霍光：DMS讓鄉(xiāng)村建設更科學

新一輪鄉(xiāng)建大潮，可以說是一場城市向鄉(xiāng)村的傾斜。原本在城市描繪藍圖的精英們，紛紛跑到鄉(xiāng)下蓋房子、做規(guī)劃……他們給鄉(xiāng)村帶來的不僅是面貌的改變，更是一場技術和理念的革新。城市走入智慧時代后，鄉(xiāng)村還有多遠？霍光和團隊一起，將DMS 數(shù)據(jù)模型系統(tǒng)應用到鄉(xiāng)村，為智慧鄉(xiāng)村的發(fā)展開拓了一條路。文/ 苑城 人像攝影/ 喬彬 駱通圖片由霍光提供

霍光建筑師、數(shù)字展示設計師，清華同衡規(guī)劃研究院數(shù)字城市研究所副所長、偉景行科技股份有限公司設計總監(jiān)。致力于以跨界實踐方式鏈接虛擬與現(xiàn)實，推進三維可視化技術融合城鄉(xiāng)設計、建造及運營全過程，提升系統(tǒng)智慧。DMS（DigitalModel System）數(shù)據(jù)模型系統(tǒng)是一個基于地理信息的數(shù)據(jù)模型信息可視化的展示應用平臺，通俗來講是一個三維可視化軟件平臺。霍光介紹說：「我們做的事，相當于在三維可視化的基礎上，引入了大數(shù)據(jù)，把一個地方所有層面的數(shù)據(jù)附加到三維模型當中�！闺S著信息化的發(fā)展，城市進入智慧時代。通過互聯(lián)網以及物聯(lián)網的方式，現(xiàn)實世界和虛擬世界連接起來。人們對現(xiàn)實世界的管理和使用，能夠更及時地得到反饋，效率大大提升。2014 年，清華數(shù)字城市研究所研發(fā)的DMS 數(shù)據(jù)模型系統(tǒng)問世，主要是為智慧城市信息可視化和應用提供解決方案。它原本是一個為城市而生的軟件平臺，但很快就應用到了鄉(xiāng)鎮(zhèn)領域。

烏鎮(zhèn)總體規(guī)劃

景區(qū)水質監(jiān)測數(shù)據(jù)“通過三維數(shù)字模型，老百姓可以看懂規(guī)劃，也就有話可說，這樣就實現(xiàn)了規(guī)劃設計者、政府管理者跟群眾的互動。

2015年，烏鎮(zhèn)舉辦了第二屆互聯(lián)網大會，開啟了建設全球智慧名鎮(zhèn)的新征程。會議期間，烏鎮(zhèn)三維數(shù)字模型（DMS）吸引了諸多參觀者的目光�；艄庹f：「烏鎮(zhèn)項目中，我們做了兩件事，一個是通過DMS對烏鎮(zhèn)做了一個比較全面的展示方案，另一個是在DMS上還附加了信息征集功能。」

通過DMS， 烏鎮(zhèn)的所有規(guī)劃內容都以三維模型進行了展示。參觀者可以360度體驗烏鎮(zhèn)的設計藍圖，相比原來的大規(guī)劃總圖，三維數(shù)字模型可以轉來轉去看，老百姓不需要任何專業(yè)背景也能看懂。此外，這個系統(tǒng)收集整合了烏鎮(zhèn)的交通路況、人流聚集分布、空氣質量、水質指標等數(shù)據(jù)，參觀者可從DMS上快速直觀了解烏鎮(zhèn)的運營狀態(tài)。

烏鎮(zhèn)三維數(shù)字模型

公眾參與平臺在烏鎮(zhèn)項目中，公眾參與網絡平臺成了一大亮點。團隊將DMS與微信結合起來，打造了規(guī)劃公眾參與平臺。參觀者在查看三維數(shù)字模型時，可以通過微信進入公眾參與平臺中，選取地圖中一個地點，將自己的看法發(fā)表出來。霍光介紹說：「通過三維數(shù)字模型，老百姓可以看懂規(guī)劃，也就有話可說，這樣就實現(xiàn)了規(guī)劃設計者、政府管理者跟群眾的互動�！乖跒蹑�(zhèn)的嘗試只是一個開始，DMS由城市來古鎮(zhèn)，又從這里出發(fā)，去向一個個更為傳統(tǒng)的鄉(xiāng)村。

智慧旅游服務平臺

智慧交通“許多鄉(xiāng)村位于偏遠山區(qū)，地勢起伏大。經過多年的技術積累，在山區(qū)這樣有高差的地方，DMS的用武之地更大。過去的時候，鄉(xiāng)村不太需要規(guī)劃和設計，農民只要有塊宅基地就可以隨便蓋房。當大眾視線又回到鄉(xiāng)村時，大家都希望能夠從更多的角度進行鄉(xiāng)村建設�；艄庹J為，就像對待城市設計一樣，需要DMS讓鄉(xiāng)村的規(guī)劃設計更具科學性。

