世界人居智库 | 成玉宁:未来已来,数字景观赋能乡村振兴

世界人居眼·专家访谈

2023-07-13阅读:8442发布:成玉宁来源:《世界人居通讯》作者:记者:辛辰

成玉宁-世界人居智库成员

成玉宁出席世界人居智库在中国园林博物馆的成立仪式


记者:21世纪,数字技术渗透到人类生活的方方面面。“数字中国”建设已上升为国家建设的战略层面。作为“数字中国”的重要组成部分,数字景观研究与实践对接国家大数据战略,从国土空间规划到建成环境绿地系统、风景环境等,成为人居环境规划建设的基本途径。由您主导的东南大学数字景观实验室(江苏省城乡与景观数字技术工程中心)是我国首个专业实验室,而您所任教的东南大学在数字景观领域开展研究、实践与教学已将近30年。作为数字景观发展的见证人和亲历者,您能介绍一下它的发展历程吗?


成玉宁:数字景观研究与实践是“数字中国”国家战略的重要组成部分,在当代数字化、信息化的影响下,数字景观成为了风景园林研究、设计与实践的新方式与前沿领域。


科学研究离不开定性与定量的评价方法,在人居环境规划设计全流程体系中,对环境数据的采集、分析、统计等一系列技术的支持十分重要,由此也将风景园林规划设计从依靠艺术的“感觉”引向依托科学的“知觉”。


数字景观综合运用3S技术、物联传感、人工智能、虚拟现实等数字技术,对景观环境信息进行采集与模拟,在分析评价、规划设计、施工管控的全生命周期中调控景观环境,高质量地服务人的生活,从而创造出超越传统、科学与艺术结合的新型景观。


数字景观领域的相关研究已持续近30年,大抵经历了三个发展阶段。


20世纪90年代前后,AutoCAD的应用开启了中国风景园林规划设计的计算机时代,也能称之为1.0阶段。这一时期,以AutoCAD、3DS及VR(Virtual Reality,虚拟现实)的出现及其应用为代表。


早期的数字化以CAD技术为起点,最大限度地改变了传统的绘图方式和出图方式,不再是定制式图板、硫酸纸、针管笔,转而把空间形态问题置于虚拟的空间中进行研究,用1 : 1的方式来表达规划设计的意图。过去规划设计类专业的图纸主要依赖经验积累与人工制图,是单一角度的,不易修改。CAD的引入开启了计算机辅助设计新时代,由此摆脱了手绘图纸单一比例作图的局限,使绘图过程更加精准化、高效化;3DS的运用,将传统手绘三视、轴侧与透视图引向多视点、多维度与动态推敲设计表达。数字技术介入以后,不仅将设计过程导向易更改,且不再是传统的基于几何画法与建筑制图、单一模式、单一视角的效果图展现设计,而是能够多角度、多层级展现设计过程,灵活度得到了极大的提升。数字景观1.0阶段运用数字化的方法、技术手段代替传统的绘图,将传统的手绘时代转变为全新的机绘时代,初步实现了景观的数字化,提升了景园规划设计工作的效能,这一阶段大约持续了10年。


从2000年开始,随着地理信息系统的普及,数字景观不再仅仅是一个数字化的过程与单纯的制图过程。GIS融合了传统的叠图法与先进的计算机技术,在统一的地理坐标系中对规划设计中的各类数据进行分析计算,在此基础上逐渐演化而形成不同的应用场景,实现对不同尺度环境的认知,进一步辅助规划设计。GIS的运用与普及与CAD的应用相比,不仅改变了出图方式,也改变了设计者认知客观世界的途径和方法,进而改变了传统的设计思维,由此开始引导着规划设计的科学化,引领着数字景观的2.0阶段。中国传统文化讲究因地制宜,那么如何实现现代科学的语境下的因地制宜?GIS提供了一个很好的支撑条件与途径,能帮助我们科学地认知生态环境,并精准地评价。这一时期,以3S(RS、GIS、GPS)、复杂空间建模、增强现实(Augmented Reality,AR)为代表的一系列数字技术的出现及应用推动了定量、定位与定性研究。在数字技术的辅助下,设计师可以在动态连续的三维空间中开展景园规划设计工作。


