗略地分,可以分為東、南、西、北四個(gè)方向,細(xì)分則可分為八個(gè)方向:東向(67.5°-112.5°)、東南向(112.5°-157.5°)、南向(157.5°-202.5°)、西南向(202.5°-247.5°)、西向(247.5°-292.5°)、西北向(292.5°-337.5°)、北向(337.5°-360°和0°-22.5°)、東北向(22.5°-67.5°),得到龍虎山風(fēng)景區(qū)的坡向圖,將東北、西北坡向的區(qū)域分類為較高敏感區(qū)域其,面積約占總面積的15.83%;將正北區(qū)域分類為高敏感區(qū)域,面積約占8.32%(圖4).
3.2.4 水體緩沖分析
龍虎山風(fēng)景名勝區(qū)的水資源比較豐富,其中有信江、瀘溪河兩條主要河流.根據(jù)實(shí)際情況,按距離水源的遠(yuǎn)近劃分為5個(gè)等級(jí),距離主要分為100、200、300、400、500m.其中距離水源在100m之內(nèi)的區(qū)域?yàn)楦呙舾卸葏^(qū)域(圖5),占總面積的8.63%.
3.2.5 耕地緩沖分析
風(fēng)景名勝區(qū)中的耕地面積35.68km2,占總面積的16.22%;耕地面積屬于非建設(shè)用地中的一類,耕地具有較高的生態(tài)效益,加強(qiáng)對(duì)耕地周圍區(qū)域的保護(hù)有利于風(fēng)景區(qū)的生態(tài)建設(shè).對(duì)耕地周圍的區(qū)域進(jìn)行保護(hù)分級(jí),加強(qiáng)監(jiān)管.分級(jí)主要為0-50m,50-100 m,100-150m,150-200m,200-250m,大于250m的區(qū)域,距離越近,生態(tài)敏感性越高,需要加強(qiáng)保護(hù)(圖6).
3.2.6 人文因子
首先是人口因子,人口分布是風(fēng)景名勝區(qū)規(guī)劃的前期工作,人口容量的多少是風(fēng)景區(qū)發(fā)展的重要表征指標(biāo).對(duì)風(fēng)景區(qū)內(nèi)部的人口分布進(jìn)行資料收集與調(diào)研,得知:,風(fēng)景名勝區(qū)涉及到自然村102個(gè),農(nóng)村居民7392戶,29175人,外出人數(shù)達(dá)到6578人,占人口的22.5%,另有城鎮(zhèn)人口9243人,則風(fēng)景名勝區(qū)內(nèi)常住居民共計(jì)38418人(圖7),城鎮(zhèn)居民占總?cè)丝诘?4.1%.
3.3 多因子疊加分析
多因子疊加是綜合影響因素評(píng)價(jià)的重要環(huán)節(jié),采用權(quán)重分級(jí)的方法,將各個(gè)單因子元素按照定量的結(jié)合起來(lái),對(duì)于后期的方案篩選與確定有重要意義[5].在自然因子的疊加分析中,賦予高程、坡度、坡向、水體緩沖、耕地緩沖的各自權(quán)重,高程比重0.35,坡度比重0.25,坡向比重0.10,水體緩沖比重0.15,耕地緩沖比重0.15.然后將自然因子分析與人文因子分析相結(jié)合,得到生態(tài)敏感性分析(圖8),分級(jí)保護(hù)規(guī)劃圖.保護(hù)的對(duì)象主要有林地、居民生產(chǎn)生活用地、基本農(nóng)田、地形地貌脆弱地區(qū).
