成玉宁《数字景观进展》2023跨界融合创新应用合作发展大会主题报告-87页-WN6.pdf

数字景观进展THEPROCESSOFDIGITALLANDSCAPE东南大学建筑学院景观学系Department of landscape architecture,School of architecture,Southeast University江苏省城乡与景观数字技术工程中心Jiangsu urban rural and landscape Digital Technology Engineering Center成玉宁 教授Lecturer：Prof.Cheng Yuning2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告群内每日免费分享5份+最新资料 群内每日免费分享5份+最新资料 300T网盘资源+4040万份行业报告为您的创业、职场、商业、投资、亲子、网赚、艺术、健身、心理、个人成长 全面赋能！添加微信，备注“入群”立刻免费领取 立刻免费领取 200套知识地图+最新研报收钱文案、增长黑客、产品运营、品牌企划、营销战略、办公软件、会计财务、广告设计、摄影修图、视频剪辑、直播带货、电商运营、投资理财、汽车房产、餐饮烹饪、职场经验、演讲口才、风水命理、心理思维、恋爱情趣、美妆护肤、健身瘦身、格斗搏击、漫画手绘、声乐训练、自媒体打造、效率软件工具、游戏影音扫码先加好友，以备不时之需扫码先加好友，以备不时之需行业报告/思维导图/电子书/资讯情报行业报告/思维导图/电子书/资讯情报致终身学习者社群致终身学习者社群关注公众号获取更多资料关注公众号获取更多资料目 录CONTENT万物互联与生态感知011.1 物联网与天地空数据1.2 多源异构数据的融合1.2 人居环境的生态感知数字孪生与规划设计022.1 人居生态环境数字化映射2.2 基于数字孪生的规划设计2.2基于数字孪生的动态优化精准实施与智慧运维033.1 数字技术支持下的精准施工3.2 数字技术支持下的智慧运维3.3 智慧人居生态环境系统构建2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU引言人居生态环境可持续是高质量发展的核心之一，离不开数字技术支持的定量化、精准化研究与实践。数字景观经过近30年的发展，经历了3个发展阶段：1.0时期以提升了景园规划设计工作的效能，将传统的手绘转变为全新的机绘时代，初步实现了景观的数字化；2.0时期推动了定量、定位与定性研究，极大提升了土地生态敏感性和建设适宜性评价、分级的精准性；3.0时期数字景观领域正在取得全面的突破，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。随着物联网、人工智能、多方案比选与优化技术的应用，数字景观理论、方法与技术必将迈入智慧景观新时代，人居生态环境信息的时效性得到了极大提升，为精准化实施与管控提供了支持。万物互联时代，数字技术在人居生态景观环境领域发挥着巨大作用，推动风景园林事业的现代化进程，风景园林作为科学的艺术与艺术的科学，在数字技术的引领与支持下，正在发生着巨变。2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU1.1 物联网与天地空数据1.2 多源异构数据的融合1.2 人居环境的生态感知万物互联与生态感知012 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU万物互联与生态感知1传统生态制图方法主要基于一定年限的生态环境和生态系统功能评估展开，通过调查和采集数据、制图和展示、解释与交流等方式展开。在时效性和精准性方面均具有一定的局限性。随着传感器与物联网的应用的普及，进一步实现了对人居环境及其变化过程的实时掌控，万物互联通过数据交换与网络通信，补强了基础数据，可以完整映射生态人居环境、融合各类信息，增加了认知客观世界的渠道与可能，进一步增强人居环境认知、分析、运维与管理的实时性与科学性。万物互联时代的生态感知万物互联与生态感知物联网与天地空数据多源异构数据的融合人居环境的生态感知实时数据的获取人居环境全要素信息融合对生态过程的认知、分析、评价需求进展能效利用遥感、传感器、地面基站等多种采集方法，获取物联网与天地空数据，并链接数据平台实时更新。通过构建多源异构数据库的逻辑架构，存储采集的数据，并在同一空间中进行数据融合。