风景园林专业空间信息技术论文

一、“数字地球”与3S技术

“数字地球”是空间信息技术发展中的重要概念。“数字地球”的构想是美国副总统戈尔于1998年提出的，其实质是网络基础设施、数据库与计算机构成的数字化地理虚拟系统，目的是使人们能够通过数字化信息网络，自由地链接、调用地理信息。“数字地球”的核心是3S集成技术。3S包括GPS、RS和GIS。GPS即全球定位系统，可通过坐标系统进行全天候精确定位、定性和定时，在导航、测绘、军事、农业、考古等方面的应用前景广阔。RS即遥感技术，各类卫星遥感能够全天候对地表实时监测，深入、准确地监测地表景观的状态。GIS即地理信息系统，是各类空间数据与属性数据的集成数据库平台，能够进行各类空间分析、演变分析与三维成像。GIS、RS与GPS所采用的数据格式具有共通性，能够达到无缝连接，极大地拓展了风景园林中分析、规划与设计的一体化能力。

二、空间信息技术促进风景园林专业技能变革

空间信息技术的发展能够大幅促进我国风景园林专业技能的变革。主要的变化包括空间数据、景观的监测与分析、工作效率化方面。风景园林研究、规划和设计均涉及各类空间数据。对于规划设计人员来说，获取、处理有效的数据是重要的专业技能。针对基础数据内容庞杂、种类繁多且尺度不一的特点，我国已经着手建设地图数据库、测绘档案等数据基础设施。各类商业遥感影像也是重要的数据源，可以根据用户要求有针对性的调取。规划设计人员能够在GIS平台上，对空间数据进行分析，从而准确地掌握基地的地表状况，提高规划设计方案的合理性。风景园林从业人员可以利用遥感技术对地貌景观进行广域、实时、高精度的监测，并通过GIS进行定量化分析；通过RS和GIS技术，规划师可以定量地掌握绿地植被分布状态，在GIS中可以进行时间序列演变分析、土地适宜性评价、热岛分析、空间分析（包括网络分析、可达性分析、叠加分析等）、景观指数分析等，为绿地规划、城乡与区域规划提供基本的依据。引入数字技术能够大幅提高工作效率。空间数字信息技术，尤其是3S集成技术的不断发展与完善，促进了数据与软件的无缝兼容，推动了园林设计的自动化进程。设计自动化包括办公流程自动化、数据采集自动化、输入输出自动化、分析自动化和管理自动化。办公电子设备与软件集成化发展提高了数据传输与处理的效率，国家大力推动的数据标准化与共享化也有力提升了规划设计人员采集、分析和处理数据的能力。

三、高校风景园林专业空间信息技术教学的目的

（一）加强对空间数据的理解

风景园林专业的规划设计课程涉及到空间数据的处理。空间信息技术教学实际上是围绕空间数据的获取、处理、分析而展开的。目前学生普遍缺乏对空间数据的理解，对于空间数据的基本属性、数据的格式与转换、数据的来源缺少科学的认知。空间信息技术教学可以使学生深入掌握各类空间数据的特征、理解数据的含义和表达、了解数据的来源途径和获取方法，熟练运用不同的空间数据格式转换技能，为识别有效数据、处理数据奠定基础。

（二）掌握空间数据的获取能力

空间数据来源广泛、质量混杂，初学者往往难以理清数据的来源渠道。比如有学生在课题中利用遥感图像进行绿化地解析，所采用的数据为网络下载的栅格数据，这类数据失真性较大，并不能用于绿地定量研究。出现这种错误的根本原因在于学生没有了解有效数据的获取途径。教学中应使学生了解国际、国家和省市等相关机构和商业公司的各类空间数据范围及其特性，以及这些数据对于风景园林专业的用途，使学生具有识别有效数据，掌握有效数据获取途径的能力。

（三）掌握基本的空间分析方法

深入、正确的空间分析是获得合理的规划设计方案的前提，也是对规划设计方案进行调整的基础。因此，应使园林专业学生了解、掌握利用GIS软件处理空间数据和进行空间分析的方法。GIS平台中的空间分析模块包括叠加分析、缓冲区分析、可达性分析、距离分析、表面分析、计量统计等功能，可进行时间序列演变与空间格局的量化分析，也可以利用统计结果进行各类景观指数的演算，并制作相应的主题图，作为规划设计的依据。

（四）掌握数据库能力

数据库是对各类工作数据的管理平台。对于景观规划、园林遗产保护、园林植物与应用方向的学生来说，需要收集、管理各类园林资源、植物和地理空间数据。而现实状况中，这些数据往往数量庞大、来源复杂、格式多样，如何管理好这些数据成为影响工作结果的重要因素之一。数据库是解决这个问题的重要方法。空间信息技术教学应使学生获得数据库构建技能，进一步提升其管理数据、使用数据的能力与效率，对其将来的工作具有很好的促进作用。