西河村用地統(tǒng)計許多鄉(xiāng)村位于偏遠山區(qū)，地勢起伏大�；艄庹f：「經過多年的技術積累， 在山區(qū)這樣有高差的地方，DMS的用武之地更大。鄉(xiāng)村建設中需要考慮視覺上的美觀、通透等， 因為地處山區(qū)的緣故， 原來的規(guī)劃設計方式科學性并不高。設計師根據(jù)地形圖制作一個模型，在里邊觀看設計效果。但實際上，鄉(xiāng)村的測繪常常不夠嚴謹，地形圖很有可能是走樣的，跟實際的山體并不完全相符，所以它的可參考性比較差�！巩擠MS從城市應用到鄉(xiāng)村，就可以為規(guī)劃設計提供更為科學的依據(jù)。航飛技術不必受高低起伏的地形所限，可以快速采集到村莊及周邊環(huán)境的實地照片。這些航拍照片通過軟件處理，就可以生成三維的影像，為設計師提供直觀且真實的參考。除了在設計階段，霍光覺得DMS同樣也可以應用到評審階段。他說：「過去在規(guī)劃評審時，大家只能通過效果圖想象，建筑跟周邊環(huán)境的關系都無從判斷。利用DMS三維可視化技術，可以把樓的模型直接放到總體環(huán)境的模型里邊，大家可以360度地觀看。而且一天24小時不同的光線、一年四季不同的氣候條件，都能夠調節(jié)參數(shù)來模擬，這樣大家就可以看到一個非常客觀的面貌。」鄉(xiāng)村建設牽扯到很多信息，既有宏觀又有微觀。有了三維模型，人們完全可以站在任意一個角度去看，獲取準確客觀的視覺效果�；艄庹f：「用DMS三維可視化技術支持規(guī)劃設計工作，這一套技術路線我們已經走通了�！巩敼芾沓鞘械募夹g應用到鄉(xiāng)村，許多傳統(tǒng)的做法都隨之改變。比如村中要統(tǒng)計每家的用地面積，過去只能是測繪隊人工去測量。如果使用飛機采集的方式來做，村民提前把地界都插好， 航拍之后， 統(tǒng)計需要的尺寸、定位就會自動呈現(xiàn)，大大提升了管理和規(guī)劃設計的效率。

西河村三維數(shù)字模型“鄉(xiāng)村保護，更多的是保護它的原汁原味，這就要考慮景觀因素、山水格局等，DMS可以為鄉(xiāng)村的規(guī)劃設計提供科學依據(jù)，使其更具有現(xiàn)實性。DMS可以給鄉(xiāng)村帶來的改變還在挖掘之中，西河村就是一個很好的例子�；艄饨榻B說：「在西河村舉辦2016中國（新縣）鄉(xiāng)村復興論壇時，我們用傾斜攝影生成影像的方式，將整個的西河村以及周邊的自然環(huán)境生成了模型，同時又把西河村的信息附在上面。比如，我們把西河村的精品元素著重表現(xiàn)，而且嘗試把實時信息加進去，做成一個DMS。人們可以在這個系統(tǒng)中看到糧油博物館的建筑信息，還能知道入口處進了多少人�！�

在西河村這樣的傳統(tǒng)村莊，要完成這項工作需要不少步驟。第一步是選定地點，進行分級。要劃分出村子的核心區(qū)域，不同區(qū)域會有不同的精度。有些核心區(qū)域需要做到接近文物級，用激光掃描的方式生成圖像，在模型中可以抵近了看。西河村的核心區(qū)域就是糧油博物館、村民活動中心等地，在最終生成數(shù)據(jù)的時候需要很高的精度呈現(xiàn)。第二步是航拍，生成模型。航拍工作小組進駐村莊后，根據(jù)分級觀察場地里邊的建筑、山體的情況，布置相機控制點。他們會在山上做一些標記，作為飛行拍照時的范圍界定。天氣晴朗時，就開始用飛機來采集數(shù)據(jù)，實際上就是從各個角度拍很多照片。拍完以后，通過專門的處理軟件，大量的照片數(shù)據(jù)最后會生成一個三維的、帶貼圖的模型。因為照片尺寸大，而且三維模型的數(shù)據(jù)量龐雜，他們會用「瓦片化」的特殊技術，讓運算速度變得快。第三步就是根據(jù)應用對象或者功能要求，在模型上附加數(shù)據(jù)。在西河村的項目中，糧油博物館是村中的重點建筑。所以，在模型中糧油博物館就要做的更細一點，進行重點標記和介紹，觀看者在模型中可以走近看，甚至走到博物館里邊。同時，生成的模型還會附加上一些動態(tài)數(shù)據(jù)，比如人流的實時信息。因為DMS可以直接連接數(shù)據(jù)庫，當數(shù)據(jù)庫更新后，模型中的數(shù)據(jù)也會隨之更新。在西河村，利用DMS最終形成了一個以真實的三維場景為載體、負載真實數(shù)據(jù)的數(shù)字模型系統(tǒng)。