针对国土空间、城市片区、城市绿地的全尺度人居环境生态感知。高效智能的数据采集全生命周期多场景应用人居环境的精准映射解决了以往规划设计中各要素彼此游离、各类数据缺乏关联的问题。不但能够支持人居环境全生命周期、全流程信息化管理，而且可支撑规划、设计、建设、管控等各类场景应用。实现了生态与形态的系统映射、实时呈现景观环境的动态特征，推进景园规划设计过程可测度、可评价。数字孪生景观方法与技术将广泛服务于构建精准化、高效能的人居环境，推动景园规划设计新范式的形成。支持包括实时监测、智能灌溉、自动化和智能化、数据分析与决策支持在内的各类应用场景，为人居环境带来了更智能、高效、可持续的管理和维护方式。传统制图方法已无法满足人居环境中各类数据实时采集的需求，需要探索全面的数据获取方法。随着科学技术的不断发展和迭代，数据的来源多样，需在同一空间中统合各类数据，以支持多类应用场景。过往的研究对人居环境的感知具有一定的局限性，亟待探索以生态过程为导向的新技术与方法。2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU“万物互联、动态感知”的智能世界正加速到来。基础网络与5G、6G、AI、云计算、云存储等多种技术融合，可为产业转型升级、终端智能应用等方面广泛赋能。万物互联随着物联网技术的发展，万物互联通过链接包括传感器、智能设备和各种硬件设备与互联网进行数据交换与相互通信，完整映射客观环境，并融合各类信息与数据，增加认知客观世界的渠道与可能。动态感知数字孪生环境的建设离不开物联网，万物互联时代的到来使设计者能够通过传感器设备实时感知和监测环境变化，更加精准地识别人居环境生态和形态的演变规律。物联网与天地空数据1.1 万物互联与动态感知东南大学乡村生态景观平台中通过物联网构建的数据融合与动态感知系统同步映射动态感知植被环境监测传感器土壤环境监测传感器水环境测控传感器微气候测控传感器植被环境监测传感器土壤环境监测传感器水环境测控传感器微气候测控传感器2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU物联网与天地空数据1.1通过“天、地、空”多渠道的数据采集，能够充分掌握环境信息，并对环境做出提前预判，解决建成环境中的各类复杂问题，为组构高效率的人居环境提供精细化的路径与技术、支持风景园林规划设计全流程的各种应用场景，解决了以往在复杂数据方面的应用短板。“天空地”一体化植物碳汇监测系统“天空地”一体化植物碳汇监测系统1.1.1 天地空数据的来源与类型2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU物联网与天地空数据1.1测控项目设备植被环境监测叶面积指数植物冠层分析系统光照间隙光线覆盖辐射水平光合速率光合作用测定系统蒸腾速率叶片温度呼吸速率树干周长茎干周长生长传感器茎流/液流两针茎流/液流传感器土壤环境监测土壤水分土壤墒情监测站土壤温度土壤电导率土壤pH值土壤PH传感器土壤氮磷钾土壤养分铵态氮硝态磷有效钾传感器土壤有机碳土壤肥料养分检测仪监测项目设备气象监测日照条件辐射强度数字高精度自动气象站辐射照度日照时数空气温度湿度与空气质量温度相对湿度气压总悬浮颗粒物（TSP）可吸入颗粒物（PM10）细颗粒物（PM2.5）CO含量SO2含量H2S含量NO2含量O3含量风环境风速风向水环境测控水位雷达流量水位仪流量浊度浊度传感器电导率电导率传感器水温溶解氧传感器（带水温）溶解氧监测主机数据采集仪（含4G模块和3年流量卡）太阳能供电系统浮子固定件安装支架防护箱避雷装置软件化学需氧量（COD）水质在线监测系统氨氮（NH3-N）pH总磷高锰酸盐指数人群活动监测行为安全智能视频监控一体机云存储数据存储节点服务器视图智能引擎服务软件存储硬盘人流活动深度摄像头：100万像素ToFRGB 摄像头：1200 万像素3D电子加速度计和3D电子陀螺仪麦克风摄像机防护散热外罩环境舒适智能环境动环监控主机健康体征自助式健康体检一体机人居环境中物联网与应用传感器的数据人居环境中物联网与应用传感器的数据采集采集人居环境具有动态、复杂、尺度多样等特征，多类型的传感器的运用与推广有助于对人居环境展开定量、精准的研究，具有高效性、科学性、实时性、客观性与准确性。基于传感器和物联网技术的应用，数字景观将获得新的发展，可以进一步实现：实时、精准地映射客观环境，更系统地认知外部世界及其变化。虚拟空间与现实空间的交互。将对环境的判断从对现象的感知促进深入理解人居环境的内在机制，强化对人居环境变化规律的精准掌控。