编辑/苑城
当乡村建设的话题铺天盖地,你最关心的是什么?是遥远乡愁里的田园记忆,还是大师手笔的新乡土建筑?清华数字城市研究所副所长霍光最关心的是乡村的智慧化,他和团队一起,将DMS数据模型系统应用到乡村,为智慧乡村的发展开拓了一条路。当城市走入智慧时代,乡村还有多远的路要走?在今年9月山东滨州举办的第二届中国古村镇大会上,霍光将会在「破冰:智慧古村镇」分论坛进行演讲。《灵犀》抢先采访了这位「智慧乡村」的开拓者,为你揭秘城市科技在传统村落的应用情况
乌镇总体规划
灵犀
现在「智慧乡村」的话题很热,您和团队在乡村引进了怎样的新技术?
霍光
世界在变得越来越平。过去为了建设城市,乡村的资源不断输入到城市。但是,现在整个社会都需要一个更好的环境,即便从城市的角度来讲,也是希望乡村能变得更好,乡村当然更是这样了。另外,城镇化的建设高潮已经过去了,大量的农民工面临就业的选择。是留在城市还是回到乡村?其实,如果家乡有更挣钱的事,农民工肯定也愿意回来。所以,如果我们能通过一些介入手段,将各方面的信息分享到乡村,最终将会引导人口的流动。不管是乡村的年轻人回来,还是城里人去乡村做一些事,这对于乡村来说很重要。
DMS数据模型系统,即Digital Model System,是一个基于地理信息的数据模型信息可视化的展示应用平台,通俗来讲是一个三维可视化软件平台。我们做的事,相当于在三维可视化的基础上,引入了大数据,把一个地方所有层面的数据附加到三维模型当中。
清华数字城市研究所从1998年起,就开始研究用三维的软件方式,来进行建筑形体的虚拟化以及可观察。以此为起点,2014年DMS数据模型系统问世,主要是为智慧城市信息可视化和应用提供解决方案。随着信息化的发展,城市进入智慧时代。通过互联网以及物联网的方式,现实世界和虚拟世界连接起来。人们对现实世界的管理和使用,能够更及时地得到反馈,效率大大提升。
我们在乌镇和西河村都应用过DMS,主要是做一个规划展示平台。通过三维可视化技术,将村镇的规划内容展示出来,并且附加上相关数据,让老百姓也能够看懂。
智慧交通
灵犀
在乌镇和西河村,DMS主要起到了什么作用呢?
霍光
乌镇项目中,我们做了两件事,一个是通过DMS对乌镇做了一个比较全面的展示方案,另一个是在DMS上还附加了信息征集功能。通过DMS,乌镇的所有规划内容都以三维模型进行了展示。参观者可以360度体验乌镇的设计蓝图,相比原来的大规划总图,三维数字模型可以转来转去看,老百姓不需要任何专业背景也能看懂。此外,这个系统收集整合了乌镇的交通路况、人流聚集分布、空气质量、水质指标等数据,参观者可从DMS上快速直观了解乌镇的运营状态。
在乌镇项目中,公众参与网络平台是一大亮点。我们将DMS与微信结合起来,打造了规划公众参与平台。参观者在查看三维数字模型时,可以通过微信进入公众参与平台中,将自己的看法发表出来,让决策者看到。这样就实现了规划设计者、政府管理者跟群众的互动。
在西河村举办乡村复兴论坛时,我们用倾斜摄影生成影像的方式,将整个的西河村以及周边的自然环境生成了模型,同时又把西河村的信息附在上面。比如,我们把西河村的精品元素着重表现,而且尝试把实时信息加进去,做成一个DMS。人们可以在这个系统中看到粮油博物馆的建筑信息,还能知道入口处进了多少人。
公关服务设施分布
灵犀
DMS技术具体的工作流程是怎样的?
霍光
第一步是选定地点,进行分级。要划分出村子的核心区域,不同区域会有不同的精度。有些核心区域需要做到接近文物级,比如说我们原来做过故宫御花园项目,每块假山石都是用激光扫描的方式来生成的,完全是仿真的,你可以抵近了看。
第二步是航拍,生成模型。航拍工作小组进驻村庄后,根据分级观察场地里边的建筑、山体的情况,布置相机控制点。他们会在山上做一些标记,作为飞行拍照时的范围界定。天气晴朗时,就开始用飞机来采集数据,实际上就是从各个角度拍很多照片。拍完以后,通过专门的处理软件,大量的照片数据最后会生成一个三维的、带贴图的模型。
第三步就是根据应用对象或者功能要求,在模型上附加数据。在西河村的项目中,粮油博物馆是村中的重点建筑。所以,在模型中粮油博物馆就要做的更细一点,进行重点标记和介绍,观看者在模型中可以走近看,甚至走到博物馆里边。同时,生成的模型还会附加上一些动态数据,比如人流的实时信息。因为DMS可以直接连接数据库,当数据库更新后,模型中的数据也会随之更新。在西河村,利用DMS最终形成了一个以真实的三维场景为载体、负载真实数据的一个数字模型系统。
旅游市场潜力
灵犀
在乡村规划中,这种技术有哪些优势?