2020年前后,数字景观逐步进入了3.0阶段。这个阶段不是VR,也不是AR,是XR,就是拓展式的增强虚拟现实技术。如今,数字化的手段越来越多样,其中,优势性较强的数字孪生技术能够通过数字的方法来映射一个客观的世界,既包括规划设计前后的客观存在,也包括改造后的状态模拟,更有改造进程中的设计环境本身的动态变化。所以这是一次大的突破,是真正意义上接近设计本体的数字景观革命。3.0时期数字景观领域正在取得全面的突破,以数字孪生景观与XR等技术为引擎,实现了数字景观实时、动态、精准映射人居环境的生态与形态,也实现了客观景观环境与虚拟景观空间的同步,数字景观与客观环境进入“虚实相生”的新阶段,这标志着数字景观理论、方法与技术正在走向成熟。

 

记者:您刚才提到数字景观3.0是真正意义上“接近设计本体”的一次革命,请问“接近设计本体”具体指什么?


成玉宁:接近设计本体,指更接近于设计的本质。所谓事物的本质,以我从事的数字景观而言,其实我们没有创造任何物种,也不能改变规律,只是把既有的材料,包括山水、树木、花草等客观存在的所有要素,通过人工重组,改变了它们的位置和相对关系,便产生了完全不一样的新的生命体系,这一体系既包括形态要素,也包括生态要素。所以,从这个意义上看,不同尺度的景观设计的本质实际上是在重组我们的环境,依据客观条件的属性,按照人类使用空间的愿景,把自然的素材、人工的素材重新应用到新环境中。所以风景园林是人化的自然,其本质并不改变自然本身的规律,而是由于人工智慧的介入,使其与纯粹的原初的自然有了质的不同。自然与物种创造了秩序,而设计师是利用规律,利用既有的客观条件来营造一种新的环境体系,这种新秩序就是设计的本质。过去我们把设计理解为创造,设计的确是有一定创造性的,但如何理解设计的创造?这跟绘画、雕塑这类纯艺术不完全一样,也与物理科学的研究不同,它并非完全遵循客观的物理的定律。今天我们设计的环境,如天上的降水,地面形成的径流、汇流,都是按照客观的规律进行的,虽然总体趋势,如蒸发等无法被人为改变,但是可以人为改变水流的方向、水流的速度,也可以改变它在一定区域内停留的秩序。数字景观不是单纯地依赖灵感、“拍脑袋”、天才式的设计思维,而是强调有根据的设计,突出因果关联。直接指向的是环境的客观变化规律,更多地揭示事物发展的趋势。所以,数字时代的设计思维更具系统性、动态性和连续性,景观规划设计的认知、思维、比选全过程均发生了改变,注重谋求对包括自然环境在内的场所形态与生态的协同共生,通过环境的生态敏感性评价,合理调控建设强度与土地利用,实现对自然环境的可持续利用,形成人居环境生态与形态的有机统一。

 

记者:伴随数字化、信息化在农业农村社会发展中的应用,农民现代信息技能的不断提高,数字乡村成为农业农村现代化发展和转型进程中的一支重要力量。振兴乡村,需要用好现代信息技术,解放和发展数字化生产力,充分发挥数据生产要素的作用。请问数字景观3.0如何服务乡村建设,助力乡村高质量发展?