1.1.2 人居环境中多类型传感器的应用2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU人居环境中多类型传感器的应用主要内容有：多类型传感器应用与多要素数据采集：以获得实时生态、形态等数据。包括生态传感器（气候与微气候：气象-环境监测站、分贝仪等；土壤：水分传感器、PH传感器等；水文：水质传感器、水位监测仪等；植被：生理生态监测系统、树根雷达测绘系统等），形态传感器（遥感影像、倾斜摄影等），人因监测（摄像机、红外线传感器、眼动仪、皮电仪、脑电仪等）。WESTWEST土壤通量测量系统土壤通量测量系统WatchDog 2700WatchDog 2700自动气象站自动气象站PEPE-PE07 PE07 植物生理生态监测系统植物生理生态监测系统校园视频监控系统（校园视频监控系统（VMSVMS）多类型传感器物联网与天地空数据1.11.1.2 人居环境中多类型传感器的应用2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU当前大数据时代，数据具有海量、多源、多态、异构等特点，除此之外，仿真环境条件下的数据库通过客观环境数据映射客观人居环境的特征及发展过程，具有动态化、多维度、全要素全流程、空间特征显著性等特征，是数字孪生人居环境的基础和关键。一方面可以集成融合数据，精准定位、提取、共享，为不同场景提供数据智慧供给，服务并用于多种场景；另一方面可以实现底层数据的实时收集与存储，为分析与设计提供数据佐证、为构建孪生环境提供有效支撑。1.2.1 多源异构数据融合的目标多源异构数据的融合1.22 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU数据库的构建是多源异构数据储存的基础。数据库组构主要内容有：多源异构数据的集成：数据来源包括开源信息、人工测绘、传感器监测、网络爬取等，通过构建数据架构、统一数据格式与空间坐标、明确数据标准与制式，实现多源异构数据的集成与融合。数据内容包括生态数据（气候与微气候、水文、土壤、动植物等）、形态数据（地形地貌、建筑、土地利用、岸线形态等）、业态数据（产业布局、产业类型、产业结构等）、设施数据（交通、管线、公共服务设施等）、人因数据（人口、生活等）、文化数据（民俗文化、非遗等）。智慧数据库的多场景应用：通过智慧园林数据库的数据融合、高效搜索、精准定位、智能提取等功能，实现环境分析与评价、设计迭代与优选、环境模拟与预测、运维监测与预警、交互与可视化等多场景应用，为仿真与孪生提供数据基础与支撑。1.2.2 多源异构数据的储存多源异构数据的融合1.22 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU多源异构智能数据库根据各数据类型内容按层级建立菜单，在数据管理平台建立关系型数据库，并构建数据库展示目录。数据库对应功能模块包括数据查询统计模块、景观生态分析评价模块、景观形态分析评价模块、运维管控模块、交互化可视化模块、用户管理模块，数据之间通过规则表和关系表相互关联、约束，以实现数据的录入、互访、调取与查询，最终完成智能数据库的构建与应用。数据库架构数据库架构 多源异构数据的智能数据库1.2.2 多源异构数据的储存多源异构数据的融合1.22 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU天、地、空多源异构数据的空间融合是构建数字孪生人居环境系统的基础，需要合理、高效地实现海量信息的虚拟映射，并在数字空间中进行可视化。多源异构数据融合的效果主要包括：1.提高多源数据信息的潜在价值，解决传统的融合目标单一问题，提升效率，增强对多源数据信息的全方位挖掘和利用。基于GNSS系统，实现数据的高精度校正和转换。2.实现不在同一坐标、维度下的数据在同一空间中的对比、分析、查看。多源异构数据的融合 多源异构数据的融合1.2.3 多源异构数据的融合多源异构数据的融合1.22 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU成玉宁教授团队研发的乡村生态景观平台以华北、华东、西北、西南地区的6个典型乡村为案例，进行乡村生态景观全要素数据的融合。通过运行检验、数据维护，目前取得良好的应用效果。能够支持全国范围乡村的数据载入与管理，应用潜力好、拓展能力强。