基于社区融合的旧城景观设计分析

徐 龙

（德州市建筑规划勘察设计研究院，山东 德州 253000）

0 引言

随着城市化进程和社会经济的不断发展，人们在追求物质生活水平的同时也在追求精神文明建设。城市化进程使城市人口数量剧增，早期建设的城镇社区大多不能满足现阶段城市发展的需求，亟需改造。老旧城镇社区的改造工作除了解决隐患问题以外，还需要结合城市发展步伐对城市景观进行升级改造。作为旧城改造项目中的一项重要内容，景观设计能够提升城市的面貌，是实现绿色城市可持续发展不可或缺的一部分[1]。众多专家、学者也对旧城景观改造工程进行了深入的研究，例如刘玥含[2]以西安为例分析了旧城改造中色彩提升的设计要点，韩锋[3]从生态共生角度分析了广州市某地水系景观的开发和保护。为进一步提升社区融合条件下的旧城景观设计质量，满足城市发展需求，该文从理论角度入手分析了计算机技术在社区融合旧城景观改造中的应用，并采用AHP 分析法构建评价模型，建立评价体系，具体研究内容如下。

1 计算机技术分析

目前，基于虚拟现实图像处理（Virtual Reality）的技术逐渐在建筑师的工作，尤其是室内建筑中得到了广泛应用[4]。其优势在于，一方面能使设计师的建议更可视化，另一方面能使建筑师和客户之间形成可靠的在线对话[5]。计算机屏幕（2D 模型）上显示的三维景观（3D 模型）的机理在于这些元素与开发的边缘相结合，创造出了场景的透视和深度错觉。在计算机中，一个3D 元素的亮度强度取决于照明、立面的纹理和颜色，设计工作中对合并对象的美学评估取决于所考虑场景的地理位置、现有景观和气候条件（例如空气清洁度和湿度）、开发类型、阳光以及一年中的时间。

在社区融合旧城景观设计过程中，可以根据现状地形利用计算机技术建立模型，并在模型空间中对设计范围进行修改，进而进行设计工作。将评估视图的修改程度用表示，又被称为建筑解决方案美学变化系数。

根据定义，系数描述了在24h 尺度和年度尺度（太阳位置）上确定的时刻t中2 个视图p 和r 之间景观的适应性变化，其计算如公式（1）所示。

式中：Fp（t）为p 视图下全局适应值（发光）；Fr（t）为r 视图下全局适应值（发光）。

适应度又被称为亮度的能量值，由第k个场景元素（或通过具有均匀亮度的不同簇）在时刻t提供，估计为其面积与亮度分量之和的乘积，如公式（2）所示。

式中：ck（t）为第k个区域集群；lb（t）为背景亮度；lcf（t）为星团颜色和纹理的色度；ls（t）为阴影亮度；∪为亮度算子求和符号。

所讨论场景的瞬时适应度值如公式（3）所示。

根据公式（3）可得时间区间（0，t）内场景亮度的平均能量值估算，如公式（4）所示。

根据公式（3）和（4），在适当修改后，能够根据如下描述的程序（算法）评估建筑解决方案的美感，并对现有景观的变化进行研究。

ε（p，r）的归一化值可供设计者选择一个最接近之前设置条件的参数。例如如果一个物体要支配周围环境，则ε（p，r）值应该远超过1，而当它是一个与现有环境相协调的物体时，ε将取接近1。

进一步，假设建筑解决方案的美学评估将基于场景发光的评估。引入景观中的物体改变场景的照明，除场景照明外，引入额外的阴影长度取决于开发元素的高度和太阳在天空中的位置。

高度为hB的景观（或树木）B在时刻t的影子长度根据公式（5）确定。

式中：ds（t）为t时刻的影子长度，m；φ（t）为t时刻太阳光的入射角。

而阴影的方向为180+d（t），其中d（t）为对应于太阳在天空中的局部位置，即时刻t太阳在天空中运动的天文角度。

根据上述机理，利用计算机技术进行旧城景观改造的程序如图1 所示。

图1 景观设计程序示意图

3 旧城景观创新设计评价体系

3.1 评价体系的建立

层次分析法（AHP）是指将决策有关的内容分解成目标、评价和方案等层次，并在此基础上进行定量分析和相关决策的一种运筹学方法[6]。AHP 分析法在20 世纪70 年代初期由美国匹兹堡大学运筹学家托马斯·塞蒂（T.L.Saaty）提出，是一种从多目标综合评价方法中提出的一种层次权重决策分析方法。发展至今，AHP 分析法已经成为一种较为成熟的评价决策方法，其最大特点是在对复杂决策问题的本质和影响因素等内在或外在关系进行深入分析的基础上，仅需运用一定的信息（定量信息）即可使决策思维过程数学化、定量化，并以此为基础为多目标、多准则、复杂化以及无明显结构特征的多目标复杂问题提供渐变的决策方法。其优势是可根据不同的应用条件建立不同的评价因素，并根据实际情况确立针对相应因素的评价指标。而在基于社区融合的旧城景观设计过程中，除去一般景观设计内容，还需要考虑现状条件改善、居民需求、历史文化保留以及价值观念等很多细节，该方法能够较好地对设计内容进行对比，及时发现设计问题，提升设计质量[7]。