成玉宁:中国经济的快速发展驱动了城乡环境巨变,给人居生态景观环境规划设计与高质量发展带来了空前的机遇与挑战。


数字孪生景观是3.0时期数字景观的新发展,由此数字景观的价值将不止于提升工作效能与创建更加便捷的工作环境,更能够上升到规律层面,探究风景环境的生成机制,从自然过程、空间构成两个维度融合引导景观系统的生成。数字孪生不仅构建了数字景观环境,且能够加载融合诸如地理信息数据、空间建模数据、图像影音数据、文本信息数据、传感器数据等多源异构数据。与依托Revit平台、在同一空间中解决多工种协同问题的建筑信息模型(Building Information Modeling,BIM)不同,数字孪生景观的实现渠道具有多样性与开放性,基于 GIS、Web、UE等均可二次开发数字景观孪生平台,满足不同的用途需求。助力乡村振兴,我们团队基于HTML技术构建了全流程数字孪生乡村生态景观数字化应用平台,面向城镇生产、生活、生态空间的研判,可提供全尺度的乡村空间信息及相应的计算分析功能,并辅助划定生态保护红线、永久基本农田保护红线、城镇建设边界,实现乡村全要素信息呈现与可视化管控。


记者:乡村振兴,关键在人,建设宜居宜业和美乡村,基础是规划。为给乡村送才送智,提高村镇规划建设管理水平,促进村镇“点、线、面”全方位科学发展,解决基层规划专业技术力量不足、规划落地“最后一公里”等问题,很多地方启动“规划师下乡”活动,希望共绘美丽乡村新蓝图。您对此有何看法?


成玉宁:乡村振兴,规划先行。我国城市化率已接近65%,城市规划师的工作开始逐步由城市转移到乡村,但乡村有自己的特点,不能延续城市规划的方法。我觉得“规划师下乡”这样的事情可能要慎重,因为乡村遵循的规律跟城市不一样。乡村规划不仅是对规划师综合能力的巨大挑战,还需要面临思维方式的转变。城市规划涉及法律条文多、规范多,具有很强的科学性,而乡村规划是在乡村地区对山、水、林、田、建筑、景观的一种综合性的策划设计,规范相对比较少,是艺术与科学的统一。


统筹构建乡村的“三生”空间,是以三生融合为基础目标的,乡村的生态空间作为本底,乡村的生产是实现产业和经济发展的主要目标,乡村的生活则是居民生存的必要条件。这与城市完全不同,城市是以人类的生活为主要目的;城市的生态也是在有限空间中进行规划的,不可与乡村比拟;城市的生产活动,是以人的意愿为主的工业生产及服务等二三产业,与以第一产业为主的乡村也有较大差异。农业不仅生产了物质,也改变了环境,例如所有的农作物都有碳汇效应,农作物中的碳最终又会以有机质分解的形式回归到环境中去。乡村与城市完全不一样,相应的规划方法也有比较大的差异。但是乡村里面的人居环境部分,如大规模的村镇建设,其空间的集约化利用、居民的分布和聚集、相关基础设施的配套,的确跟小型城市有相似性,但与大城市会有不同,这些不同点主要体现在生态与生产方面,这是与城市完全不同的。所以我们不能简单地提“规划师下乡”,需要认真解读、仔细约定。社会上偶尔听到有人调侃说“规划是祸害完了城市去祸害乡村”,这不是空穴来风,也不是耸人听闻,现在的确已经能看到有的乡村逐渐城市化的痕迹,在一定的时期内他们可能是农村在走向现代化、在消除城乡差别时的典范,但是从长期来看,这些不应当成为中国农村的范本。中国的乡村应该和自然环境、经济发展休戚相关。当代乡村空间增长点有它的特点,不应当简单地延续城市规划的发展路径改造乡村。在新农村建设中,我们看到了祖国大地崛起了一批新城市,在这样一批新乡村建设中原始生产生活环境被改变了,甚至村落空间形态也被改变了,我们在赞叹农村空间变化的同时,不得不说这也是乡村发展过程中的憾事。


城市规划师要明确理解自己所服务以及能服务的内容,他们对乡村的生活空间可以有规划,而乡村的生态空间和生产空间则不是一般规划师能胜任的,得是农业规划师,他们要具备扎实的农业知识和技能,包括农业生产、农村经济、农业政策、农业市场、农村社会等方面的知识;他们也需要了解农业生产的技术和管理方法,掌握农业产业链的各个环节,了解农村经济的基本运作机制和政策法规,熟悉农业市场的供求关系和价格变动规律,掌握农村社会的文化、教育、卫生、环保等方面的情况。