北京市黄山店村江苏省南京市黄龙岘村福建省三明市常口村新疆阿克苏地区思源村四川省郫都区梨园村内蒙古科尔沁右翼前旗巴达仍贵嘎查福建省三明市常口村（多维展示）江苏省南京市黄龙岘村（多维展示）四川省郫都区梨园村（评价界面加载）多源异构数据的融合1.21.2.3 多源异构数据融合2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU数字化时代涉及到多来源、多尺度、多类型、多维度的数据，将这些动态数据映射在虚拟环境中，并在同一空间中进行相应的融合、分析和计算，能够系统地重现和模拟人居环境的生态与形态特征及其相互关系，实现人居环境的生态感知。数据的获取智能化通过智能化的数据获取方式，以原始数据、过程数据的动态性共同实现人居环境的生态感知，为动态数据库的构建奠定基础。原始数据的动态性物联网（Internet of Things，IoT）等数字技术的发展，通过无线传感网络获取的实时采集数据作为景观数字孪生体的重要组成部分，通过网络服务器地址链接动态数据，能够实现人居环境动态性原始数据的获取。过程数据的动态性数字孪生人居环境的构建的内涵不单单是对现象的映射，更是对过程的孪生，在对人居环境和生态过程的规律和机制的动态模拟中，会产生一系列的过程数据，智慧化获取过程中动态数据，以一定的规则自动储存在数据库中，对于数字景观3.0的全流程智慧化具有重要意义。1.3.1 人居环境的生态感知人居环境生态感知1.32 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU1.3.2 人居环境的生态感知全尺度人居环境的生态感知国土空间城市片区城市绿地规划与决策支持可持续发展评估风险管理与灾害防控智慧城市管理国土空间管控空间规划与设计可持续城市发展土地利用及优化城市管理与决策绿地规划与设计生态系统评估与保护气候调节与环境质量改善公众参与及人机交互实时性精准性交互性系列数字技术与方法将通过涵盖国土空间、城市片区、城市绿地三个尺度的人居生态环境的相关研究，能够实现包括环境认知、分析计算、规划设计、运维管控在内的多目标与决策。数字景观新时代，在万物互联的支持下，将实现全尺度人居环境的实时性、精准性与交互性。人居环境生态感知1.32 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU规划与决策支持：数字技术可以为国土规划和决策提供强大的支持。可以基于模型进行方案比较、风险评估和决策分析，帮助制定更有效的国土规划和决策。可持续发展评估：通过模拟和分析不同的发展方案和政策，可以评估其对环境、社会和经济可持续性的影响，有助于制定符合可持续发展原则的国土管理策略。风险管理与灾害防控：通过建立数字模型，可以模拟不同的自然灾害（如洪水、地震、火灾）对国土空间的影响。这有助于评估灾害风险、优化应急响应和减轻灾害损失，提高国土空间的抗灾能力。城市规划与智慧城市：进行实时数据和模拟分析，提供城市运行的可视化和预测，促进城市的可持续发展和提升居民生活质量。东南大学乡村生态景观平台辅助进行国土空间三区三线的划定东南大学乡村生态景观平台辅助进行国土空间三区三线的划定1.3.2 人居环境的生态感知 人居环境的全尺度生态感知：国土空间人居环境生态感知1.32 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU生态与形态协同的宁德市主城区雨洪模拟分析生态与形态协同的宁德市主城区雨洪模拟分析1.3.2 人居环境的生态感知 人居环境的全尺度生态感知：城市片区空间规划和设计：通过创建数字模型，可以模拟和可视化城市片区的空间布局、土地利用、建筑形态等方面的信息。可持续城市发展：通过模拟和分析不同的发展方案和政策，可以评估其对环境、社会和经济可持续性的影响。土地利用优化：数字化方法可以模拟不同的土地利用方案，并评估其对城市片区效益和可持续性的影响。城市管理和决策支持：可以实时监测和分析城市片区的状态和变化。有助于了解城市片区的运行情况，识别问题和挑战，并制定相应的决策和措施。数字技术还可以用于模拟和评估不同政策和项目的影响，辅助决策。一年重现期二十年重现期人居环境生态感知1.32 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU东南大学低碳智慧校园生态感知1.3.2 人居环境的生态感知 人居环境全尺度生态感知：城市绿地绿地规划与设计：通过创建数字模型，可以模拟和可视化城市绿地的分布、类型、大小和连接性等方面的信息。