基于耦合原理的参数化风景园林规划设计机制研究

摘要

数字时代，以计算机技术为代表的数字技术发展推动了风景园林规划设计理论、方法与实践的变革与发展。传统的风景园林规划设计方法建立在经验基础之上，较多地依赖于设计师的感觉、悟性与积累，缺乏科学性与可传授性，设计的结果往往具有或然性。风景园林环境的营建是一项系统工程，生态化、可持续、减量化是现代风景园林规划设计关注的焦点。如何实现“因地制宜”地生成景园设计特色，更是现代风景园林规划设计面临的重要课题之一。数字技术的发展为风景园林的科学化提供了有力的支撑，基于“耦合原理”的参数化规划设计方法为风景园林规划设计探索了一条有效途径。
　　以建筑学为代表的参数化研究重在对形体和空间形态的模拟与描述，可以称之为“参数化生成”。与之不同，参数化风景园林规划设计聚焦于系统架构下的调控与优化，不囿于参数化的生成，而是透过参数化的设计机制，实现对风景园林规划设计从景园环境构成规律、过程到呈现形式的整合研究，通过多层面、多目标的耦合实现人工干预下的景园系统的整体优化。本研究从方法论的层面出发，以耦合原理为引导，对参数化风景园林规划设计机制进行研究，初步建构了参数化风景园林规划设计体系与逻辑模型，并结合多年实践与案例的解读，系统地研究参数化风景园林规划设计机制，全文由两个部分构成:
　　第一部分为“耦合原理与参数化风景园林规划设计机制建构”。首先，论文对数字时代风景园林规划设计变化与发展进行了梳理，以问题为导向，归纳了参数化风景园林规划设计方法研究中亟待解决的问题，并由此引出论文的研究目标，论文界定了“定量化”、“数字化”、“参数化”、“风景园林参数化”等范畴;在此基础上从风景园林规划设计的特点出发，深入剖析了参数化风景园林规划设计机制生成的前提、背景、基础、驱动、核心、途径等内在动因及其原理，提出“范式”与“模型”为其作用方式。据此，论文解读了“耦合原理”之于风景园林规划设计的内涵与意义，并讨论耦合架构下风景园林规划设计过程，构建了参数化风景园林规划设计过程，进一步对参数化风景园林规划设计体系的特征加以论述，整合“技术”与“软件”构建了参数化风景园林规划设计平台。
　　第二部分以参数化风景园林规划设计过程为基础，构建风景园林参数化评价与规划设计模型。针对于场所认知与风景园林规划设计过程与专项，建立了六个专项模型:生态敏感性评价模型、建设适宜性评价模型、项目选址模型、道路选线模型、拟自然水景建构模型、竖向设计模型。论文从风景园林规划设计各个专项的特点出发，对模型的逻辑生成与参数构成进行了论述，并分别结合实际案例就模型的运用进行了实证研究与探讨。
　　论文的创新点包括以下四方面:
　　1.视角创新:基于耦合原理建构了参数化风景园林规划设计过程
　　2.理论创新:在系统架构下阐明了参数化风景园林规划设计机制
　　3.方法创新:结合定性与定量研究探索了参数化风景园林规划设计方法
　　4.成果创新:针对学科特征建构了风景园林参数化评价与规划设计模型。