霍光
乡村保护,更多的是保护它的原汁原味,这就要考虑景观因素、山水格局等,DMS可以为乡村的规划设计提供科学依据,更具有现实性。
许多乡村位于偏远山区,地势起伏大。经过多年的技术积累,在山区这样有高差的地方,DMS的用武之地更大。乡村建设中需要考虑视觉上的美观、通透等,因为地处山区的缘故,原来的规划设计方式科学性并不高。设计师根据地形图制作一个模型,在里边观看设计效果。但实际上,乡村的测绘常常不够严谨,地形图很有可能是走样的,跟实际的山体并不完全相符,所以它的可参考性比较差。航飞技术不必受高低起伏的地形所限,可以快速采集到村庄及周边环境的实地照片。这些航拍照片通过软件处理,就可以生成三维的影像,为设计师提供直观且真实的参考。
另外,这种技术的应用,可以改善建筑师的工作方式。建筑师到乡村做设计,更多地要靠实地考察获取资料。通常到外地出差一段时间,然后带着大量的调研资料回到办公室进行分析。有时讨论过程中发现新的问题,就可能来回好几次进行补充调研。而通过DMS,村庄的所有信息都集中在三维模型当中,建筑师回到办公室,随时都可以飞回村庄里面,从不同的角度考量村子的情况。
智慧旅游服务平台
灵犀
接下来您计划在乡村有哪些尝试?
霍光
用DMS三维可视化技术支持规划设计工作,这一套技术路线我们已经走通了,接下来会在乡村做两件事情。一方面和政府合作,为县镇级别的规划提供决策依据,比如打造美丽乡村或者建设生态农业示范区等。另一方面就是为设计单位提供技术支持,让乡村建设更具科学性。
其实,除了直观的三维模型,DMS还有很多功能。比如说,在考虑规划的时候,可能要做一些地形的改变,把这里填平,把那里垫起来,这时候就要衡量土方量。以前衡量土方量的方式比较粗糙,工作量也大。DMS就提供一个计算土方量的功能,先把原来的山体模拟出来,接着将规划后的山体模拟出来,两个模型一做减法,土方量就出来了。这一功能在尼泊尔地震时就已经得到实际应用。地震后当地出现堰塞湖,武警需要开挖排水通道,降低堰塞湖水位,解除堰塞湖对下游地区的威胁。当时有两个挖据点可以选择,我们分别进行了航拍,生成三维数据后进行土方量运算,最终帮助武警选出了工期完成更快的挖掘点。用技术来改变工作方法,这只是一个很小的例子。
比如村里要统计每家的用地面积,过去只能是测绘队人工去测量。如果使用飞机采集的方式来做,村民提前把地界都插好,航拍之后,统计需要的尺寸、定位就会自动呈现,大大提升了管理和规划设计的效率。
西河村用地统计
灵犀
您觉得「智慧乡村」将来要如何发展?
霍光
不要去给智慧乡村定一个指标,而是要根据地域发展的需要进行合理投资。「智慧乡村」的第一步是要有基础建设。贵州有个地方想做一个「智慧度假」项目,但是我们到了去做方案,发现那里连网都没通,摄像头都没装全。所以,建设「智慧乡村」首先要把基础设施做好。基础设施越完备,设备的深度越高,智慧程度也会相应提升。当然,我并不认为每个地方都适合这么做,即便资金充裕,还是要看村子本身需不需要。如果针对「智慧乡村」进行了大量投资,但是当地的基础设施和居民的生活习惯都不适应这种智慧的方式,那建设的这一套东西也用不起来,会是一种浪费。
我觉得可以在不同区域做试点示范,选取几个富裕的村子和贫穷的村子进行建设,让大家看到富裕的村子可以智慧化到什么程度,而贫穷的村子能在新技术手段下有什么样的提升。智慧化不一定立马提升好几级,只要比过去的情况更好一些就足够了。
本文转发自微信公众号:灵犀CONSONANCE
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