这有助于评估不同绿地规划方案的效果，优化绿地布局和设计。生态系统评估与保护：通过模拟和分析绿地的植被覆盖、土壤质量、水资源利用等方面的数据，可以评估绿地对生物多样性、水循环、空气质量等。气候调适与环境质量改善：数字技术可以模拟和分析城市绿地的气候效应，如降温、湿度调节和减少空气污染等。公众参与与教育：通过数字模型的可视化，公众可以更直观地了解绿地的分布、特征和重要性。人居环境生态感知1.32 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU2.1 人居生态环境数字化映射2.2 基于数字孪生的规划设计2.2 基于数字孪生的动态优化数字孪生与规划设计022 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU数字孪生景观是对客观人居环境的数字化映射，不仅反映了客观存在，还能够实时呈现客观环境的变化进程，具有孪生和现实的同构性、全要素的系统性、全流程的仿生性、系统的动态性四大特征。数字孪生技术映射人居环境生态与形态的相互作用及其变化机制，探索景观生态与形态的内在关联。为了更好掌握人居环境的变化规律并适度干预，实现人居环境的可持续发展，探索更加有效的规划设计方法，促进了居环境领域从基于经验的定性判断转为定量辅助定位与定性的研究决策，数字孪生技术能够支持以上目标。数字孪生可以完整映射生态环境及其变化，与传统设计注重结果不同，基于孪生的规划设计同时注重过程与结果，提升了人居环境规划设计的科学性、精准性与交互性。数字孪生与规划设计2 数字孪生：支持规划设计的有效途径客观环境数字孪生环境全要素的多源异构数据同步映射动态感知产生反馈生态形态协同性共时性机制模拟结果预判人机交互可视表达基于数字孪生的规划设计基于数字孪生的动态优化支持2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU数字孪生人居环境涵盖生态的孪生、形态的孪生、文态的孪生与活态的孪生四大部分。在风景园林系统中，形态与生态具有协同性，在人工组构的空间生成的同时，生境也产生了相应的改变，同样地，自然环境的生态过程也会造成空间形态的变化。景园空间的形态与生态是共同生成、相互影响的（南京市大石湖生态旅游度假区）人居环境的数字化映射2.1数字孪生景观不是对简单现象的模拟，而是实现系统孪生，其内核是揭示现象背后的规律，从定量到定性到定位辅助规划设计，形成反应运作规律的数字化“再生系统”，为揭示人居环境规划设计的范式提供理论佐证，具有创新性。数字孪生景观聚焦于人居环境生态与形态生成及其演变机制的映射，并能够实时呈现人居环境的动态演变过程与结果，引导人居环境的规划设计与管控，据此系统解决人居环境组构的复杂问题。人居环境规划设计是多目标协同与系统优化过程，揭示人居环境的生态过程是数字孪生景观的底层逻辑，是一次重要的革新。数字孪生景观的要义是揭示揭示现象背后的规律2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU基于无人机倾斜摄影技术的地理空间数据采集及建模技术等，能够在孪生空间中对应真实的物理空间，实现形态的孪生。ContextCapture能输出高分辨率的带有真实纹理的三角网格模型。所输出的三维格网模型能够准确、精细地复原出建模主体的真实色泽、几何形态及细节构成。2.1.1 景观形态的孪生人居环境的数字化映射2.1南京牛首山公园三维倾斜摄影模型南京牛首山公园三维倾斜摄影模型清凉山南部片区三维倾斜摄影模型清凉山南部片区三维倾斜摄影模型2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU随着数字化在各行各业的发展，数字孪生的理念也应用于多领域，人居环境规划设计的全流程体系涉及到生态和形态两个主要部分，利用数字孪生搭建表达设计愿景的渠道，以生态与形态协同组构新的人居环境，一方面是实现对环境的认识、理解、塑造、把握的方式，另一方面作为沟通未来环境组构的中介，在时间于空间维度上沟通了过去与未来，即现状环境与设计改变的环境，对两个环境中的数字化全流程体系及真实环境数据的映射具有较高的实践价值与意义。