目录

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摘要

第一章 绪论

1．1 研究背景：当代风景园林规划设计发展趋势

1．1．1 风景园林学科的发展

1．1．2 设计理念的变革

1．1．3 科学化设计的演进

1．1．4 设计工具的革新

1．2 研究意义

1．2．1 推动风景园林规划设计的科学化

1．2．2 建构参数化风景园林规划设计理论

1．2．3 探索参数化风景园林规划设计实践与应用

1．3 国内外相关研究动态

1．3．1 场所景观的探索

1．3．2 数字景观的发展

1．3．3 参数化规划设计的兴起

1．4 相关概念的界定

1．4．1 定量化、数字化与参数化

1．4．2 参数化与风景园林规划设计

1．4．3 风景园林参数化软件平台

1．5 研究内容及框架

1．5．1 研究内容

1．5．2 研究框架

第二章 参数化风景园林规划设计机制

2．1 风景园林规划设计机制的内涵

2．1．1 设计机制

2．1．2 设计机制研究的意义

2．2 风景园林规划设计的系统特征

2．2．1 系统的复杂性

2．2．2 要素的动态性

2．2．3 设计的多目标性

2．3 传统风景园林规划设计机制韵特征

2．3．1 主体的单一性

2．3．2 表达的意象性

2．3．3 过程的单向性

2．3．4 方法的经验性

2．4 参数化风景园林规划设计机制的生成

2．4．1 生成的前提：因地制宜与顺应自然

2．4．2 生成的背景：风景园林的系统与设计

2．4．3 生成的基础：非线性与逻辑性

2．4．4 生成的驱动：系统优化与最小化干预

2．4．5 生成的核心：耦合与一体化

2．4．6 生成的途径：量化与参数化

2．5 参数化风景园林规划设计机制的作用方式

2．5．1 设计思维与范式

2．5．2 研究方法与模型

2．6 本章小结

第三章 基于耦合原理的参数化风景园林规划设计体系构建

3．1 风景园林学科背景下的“耦合”释义

3．2 耦合原理之于风景园林规划设计的意义

3．2．1 耦合的生态学意义

3．2．2 耦合的形态学意义

3．2．3 耦合的方法论意义

3．3 耦合原理与风景园林规划设计

3．3．1 耦合的目标：系统化设计

3．3．2 耦合的核心：场所适宜性

3．3．3 耦合的标准：耦合度

3．4 基于耦合原理的风景园林规划设计过程

3．4．1 场所认知过程

3．4．2 方案生成过程

3．4．3 方案优选过程

3．5 风景园林规划设计的参数化

3．5．1 参数化设计体系的特点

3．5．2 参数化平台的构建

3．5．3 基于耦合原理的参数化风景园林规划设计过程

3．6 本章小结

第四章 生态敏感性评价模型

4．1 生态敏感性与风景园林规划设计

4．1．1 生态敏感性评价方法

4．1．2 生态敏感性评价之于风景园林规划设计

4．2 生态敏感性评价模型的构建

4．2．1 生态敏感性评价因子的筛选

4．2．2 生态敏感性评价层次模型的建构

4．2．3 生态敏感性评价因子权重的确定

4．2．4 生态敏感性分级

4．3 生态敏感性评价参数化模型的运用

4．3．1 生态敏感性评价层次结构模型的建构

4．3．2 生态敏感性评价各级因子权重的确定

4．3．3 生态敏感性分区的形成

4．4 本章小结

第五章 建设适宜性评价模型

5．1 建设适宜性与风景园林规划设计

5．2 建设适宜性评价的意义

5．3 建设适宜性评价模型的构建

5．3．1 建设适宜性评价因子的确定

5．3．2 建设适宜性评价层次模型的构建

5．3．3 建设适宜性因子权重的确定

5．3．4 建设适宜性分级

5．4 参数化建设适宜性评价模型的运用

5．4．1 建设适宜性评价层次结构模型的建构

5．4．2 建设适宜性评价各级因子权重的确定

5．4．3 建设适宜性分区生成

5．5 本章小结

第六章 项目定位模型

6．1 项目定位的价值和意义

6．2 项目定位模型的构建

6．3 子模型一：项目适宜性评价模型

6．3．1 项目定位研究

6．3．2 项目与场所容人量分析

6．3．3 适宜项目的选择

6．4 子模型二：项目选址模型

6．4．1 项目选址模型构建

6．4．2 项目选址模型的运用

6．5 本章小结

第七章 道路选线模型

7．1 景园环境的道路选线

7．1．1 道路体系之于景园环境

7．1．2 风景园林规划设计中道路选线述要

7．2 景园环境道路选线方法的进展

7．2．1 传统的道路选线方法

7．2．2 基于ArcGIS平台的道路选线方法

7．3 基于ArcGIS的道路选线算法模型

7．3．1 成本距离算法

7．3．2 路径距离算法

7．3．3 成本路径算法

7．4 参数化风景园林规划设计道路选线模型构建

7．4．1 影响因子的判定

7．4．2 因子权重的确定

7．4．3 综合成本的生成

7．4．4 道路节点的选择

7．4．5 成本距离分析

7．4．6 最优路线生成

7．4．7 路径的筛选与优化

7．5 综合成本最短路径算法模型的优化

7．5．1 基于成本距离算法的道路选线比较分析

7．5．2 基于路径距离算法的道路选线比较分析

7．5．3 成本距离算法与路径距离算法道路选线模型的比较

7．5．4 多点道路选线模型的比较与优化

7．6 线型优化及路网生成

7．7 本章小结

第八章 拟自然水景建构模型

8．1 风景园林规划设计的水景建构

8．1．1 水景之于风景园林规划设计

8．1．2 拟自然水景的营造

8．2 拟自然水景建构模型的构建

8．2．1 水文分析

8．2．2 水系的选址

8．2．3 水量的估算

8．2．4 坝高的预判

8．2．5 水体形态的模拟

8．3 拟自然水景建构模型的运用

8．3．1 场所水文分析

8．3．2 水景选址的确定

8．3．3 水量的计算

8．3．4 水位的计算

8．4 水系的生成与营造

8．5 本章小结

第九章 竖向设计模型

9．1 景园环境的竖向设计

9．1．1 竖向设计的价值与意义

9．1．2 参数化竖向设计的内容

9．1．3 竖向设计的要点

9．2 竖向设计方法的参数化

9．2．1 设计过程的参数化调控

9．2．2 设计方法的数字化发展

9．3 风景园林参数化竖向设计模型构建

9．3．1 道路竖向

9．3．2 水系竖向

9．3．3 场地竖向

9．3．4 土方平衡

9．4 参数化竖向设计模型的运用

9．4．1 道路竖向设计

9．4．2 水系竖向设计

9．4．3 场地竖向设计

9．4．4 土方平衡优化

9．5 本章小结

结语与展望

10．1 结语

10．2 展望

参考文献

附录

图表索引

作者简介

后记