数字孪生在风景园林的应用

数字孪生在风景园林的应用

刘鹏

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摘要：在信息时代环境下，数字孪生技术依托于计算机软硬件技术的飞速发展日趋成熟。目前，数字孪生技术已普遍应用到风景园林设计中，该技术在应用的过程中，设计者可通过直接或间接形式提取模块并进行使用。打破传统的建模设计过程，为风景园林的设计工作提供了更为高效的手段。

关键词：数字孪生；风景园林；应用策略

引言

随着“绿水青山”战略的提出和对人居环境的重视，风景园林行业逐渐受到更多重视。在传统建设行业中，风景园林将会起到越来越重要的角色，而风景园林在不断发展中又不断地遇见新的问题，比如需要满足的外部因素增多、使用人群需求多样等问题。近年来，国家加大对新型基础设施建设的投入力度。在改善生活环境的过程中，风景园林将和一系列新技术互相融合，向着多元与包容的方向发展，更好为使用者服务。

1数字孪生技术概述

从理论上讲，数字双筒技术是一种能够创建和体验虚拟世界的仿真系统，即通过合理应用计算机来创建真实的仿真环境，从而使用户能够沉浸在技术的仿真环境中。在实际应用过程中，数字双胞胎技术适用于所有现实数据，利用计算机技术形成电子信号，然后通过应用不同类型的出口设备，转变成一种特殊的环境，可以使人们现实，这些现象在中可能看不见目前，双机数字技术已随着时间的推移得到发展，并已应用于景观设计。园林景观设计过程复杂，变化多，数字二进制技术的合理应用可实现现场设计交互，合理模拟操作设计，优化景观布局，全面模拟园林景观。设计师采用数字望远镜技术进行景观设计，可以从不同角度进行分析，合理地将景观设计与周围环境相结合，数字望远镜技术比传统设计更加实用。

2数字孪生风景园林的设计

数字孪生风景园林的核心是要和目前已有的LIM（风景园林信息模

型）相互融合。LIM是一种应用于工程施工、项目设计的为风景园林信息建模的技术，能够实现项目的三维可视化，对风景园林项目进行多维度考量，能贯穿项目的生命周期。相比LIM，数字孪生风景园林能够实现对设计、施工、运营的一体化管理，大大提高了效率。数字孪生风景园林应当具有实时交互、闭环管理、可扩展的特点。在数字孪生风景园林模型中，实时交互基于园林中的物联网设备，能够在虚拟世界和现实世界双向映射，借助于动态交互的设备，能够提高数字孪生风景园林运行的可行性。在此基础上，借助人工智能管理系统，数字孪生风景园林能够实现自主决策，在云端的学习库中找到最合适的解决方案，在解决之后不断自主学习和优化，自主提升解决能力。数字孪生风景园林具有可扩展性高的特点，将其与CIM平台相互融合，助力城市的整体融合发展，会更加有利于智慧城市、万物互联的融合发展。在数字孪生风景园林模型中，可以不断增加、集成或替换模型，从而更好地实现数字孪生的效果。

3数字孪生风景园林的应用

3.1实行理念设计

在风景园林设计中，设计理念是作品的核心。事实上，设计本身就起源于抽象理念。在传统的风景园林设计方法中，无法将设计者的抽象想法和个人理解完美体现和验证，导致很多设计思路无法尝试和实现。而计算机技术不只是在一定程度上扩展了设计师的视线，在风景园林理念的设计中也起着重要作用。通过构建模型，将数字孪生技术应用到风景园林设计中，可以使设计更加贴近现实效果，在沉浸式的体验过程中激发设计师的思维，从而形成初步的设计理念。将数据模型储存到计算机中，为设计师以后的设计提供思路，保证设计的效果与真实性。一旦设计师的思维和图形表现出现不稳定性，那么就有必要将信息录入到数字孪生系统中，并对其设计进行修改与调整，促使设计者把握住转瞬即逝的设计思想，帮助设计者采用不同的设计理念。数字孪生技术在理念设计中的应用促进了风景园林设计的发展。

3.2 策划期间对数字孪生技术的应用

规划期内，数字孪生技术是景观建筑设计的基础。只有从实际情况出发，精心策划，之后的解释才能顺利进行。在实际工作的过程中，必须很好地完成以下任务。

(1)需要对影响景观设计的各种内容进行综合分析，包括水文条件、地质结构等。必须明确景观建筑所在地区的气候条件、地质条件、交通环境等内容，根据具体情况完成相应的设计，确保景观建筑最终设计的合理性。

(2)在确定气候、水文、地质条件后，利用数字双生技术明确景观建筑的植被、施工时间和项目投资，在景观建筑发展过程中依次列出主要内容和难点，大力支持后续设计，确保最终设计的合理性。

(3)合理应用虚拟技术，完成采集的数据和图形内容，并进行相应的分析工作，从而为设计的整体发展和顺利发展提供良好的基础框架。例如，如果数字孪生技术应用于景观建筑规划阶段，规划人员应首先对水文状况进行综合分析，然后根据最终调查结果和详细数据编制一系列水文问卷。根据不同地点的选择，数字孪生技术应合理运用，景观建筑应科学设计。在此基础上，应根据弯曲波形地形模型和线性弯曲水模型完成相应的施工，确保最终设计的景观建筑能够符合应用标准，景观建筑效果符合人们的应用需要。

3.3依托虚拟模型检验设计效果

园林设计要因地制宜，考虑周围环境对园林设计可能产生的影响。具有前瞻性，能够对建成后的景观环境进行预测分析，以检验设计成果。在这个过程中，可以应用数字孪生技术中的多维模拟技术。在传统的检查过程中，使用沙盘和效果图进行检查。在巡检过程中，容易受到巡检人员主观因素的影响，较少考虑用户体验，导致设计场景缺乏人性化内涵。通过数字孪生技术的应用，在考察过程中，可以还原景观建筑设计方案中的各种场景和元素，包括水景、石头景观、植物景观等。，从而了解场景中各种元素的排列。在场景还原的基础上，可以从优化用户体验的角度对场景进行深度设计。在实际场景复原过程中，要考虑当前技术的局限性，尤其是在复原石头、植物等真实物体时，要构建多样化的曲面，在数字孪生技术不断发展和应用的过程中，提高场景复原的真实感。

3.4依托体验功能支持设计决策

在景观园林设计中，数字双胞胎技术的应用旨在实现不同角度和不同位置的园林设计，使设计师能够从动态捕捉、动态模拟等角度充分体验设计场景。，并转变实验视角，提高园林景观设计的可读性和实用性。数码双胞胎技术强大，主要体现在场景的切换和恢复，可以从季节或身体的角度变换场景等。同时，可以通过支持数字twin技术来更改场景中的颜色元素，从而优化视觉体验。最终，使用数字望远镜技术的设计计划将有助于指导和支持设计决策，并使设计更加科学和合理。

结束语

数字孪生风景园林未来将会和不同的数字孪生平台互相融合，使风景园林贯穿整个项目的生命周期，更好地为人服务。通过以上的探讨，充分依据物联网技术，发挥边缘计算的功能，有效应用人工智能方法，基于物理世界中的风景园林收集来的大数据，可以将风景园林的运行状态进行模拟和映射；通过物联网设备收集得到的数据，将会成为预测未来发展的依据；通过改变某一变量对整个模型的研究，能够模拟不同条件下数字孪生风景园林的状态，最终变成对现实世界管理的指导方案。数字孪生风景园林离不开不同部门的共创、共建，这需要打破行业壁垒，使各个部门打开信息共享的大门，促进不同部门协作，共同完成数字孪生风景园林的建设。

参考文献

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