全流程数字孪生生态环境2.1.2 景观生态的孪生铁基湾赤鉴湖东湖金涵水库油行溪增板溪郑岐溪北山溪河墘溪仓溪七都溪大寨溪七星溪大金溪小金溪上金贝溪杨梅溪南大塘排涝渠后山溪洋尾溪南港连通渠南际溪北港小东门溪后岗溪坪塔溪生态与形态协同的宁德市主城区雨洪模拟分析生态与形态协同的宁德市主城区雨洪模拟分析人居环境的数字化映射2.12 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU2.1.3 景观文态的孪生从文脉的角度看，文态作为自然或人在环境中留下的印迹与当下环境共生的一种状态，它既包含形而上的文化内涵，又建立在形而下的物质基础之上。由于时间的单向性与空间的重叠性，在建成环境发展过程中，遗址作为曾经的历史存在，二者在空间关系上表现出不同程度的矛盾与对立而有待协同，正确处理二者的关系既关乎历史遗存的保护与延续，也影响城市文化建设的内涵与质量。文态的孪生是实现在地文脉传承、遗址本体保护、展示，以及协同遗址与城市空间发展的有效方式。例如在南京石头城遗址公园规划设计中，基于“完形”理念，运用地理信息系统、倾斜摄影等数字景观技术对文态进行孪生，探索寻求遗址公园空间完形的策略与方法。南京石头城遗址公园文态的孪生人居环境的数字化映射2.12 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU2.1.4 景观活态的孪生活态表现了人在环境中活动的状态，是一种人与环境共生的关系，包括人在环境中的行为活动、生理心理变化，以及人在环境中的感知与体验。对活态的数字孪生能够根据环境中人的行为心理规律，帮助景观设计师精准地模拟与预判人居环境中人的活动状态，进而优化设计方案中的功能分布、土地利用、空间形态等内容。例如在城市公园尺度下，采用集群智能方法及其微粒群算法，从微观视角模拟使用人群的漫游行为，并随着模拟过程的推进观察使用者的动态活动轨迹与分布特征，及时发现设计方案中存在的问题。城市公园尺度下对场地行为的动态模拟及优化过程孪生环境中人流监测与预测可视化（from 光辉城市）模拟人群偏好确定土地利用分布（from MIT Media Lab）人居环境的数字化映射2.12 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU构建全数字化的景观孪生环境模型，涵盖包括生态、形态、人因信息在内的动态全要素信息，具有客观人居环境的同构性。构建的四维信息模型具有动态性、实时性、交互性的特征，可随景园空间中生命体变量与环境变量的变化而产生数字化的模拟参数响应。全数据链在虚拟环境中不仅能够模拟和演示人居环境的空间形态，更能反应生境的变化及其发展趋势，为方案的优化起到重要作用，真正将规划设计引向系统科学。基于数字孪生技术的人居环境系统基于数字孪生技术的人居环境系统2.1.5 数字孪生人居环境的特点人居环境的数字化映射2.12 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU景观进程具有周期性和历时性的特点。其中，周期性指日际变化以及年际变化。历时性包括有生命体和无生命体两部分，有生命体的研究中，主要体现为对演替过程的预测，包括对人居环境演替中的初期、中期、末期的不同状态的模拟。数字孪生是对客观的物理对象、生态过程以及系统进行数字化建模和仿真，以实时反映其状态和行为。数字孪生人居环境的动态性是指这些数字化模型能够根据实时数据和环境变化进行更新和演化，以反映真实世界的动态变化。TwinmotionTwinmotion软件的动态植物生长过程软件的动态植物生长过程 动态性2.1.5 数字孪生人居环境的特点人居环境的数字化映射2.12 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU与建筑信息模型（BIM）不同，数字孪生人居环境不仅是对环境的映射，更可以孪生过程，不仅可实现动态可视，而且支持仿真体验，且可进一步对风景园林的生态过程进行模拟、分析、并进一步实现对于规律的模拟和结果的预测，具有研判的价值。城市道路海绵系统水文过程(20182018年度华夏建设科学技术奖一等奖：城市道路海绵系统建构及关键技术年度华夏建设科学技术奖一等奖：城市道路海绵系统建构及关键技术)2.1.5 数字孪生人居环境的特点 动态性人居环境的数字化映射2.12 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU随 着 物 联 网（Internet ofThings，IoT）等数字技术的发展，通过无线传感网络获取的实时采集数据作为景观数字孪生体的重要组成部分，链接场地的地理信息系统，能够实现对真实环境的映射，以及环境数据信息的监测、景观绩效的评价，同时，通过其它数字化的方法与手段也可进一步实现人居环境的智慧化运维和管控。