习近平总书记的“两山”理论、倡导的生态文明思想、提出的“水稻田也是生态湿地和美景”理念等等,都是针对乡村而言的,国家领导人有这样的战略和认识,规划师自身如果没有从专业的角度很好地理解,是不能被接受的。规划是科学,规划是生产力,做好乡村规划是每一个规划师与设计师的职责所在。

 

记者:产业兴旺是乡村振兴的首要任务,也是留住村民、吸引各类发展要素聚集必不可少的因素,是村庄持续发展的内生动力。进入国土空间规划时代,村庄产业发展面临着生态文明建设、高质量发展和现代化治理等新要求,请问在此背景下,怎样做好乡村产业发展的规划? 


成玉宁:乡村的产业规划一定是自然优先。大江南北,南方长稻子、北方产麦子,为什么农作物不同?干旱的、寒冷的地区与湿度大、气温高的地区,产的又不一样。这都是由大自然决定的。了解生态、了解自然规律的人都知道,中国几乎涵盖所有气候带,从热带到寒带,期间过渡了亚热带、暖温带、寒温带等,老祖宗就知道“宇共九州”,先秦的书《周礼》《墨子》中都有记载,天下分作九州,九州有不同的土壤、不同的植物、不同的人、不同的文化。这不是人为规划的,是大自然长期进化的结果。一方水土养的不仅仅是养一方人,还养了一方风景,这一方风景就有存在的规律,所以,我们不仅要研究人的尺度,也要去研究自然本体。自然的尺度就是研究更大尺度下的自然分布及其规律,包括植被、气候等。


自然决定了产业结构,产业结构从某种意义上讲,会伴生和延伸出人的生存方式。为什么二人转是东北的?为什么广东有喝早茶的习惯?这些都是由环境决定的。所以自然优先是决定一切的,然后才是对应的生存方式。广东的农民跟大兴安岭的农民,就不是一种状态,因为他们的生活条件不一样,劳作方式不一样,连娱乐形式都不一样。


城乡规划也不例外,是给一方百姓服务的。如果脱离社会土壤,任何东西都没有生命力。水稻之父袁隆平,为什么要去海南育种,而不是在湖南?因为与湖南相比,海南的气候条件更适合育种。袁隆平的伟大之处,在于他尊重客观规律。所以乡村的产业规划一定要尊重客观规律,自然优先。

 

记者:乡村不仅是一个生存空间,也承载着独特的乡土文化与生活理念,请问如何营造独具特色的乡村空间,将乡村文化的显性表达和隐性传承合二为一?地域性特征在乡村景观建设中怎样传承与应用?


成玉宁:乡村规划是乡村建设的施工图。规划的过程中需要充分尊重农民的意愿,并考虑当地经济社会发展情况,注重实用性,也要尽量保持乡村独特的风貌,留住村庄的乡情味和烟火气,防止“千村一面”。


乡村振兴所面临的一个重要问题是很多地方将乡村当作城镇来建设,在这一过程中极少传承地域性特征。乡村景观地域性传承牢牢把握地域性文化和地理特征,根据不同地域来确立设计及建造方案;在现代乡村景观建设中,应用各种创新设计手法来完善和提升景观设计,这对于振兴乡村经济和改善乡村环境具有重要意义。


我们所处的环境分成两大类,一类是自然环境,不以人的意志为转移,受制于自然过程和自然规律;一类是建成环境,乡村和城市都属于建成环境,是人按照使用的诉求人为地改造自然肌理,甚至部分改造了存在的形态,即空间。乡村是建成环境的一种,所以它是以人为中心,以人的生活生产为中心,包括了其他生物种生存和延续在内的生态系统,不止是满足人的需求,还满足了其他生命的共同存在。乡村环境与纯自然是不同的,所以不能忽略乡村的特点,也不能忽略城市和乡村的差异。