村莊功能結構

公共服務設施分布

西河村數(shù)字展示平臺在2016中國（新縣）鄉(xiāng)村復興論壇上，DMS智慧鄉(xiāng)村數(shù)字展示平臺引起了許多關注。清華大學黨安榮教授評價說：「我所關注的亮點之一是論壇推出了智慧鄉(xiāng)村（西河灣）數(shù)字展示平臺，可以代表智慧美麗鄉(xiāng)村發(fā)展的一個方向�！�“智慧化不一定要立馬提升好幾級，只要比過去的情況更好一些就足夠了。從烏鎮(zhèn)到西河村，鄉(xiāng)村跟隨時代的腳步，開始用上大數(shù)據(jù)平臺，霍光希望繼續(xù)嘗試在鄉(xiāng)村領域運用DMS。他說：「如果在規(guī)劃階段就運用到三維可視化的技術，那么建筑師就能在掌握科學依據(jù)的前提下進行設計，這種方式無論放在哪里都是有好處的�！菇酉聛�，霍光和團隊會在鄉(xiāng)村做兩件事情。一方面他們會和政府合作，對縣鎮(zhèn)級別的規(guī)劃提供決策依據(jù)。另一方面就是為設計單位提供技術支持，讓鄉(xiāng)村建設更具科學性。建筑師到鄉(xiāng)村做設計，更多地要靠實地考察獲取資料。通常到外地出差一段時間，然后帶著大量的調研資料回到辦公室進行分析。有時討論過程中發(fā)現(xiàn)新的問題，就可能來回好幾次進行補充調研。而通過DMS，村莊的所有信息都集中在三維模型當中，建筑師回到辦公室，隨時都可以飛回村莊里面，從不同的角度考量村子的情況。

村莊功能結構

公共服務設施分布為了適應設計的需求，團隊還不斷在DMS中加入新的功能。比如在規(guī)劃的時候，可能要做一些地形的改變，把這里填平，把那里墊起來，這時候就要衡量土方量。以前衡量土方量的方式比較粗糙，工作量也大。DMS就提供一個計算土方量的功能，先把原來的山體模擬出來，接著將規(guī)劃后的山體模擬出來，兩個模型一做減法，土方量就出來了。這一功能在尼泊爾地震時就已經得到實際應用。地震后當?shù)爻霈F(xiàn)堰塞湖，武警需要開挖排水通道，降低堰塞湖水位，解除堰塞湖對下游地區(qū)的威脅。當時有兩個挖據(jù)點可以選擇，他們就對其分別進行了航拍，生成三維數(shù)據(jù)后進行土方量運算，最終幫助武警選出了工期完成更快的挖掘點。「用技術來改變工作方法，這只是一個很小的例子�！够艄庹f。

當智慧鄉(xiāng)村越來越受到關注，霍光反而像站在風眼處，保持著冷靜。他說：「最好不要去給智慧鄉(xiāng)村定一個指標，而是要根據(jù)地域發(fā)展的需要進行合理投資。智慧鄉(xiāng)村的第一步是要有基礎建設，否則一個地方連網絡都不通，何以談‘智慧’呢？」霍光認為可以在不同區(qū)域做試點示范，選取幾個富裕的村子和貧窮的村子進行建設，讓大家看到富裕的村子可以智慧化到什么程度，而貧窮的村子能在新技術手段下有什么樣的提升�！钢腔刍�不一定立馬提升好幾級，只要比過去的情況更好一些就足夠了�！够艄饪偨Y道。

在他對于未來的想象中，新的技術手段讓城鄉(xiāng)的融合變得更容易實現(xiàn)。將來一個人可以到山清水秀的村子里辦公，好幾天不用出來。通過打電話、發(fā)郵件就可以處理日常的事務，甚至利用VR 手段實現(xiàn)面對面的交流。他說：「互聯(lián)網手段的接入，將會改變鄉(xiāng)村邊緣化的閉塞狀態(tài)，重新定義鄉(xiāng)村。鄉(xiāng)愁里的村莊已經一去不返了，鄉(xiāng)土文明的回歸不是回到原點，而是以新的形式歸來。」在這場城市向鄉(xiāng)村的傾斜中，技術、環(huán)境、人口都在不斷融合，霍光說：「未來時代里，城市與鄉(xiāng)村一定是穿插關系，而不是相互割裂。世界正在變得越來越平。」