基于数字孪生的东南大学零碳智慧校园智慧运维管控东南大学零碳智慧校园测控系统2.1.5 数字孪生人居环境的特点 实时性人居环境的数字化映射2.12 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU通过构建高度融合的仿真环境、高度真实的可视化交互场景，实现系统的动态性人机之间的深度交互。沉浸交互的设计系统构建的主要内容包含：变革设计方法，构建三维沉浸式设计环境：结合相关软、硬件设施，包括Civil3D、穿戴设备等，人机对话获取设计者动作、语言等进行创作编辑，透彻深入地进行三维设计；对接虚幻引擎，实现渲染呈现与设计建模的即时同步：三维设计向上对接UE虚幻引擎，实现即时的虚拟仿真呈现，所见即所得；映射二维环境，实现三维与二维的切换及工程量统计：三维环境向下映射二维环境，不同维度空间交互联动，实现设计图、施工图和工程量等的自动生成。基于UE的虚拟仿真环境三维沉浸式设计环境二维设计环境工程量统计交互式设计系统框架2.1.5 数字孪生人居环境的特点 交互性人居环境的数字化映射2.12 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU数字景观技术引导下的人居环境精细化规划与设计主要内容有：对客观环境的精准化建模：利用精准建模技术构建客观环境的基础模型，包括实景三维倾斜摄影模型（OSGB）、三维模型数据（.obj/.skp/.3ds）等。通过全数字化的模型与人居环境的物理实体两者间一一映射、互通互联，真实地反映了人居环境的当下面貌。通过客观环境的精细化建模，能够支持人居环境全生命周期、全流程信息化管理，更是支撑规划、设计、建设、管控等各类应用场景的“基础设施”，也是未来数字景观的重要抓手。通过发掘全要素数字化模型的潜力，运用模拟仿真、深度学习等技术，不仅能够推演人居环境的发展态势，而且可实现在设计、施工和运营全生命周期中的智能化模拟和支持决策。数字孪生人居环境可视化建模2.2.1 客观环境的精准化建模基于数字孪生的规划设计2.22 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU 交互式设计交互式设计系统是数字景观3.0的重要组成部分，依托三维沉浸式交互和虚拟仿真环境实现。传统设计方法通常是通过三维想象或借助三维软件获得设计辅助，实现对二维设计的判断和修改。交互式设计系统是对设计方法进行变革，设计师从三维出发进行沉浸式设计，实现设计过程中的“感-知”统一，更加贴合设计思维特征、直观、易感。三维交互设计过程一方面向二维空间映射，另一方面，对接虚拟引擎实即时呈现，避免反复冗杂的设计转换过程，为数字景观3.0提供良好的设计环境支撑。游船视线1游船视线2游船视线3孪生空间中的城市滨水环境虚拟仿真与动态人机交互（宁德市东湖片区城市设计项目）2.2.2 数字孪生支持下的交互设计基于数字孪生的规划设计2.22 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU 方案的比选和优化随着多方案的比选和优化技术的开发，有望通过智能化识别、优化迭代机制，极大提升人居环境规划设计的精准性与科学性。通过建立与原生环境和设计环境之间统一的评价指标体系，进行方案之间的比选，包括土方、造价等，可自动实现方案的优选和结果的可视化。2.2.3 多方案的比选基于Civil3D土方量的智能化比选基于数字孪生的规划设计2.22 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU在城市化过程中，人工网络的结构越来越复杂，硬质地表的网络通达性越来越高，相应原有完整的、连续的、系统的生境受土地开发建设影响，呈现出高度破碎化以及生态作用与联系上的孤岛化特征。相对于自然生境系统，破碎化导致了一系列包括生境丧失、生境连接度降低、生态质量下降、生态过程中断、自然演替功能下降等。破碎化导致城市绿地生境的不连续性，使得其生态功能被阻。研究目标与意义2.2.4 数字孪生支持下的热点领域基于数字孪生的规划设计2.2（1）建成环境蓝绿空间融合规划设计2 0 2 3 跨界融合创新应用合作发展大会主题报告成玉宁，东南大学建筑学院景观学系，江苏省城乡与景观数字技术工程中心CHENG YUNING,DEPARTMENT OF LA,SCHOOL OF ARCH,SEU探索蓝绿空间的内在联系与做功机制，寻求以蓝