乡村景观生态具有平衡型、开放性、异质性三个基本特征。我们需要追求的是生态和形态的耦合关联,形态是外化的,生态是内在的,自然而然外化内在的结局是最理想最有机的,不是单纯的人为营造,也不是按照传统的规划逻辑建构乡村,再融入第二自然,或者是狭义的景观构造,我不认为这是村落或者乡村应当走的路径,更多的还是应该将“三生”空间有机结合。所以保护生态环境,充分利用自然做功、科学评价、适度改造,这样可能能够实现乡村景观的科学规划。我个人认为生态与形态之间的耦合是乡村必须走的自然之路,最终还是以生态为本底,而这个生态,包含自然生态,也包括人工干预的生态,对于中国乡村而言,不光应该有大面积的生态空间,还要有大面积的生产空间,要解决14亿人吃饭问题。“三生”功能中的生态和生产,我觉得是乡村景观环境的最基本特征。


所以无论是外部还是整体特征,或者乡村本体,空间本身的营造也是以彰显地域性为重要的工作抓手。如浙江许家山村,是全部用石头建在山上的村落,也被称之为石头村,原本希望把老百姓迁走,把石头村改造后给城里人住。当然这是一个良好的愿望。事实上在系统考察时,我们发现这个始建于宋代的村子,非常巧妙地运用石头,大大小小的堆砌形成的建筑形态非常自然,也很有意思。因为村落位置靠近海边,我们研究其发展时,没有延续传统的景观路径,而是把生产景观化,把乡村特色化,让村民们在有机更新中还能够延续着祖先耕种的逻辑、耕种的土地发展,而不是让村民搬出这片大山,把大山交给城里人。所以,我们更多应当结合既有的生产和生活营造乡村特色空间,重新延续原来的肌理,延续传统的建筑结构技术和方法,我们还希望很好地保留不同时期的建筑。我不认为乡村都应该统一通过规划整理到特定的时代,这样反而会使村落凝固在特定的时段,失去了一个乡村的发展应该有延续性,这个村落更新过程中也是这样,延续传统的建筑手法和特征,但还是希望有自己的印迹和逻辑。通过这样的方法改变生产方式,改变农业结构,让老百姓继续在这里过诗意栖居的生活。


记者:“十四五”规划和2035年远景目标纲要提出,实施乡村建设行动。把乡村建设摆在社会主义现代化建设的重要位置,优化生产生活生态空间,持续改善村容村貌和人居环境,建设美丽宜居乡村;党的20大对全面推进乡村振兴作出战略部署,提出要“建设宜居宜业和美乡村”;今年中央1号文件也首次提到了“和美乡村”,并特别强调要扎实推进宜居宜业和美乡村建设。请问您心目中的未来乡村是什么样的?


成玉宁:我理解的乡村应当属地化非常鲜明,它在什么地域,其特征是自然而然的,不是我们人类强加给它的。人类能做的,就是在遵循自然规律的前提下,让乡村更有序、更有机、更高产。


人多地少是我国最基本的国情之一,人地矛盾成为制约我国农村经济发展的根本性问题。所以对于单位土地的人口密度压力比较大的国度而言,农业用地的高效化是非常重要的。为什么国家要花大力气把被无序侵占的耕地清理出来,园林绿化的用地也要还耕,这是有战略意义的,无农不稳。这样做既是为了增加粮食和农产品的产量,以满足人民的需求和改善国家的粮食安全状况,同时,也可以促进农村经济的发展,提高农民的生活水平。


我说的属地化不是行政区划的属地化,是自然区划的属地化,是针对自然要素分异规律的区域划分,由自然的降水、气候、年积温、地貌、土壤、植被等一系列客观条件决定。一般来说,吃棒子面的地方不会种稻子,种稻子的地方不适合去生产玉米。稻旱两季在江南某些具备条件的地方可以有,但在其他地方是不太适合的。在了解自然要素发生发展客观规律的基础上,开展自然区划研究,可以为农业生产发展、资源合理分配与生态文明建设等提供科学指导与参考。现在快速发展的3S技术提供了愈加丰富的地理空间数据和分析方法,也可以为进一步完善我国各项区划方案提供良好数据与方法支撑。


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