圖5 風(fēng)景區(qū)主要水體緩沖區(qū)分析圖
圖6 風(fēng)景區(qū)耕地緩沖區(qū)分析圖
圖7 風(fēng)景區(qū)主要人口分析圖
圖8 風(fēng)景區(qū)生態(tài)敏感性分析圖
3.4 龍虎山莊會(huì)議中心建筑數(shù)據(jù)庫(kù)的建立
龍虎山莊會(huì)議中心建筑是龍虎山莊的重要建筑,建立建筑信息化數(shù)據(jù)庫(kù)有利于后期的建筑管理與運(yùn)營(yíng).在建立建筑信息數(shù)據(jù)中主要采用Revit的軟件,首先分析龍虎山莊的規(guī)劃圖,進(jìn)行建筑方案的推敲.得到初步設(shè)計(jì)思路,在Revit中建立建筑的模型,結(jié)合Ecotect軟件進(jìn)行生態(tài)模擬分析,得到龍虎山莊園區(qū)中部分地帶的建筑朝向分析圖,太陽(yáng)輻射分析圖;建筑朝向的選擇直接影響建筑物的采光照明,合理的朝向可以減少建筑能耗,提高舒適性.地面熱輻射量的大小影響硬質(zhì)空間的布置,一些公共設(shè)施的選址也受其影響,例如變電站、垃圾池等地塊需要布置在陰涼干燥地帶.對(duì)于建筑、景觀規(guī)劃有一定意義[6].
其次利用Revit軟件,對(duì)建筑進(jìn)行擴(kuò)初、施工圖設(shè)計(jì);在擴(kuò)初設(shè)計(jì)過程中,結(jié)合Revit軟件的關(guān)聯(lián)性修改功能、強(qiáng)大豐富的材料數(shù)據(jù)庫(kù),對(duì)建筑的局部或者整體進(jìn)行細(xì)化,并且可以生成各層的平面圖以及立面圖等,為施工階段提供有效的施工圖紙保障.結(jié)合軟件的統(tǒng)計(jì)功能可以得到部分材料明細(xì)表;并且多專業(yè)協(xié)同設(shè)計(jì),對(duì)于結(jié)構(gòu)、建筑、水電等專業(yè)的人員而言,可以同步更新相關(guān)設(shè)計(jì)內(nèi)容,使彼此間及時(shí)了解建筑的整體信息,降低設(shè)計(jì)返工率.
3.5 BIM數(shù)據(jù)共享與管理
最終將所有數(shù)據(jù)設(shè)置相關(guān)的訪問、修改、查看等權(quán)限,發(fā)布給政府、規(guī)劃設(shè)計(jì)院以及相關(guān)的施工、管理單位,為后期的施工、運(yùn)營(yíng)提供基礎(chǔ).在ArcGIS中制定單因子專題分析圖,數(shù)字高程三維模型,進(jìn)行定量分析;同時(shí)結(jié)合Google地圖,實(shí)現(xiàn)三維漫游. Revit軟件中建筑信息模型集中了龍虎山會(huì)議中心建筑的設(shè)計(jì)信息,例如建筑的管線、窗戶、門等出現(xiàn)問題,可以直接查看信息模型,可以得到直觀的內(nèi)部建模情況,快速發(fā)現(xiàn)問題、解決問題.
在龍虎山風(fēng)景區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)中,采用了BIM技術(shù)理念,對(duì)風(fēng)景區(qū)的總體信息建立了信息數(shù)據(jù)庫(kù),其中從宏觀的角度結(jié)合ArcGIS軟件,進(jìn)行了生態(tài)敏感性的分析,得到分級(jí)保護(hù)用地規(guī)劃的基礎(chǔ)依據(jù);結(jié)合Revit軟件,建立龍虎山莊會(huì)議中心建筑信息模型,對(duì)建筑進(jìn)行可視化、信息化等分析,所有的資料信息集中在模型之中,便于管理和施工.這其中存在很多優(yōu)點(diǎn)與不足:
4.1 存在的優(yōu)點(diǎn)
(1)定量的決策系統(tǒng)為主:在龍虎山風(fēng)景區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中,定量的分析方法相比傳統(tǒng)的定性方法更有說(shuō)服力,在決策規(guī)劃的過程中用科學(xué)數(shù)據(jù)為依據(jù).在本文案例中運(yùn)用BIM技術(shù)定量數(shù)據(jù)方法,利用ArcGIS、Revit、Ecotect軟件進(jìn)行了定量分析,使得決策更科學(xué).