四、高校风景园林专业空间信息技术课程设置

风景园林专业是应用性较强的专业，与社会实际需求结合紧密。而空间信息技术本身是系统性的科学，因此需要以风景园林专业特点为中心进行知识点提炼，建立有针对性和系统性的教学体系。风景园林专业课程包括理论与设计两大类型，成系列的规划设计课程为教学体系的中心，相关理论知识点是围绕提高学生规划设计能力这个目标来设置的。因此，空间信息技术课程也应以园林规划设计为中心，设置相应的教学内容，通过培养学生空间数据处理技能达到提高规划设计能力的目的。一般来说，高校园林专业所设置的园林规划设计系列课程包括园林设计与园林规划两大内容。园林设计是针对中小尺度的场地，包括庭园设计、专类公园设计、综合公园设计、广场设计、居住区绿地设计、街旁绿地设计、带状公园设计等课程，园林规划是在大尺度的场地上实施的绿地系统规划、风景区规划、度假区景观规划、滨水区景观规划等。设计的尺度越大，与城市、社区以及自然环境的关系越复杂，就越需要学生具备较好的数据收集和处理能力，并能够掌握、应用一定的空间分析方法。笔者认为，针对园林专业课程内容和技能要求，可将空间信息技术教学内容划分为三个模块，每个模块有不同的教学内容与目的，且与相应的园林教学课程相对应。三个模块包括基础模块、数据处理模块和空间分析模块，基础模块是理论教学，数据处理与空间分析模块是实践教学。基础模块以学生认知空间数据为基本目的，主要包括空间数据的格式与分类、空间数据的作用与意义、地理坐标系统与地图学基本知识、3S技术原理、数据库基础、数据基础设施与常用空间数据源等教学内容。数据处理模块与园林设计课程相对应，以学生在设计过程中能够正确获取、处理基地环境数据为目的，教学内容包括DEM高程数据处理、GPS数据获取与转换、CAD文件格式转换、RS地物分析等。空间分析模块与园林规划课程相对应，以学生在规划过程中能够进行科学地空间分析为根本目的，主要教学内容包括叠加分析、缓冲区分析、可达性分析、距离分析等，并使学生能够制作主题图，作为规划的依据。基础模块、数据处理与空间分析三个模块教学内容应依次进行，只有掌握前一个模块内容，方能进行下一个模块的教学。基础模块必须开设独立的课程，数据处理与空间分析模块既可以是独立的课程，也可以作为园林设计课程中的组成单元，或者采用连续性的讲座形式。

五、难点与展望

在风景园林专业引入空间信息技术教学内容，面临基础薄弱、师资和设备场地不足等问题。当前高校风景园林专业开设空间信息技术课程极少，个别院校即便开设有GIS课程，多以理论为主，上机实践操作较少，难以对园林规划设计课程产生实质的影响。尽管在科学研究和实际规划项目中，运用遥感与GIS分析方法越来越多，但是对于风景园林专业来说，空间信息技术教学毕竟是新事物，目前缺少这方面的教学实践积累和相应的教学研究，只能是边尝试、边总结、边推进。高校风景园林专业引入空间信息技术教学，要求主讲教师不仅是园林规划设计和研究的专家，还要熟悉3S等空间信息技术的理论与技能。目前这方面的师资严重缺乏.虽然高校中不乏GIS、RS等专业的教师，但这些老师不了解风景园林专业的特点，所开设课程难以与园林规划设计课程衔接，常导致学生听课后不知道如何运用。因此，高校风景园林学科应大力引入擅长GIS、RS操作，并有实际园林规划设计项目经验的专业老师，解决这方面师资不足的问题。教学空间信息技术中的数据处理与空间分析内容，注重对学生的实际操作训练。因此，该部分教学需要专业实验室和上机设备，还需购置相应的教学用软件。只有通过增加这方面的教学投入，不断提升教学管理水平和设备使用效率才能解决目前高校存在的教学资源不足的问题。随着中国经济发展和城市化进程加深，环境生态问题日益严重，风景园林学科将承担越来越重的社会责任，必须根据社会情势调整现有的教学内容。随着社会对高校教育的要求越来越高，国家不断增加对教育的投入，大量的复合型人才、海内外高层次人才进入高校从事教学科研工作，笔者相信，师资问题和硬件问题都将获得解决，通过不断的探索，必然能够完善面向风景园林专业的空间信息技术教学体系。

作者：许浩 单位：南京林业大学