根据AHP 分析法，将社区融合旧城景观设计评价体系分为3 各层次。第一层，设计方案的竞争力；第二层，评价标准指南层；第三层，指标输出层，包括方法创新、材料创新、技术创新、生态和文化等方面。先将对评价因素在层次间的相对重要性打分的专家系统进行量化。再根据AHP 分析法给出一系列标度值和相对重要性矩阵，其中重要性矩阵与公式（6）有关。

式中：n为评价因素的数量；Xik为第i个到第k个因子的重要性的缩放值。

单个因素的权重如公式（7）所示。

最大特征值计算如公式（8）所示。

一致性检验计算如公式（9）所示。

一致性比率CR如公式（10）所示。

式中：RI为随即一致性指标均值。

RI在对旧城景观改造设计评价中的取值见表1。

表1 随即一致性指标均值RI 取值

3.2 评价指标

评价指标是指对某项评价因素进行评价时的角度，是社区融合背景下旧城改造设计评价体系的基础。为保证评价体系真实有效，评价指标的选取须遵循科学性、系统性、独立性、代表性、灵敏性、准确性以及稳定性等原则[8]。在此基础上并结合工程实践，该文确立了社区融合旧城景观设计评价指标，见表2。其中一级指标共4 项，包括视觉指标、环境指标、舒适度指标以及心理指标，二级指标合计15 项。该评价指标的确立主要是从审美、舒适度、安全心理和功能等多方面考虑的，并针对社区融合条件下的旧城景观改造设计，增加了“自然条件的利用”“环境改善程度”和“历史文化保留程度”等指标。所建立的指标根据各自特点划分为4 个不同的一级指标。AHP 分析法的优势为可根据不同的应用条件建立不同的评价因素，并根据实际情况确立针对相应因素的评价指标。

表2 评价指标及其含义

4 案例分析

4.1 工程简介

该项目为综合性住宅区项目，场地现状为棚户区，本期共开展5 地块的规划设计工作。规划用地性质为住宅+幼儿园+商业+配套的综合性用地项目。住宅计容建筑面积为230356m2，商业建筑面积为8000m2，幼儿园计容建筑面积为3311m2，其他配套计容积率建筑面积为3577m2。该项目中，组团与组团之间通过道路和景观轴、生活轴有机相连，形成了具有生命力的社区空间模式。该项目配套公建主要结合附近公园及湖景，将美术馆、剧场、幼儿园以及一定的配套商业结合在一起，带动商业人流的同时也为片区人流提供了更便利的道路。

4.2 计算机融合旧城改造景观设计与评价

该项目1#地块规划示意图如图2 所示。该项目在景观设计阶段通过计算机技术建立三维数字模型，并对设计细节进行模拟。该数字模型的建立不仅能够对所涉及内容的色彩要素、空间条件和环境条件等内容进行规划，还能够根据太阳的位置实时展示景观的光影效果。实践证明，计算机技术能够在旧城景观改造中发挥自身优势，辅助设计工作的进行。

图2 1#地块规划示意图

完成设计工作后，采用AHP 分析法对设计内容进行评价，评价所得一级指标的综合评价指数见表3。由表3可知，该项目中环境因素的综合评价指标最高，其原因在于项目周边存在已建成公园。该次旧城改造设计中，由于景观部分充分利用了现状条件，因此景观丰富且具有层次感。且视觉效果也较好，其原因在于项目所在地区四季分明。通过计算机辅助进行社区融合景观设计，充分发挥了树木、景观等的作用，使该项目的平面布局更合理、色彩更丰富。

表3 该项目一级指标综合数值

5 结论

该文以社区融合的旧城景观设计为切入点，通过理论分析和案例研究等方式，对社区融合背景下的旧城景观创新设计进行了深入分析，所得结论如下：1）从理论角度分析了计算机技术在旧城景观设计中的应用，并确立了计算机技术辅助下社区融合旧城景观设计的步骤。2）采用AHP 分析法，建立了针对社区融合的旧城景观设计评价体系，确定了评价指标。并通过实际案例分析表明该方法具有较好的适用性。该文研究对今后社区融合背景下的旧城景观设计具有一定的借鉴价值。