(2)協(xié)同設(shè)計(jì)的規(guī)劃方法:風(fēng)景區(qū)規(guī)劃設(shè)計(jì)中采用的Revit軟件,建立了會(huì)議中心建筑BIM模型,這其中涉及到多專業(yè)協(xié)作的環(huán)節(jié),多專業(yè)基于同一個(gè)Revit模型,進(jìn)行各自專業(yè)的設(shè)計(jì),同步更新設(shè)計(jì)內(nèi)容,各專業(yè)間及時(shí)互相溝通,解決問題[7].
(3)風(fēng)景名勝區(qū)的BIM模型的建立,為風(fēng)景區(qū)管理、生態(tài)保護(hù)系統(tǒng)規(guī)劃、用地規(guī)劃與管理、旅游游賞路線規(guī)劃等提供定量的科學(xué)數(shù)據(jù)信息,同時(shí)為后期的旅游資源保護(hù)與利用,旅游資源的可持續(xù)發(fā)展提供了基礎(chǔ).并且為風(fēng)景區(qū)全生命周期管理體系的建立提供平臺(tái).
(4)信息數(shù)據(jù)展現(xiàn)的多樣化:在規(guī)劃設(shè)計(jì)中的圖紙表達(dá),以數(shù)字化為基礎(chǔ),三維表達(dá),影像格式,數(shù)據(jù)庫(kù)形式等,區(qū)別于傳統(tǒng)的二維圖紙形式.Revit軟件在材料統(tǒng)計(jì)、圖紙自動(dòng)生成方面有優(yōu)勢(shì),并且信息數(shù)據(jù)表達(dá)方式有二維、三維形式,色彩表達(dá)更加豐富,而且色彩修改更加方便且關(guān)聯(lián)性強(qiáng).
4.2 但是在案例的研究過程中,采用BIM信息化管理中也存在一定的問題
(1)BIM技術(shù)在風(fēng)景園林行業(yè)推廣遇到阻礙. BIM技術(shù)是當(dāng)前建設(shè)行業(yè)的前沿技術(shù),在建筑行業(yè)的發(fā)展有一定的基礎(chǔ),而且一些觀念認(rèn)為BIM技術(shù)知識(shí)用于狹義的建筑行業(yè),由于在風(fēng)景園林行業(yè)沒有更多的實(shí)踐與理論支撐,導(dǎo)致當(dāng)前的發(fā)展過于緩慢,因此需要繼續(xù)探索.
(2)BIM技術(shù)概念與軟件的普及程度不夠.部分專業(yè)人員當(dāng)前對(duì)BIM技術(shù)的理解,還是停留在軟件的應(yīng)用之上,并沒有實(shí)質(zhì)性的了解BIM技術(shù)的內(nèi)涵;生命周期理論概念是BIM技術(shù)的核心內(nèi)容,但目前對(duì)此概念的理解不夠透徹,需要繼續(xù)研究[8].
(3)BIM技術(shù)優(yōu)勢(shì)集中體現(xiàn)在管理方法與手段上,但本案例的研究中,側(cè)重于規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中的管理,施工階段與管理運(yùn)營(yíng)階段的BIM技術(shù)應(yīng)用涉及面不夠廣,因而需要進(jìn)加深BIM技術(shù)在各階段的管理作用.
綜上所述,BIM技術(shù)理念在風(fēng)景園林行業(yè)的運(yùn)用才剛剛起步,需要更多的理論與實(shí)踐案例來(lái)推動(dòng)技術(shù)的發(fā)展.龍虎山風(fēng)景名勝區(qū)的BIM技術(shù)應(yīng)用具有一定的實(shí)踐意義,改變了規(guī)劃設(shè)計(jì)的決策方式,增加了定量分析的內(nèi)容,使得決策更加科學(xué)化與信息化;協(xié)同合作的方式加強(qiáng)專業(yè)之間的聯(lián)系.但在小場(chǎng)地的景觀設(shè)計(jì)中BIM技術(shù)是否能夠運(yùn)用,需要進(jìn)一步實(shí)踐與探索.
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TU986
:A
:1673-260X(2017)03-0051-04
2016-11-29
2014年江西省高校人文社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目資助(JC1459)