霍光：DMS讓鄉村建設更科學(xué)

新一輪鄉建大潮，可以說(shuō)是一場(chǎng)城市向鄉村的傾斜。原本在城市描繪藍圖的精英們，紛紛跑到鄉下蓋房子、做規劃……他們給鄉村帶來(lái)的不僅是面貌的改變，更是一場(chǎng)技術(shù)和理念的革新。城市走入智慧時(shí)代后，鄉村還有多遠？霍光和團隊一起，將DMS 數據模型系統應用到鄉村，為智慧鄉村的發(fā)展開(kāi)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、數字展示設計師，清華同衡規劃研究院數字城市研究所副所長(cháng)、偉景行科技股份有限公司設計總監。致力于以跨界實(shí)踐方式鏈接虛擬與現實(shí)，推進(jìn)三維可視化技術(shù)融合城鄉設計、建造及運營(yíng)全過(guò)程，提升系統智慧。DMS（DigitalModel System）數據模型系統是一個(gè)基于地理信息的數據模型信息可視化的展示應用平臺，通俗來(lái)講是一個(gè)三維可視化軟件平臺�；艄饨榻B說(shuō)：「我們做的事，相當于在三維可視化的基礎上，引入了大數據，把一個(gè)地方所有層面的數據附加到三維模型當中�！闺S著(zhù)信息化的發(fā)展，城市進(jìn)入智慧時(shí)代。通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)以及物聯(lián)網(wǎng)的方式，現實(shí)世界和虛擬世界連接起來(lái)。人們對現實(shí)世界的管理和使用，能夠更及時(shí)地得到反饋，效率大大提升。2014 年，清華數字城市研究所研發(fā)的DMS 數據模型系統問(wèn)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(gè)為城市而生的軟件平臺，但很快就應用到了鄉鎮領(lǐng)域。

烏鎮總體規劃

景區水質(zhì)監測數據“通過(guò)三維數字模型，老百姓可以看懂規劃，也就有話(huà)可說(shuō)，這樣就實(shí)現了規劃設計者、政府管理者跟群眾的互動(dòng)。

2015年，烏鎮舉辦了第二屆互聯(lián)網(wǎng)大會(huì )，開(kāi)啟了建設全球智慧名鎮的新征程。會(huì )議期間，烏鎮三維數字模型（DMS）吸引了諸多參觀(guān)者的目光�；艄庹f(shuō)：「烏鎮項目中，我們做了兩件事，一個(gè)是通過(guò)DMS對烏鎮做了一個(gè)比較全面的展示方案，另一個(gè)是在DMS上還附加了信息征集功能�！�

通過(guò)DMS， 烏鎮的所有規劃內容都以三維模型進(jìn)行了展示。參觀(guān)者可以360度體驗烏鎮的設計藍圖，相比原來(lái)的大規劃總圖，三維數字模型可以轉來(lái)轉去看，老百姓不需要任何專(zhuān)業(yè)背景也能看懂。此外，這個(gè)系統收集整合了烏鎮的交通路況、人流聚集分布、空氣質(zhì)量、水質(zhì)指標等數據，參觀(guān)者可從DMS上快速直觀(guān)了解烏鎮的運營(yíng)狀態(tài)。

烏鎮三維數字模型

公眾參與平臺在烏鎮項目中，公眾參與網(wǎng)絡(luò )平臺成了一大亮點(diǎn)。團隊將DMS與微信結合起來(lái)，打造了規劃公眾參與平臺。參觀(guān)者在查看三維數字模型時(shí)，可以通過(guò)微信進(jìn)入公眾參與平臺中，選取地圖中一個(gè)地點(diǎn)，將自己的看法發(fā)表出來(lái)�；艄饨榻B說(shuō)：「通過(guò)三維數字模型，老百姓可以看懂規劃，也就有話(huà)可說(shuō)，這樣就實(shí)現了規劃設計者、政府管理者跟群眾的互動(dòng)�！乖跒蹑偟膰L試只是一個(gè)開(kāi)始，DMS由城市來(lái)古鎮，又從這里出發(fā)，去向一個(gè)個(gè)更為傳統的鄉村。

智慧旅游服務(wù)平臺

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

西河村用地統計許多鄉村位于偏遠山區，地勢起伏大�；艄庹f(shuō)：「經(jīng)過(guò)多年的技術(shù)積累， 在山區這樣有高差的地方，DMS的用武之地更大。鄉村建設中需要考慮視覺(jué)上的美觀(guān)、通透等， 因為地處山區的緣故， 原來(lái)的規劃設計方式科學(xué)性并不高。設計師根據地形圖制作一個(gè)模型，在里邊觀(guān)看設計效果。但實(shí)際上，鄉村的測繪常常不夠嚴謹，地形圖很有可能是走樣的，跟實(shí)際的山體并不完全相符，所以它的可參考性比較差�！巩擠MS從城市應用到鄉村，就可以為規劃設計提供更為科學(xué)的依據。航飛技術(shù)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(shí)地照片。這些航拍照片通過(guò)軟件處理，就可以生成三維的影像，為設計師提供直觀(guān)且真實(shí)的參考。除了在設計階段，霍光覺(jué)得DMS同樣也可以應用到評審階段。他說(shuō)：「過(guò)去在規劃評審時(shí)，大家只能通過(guò)效果圖想象，建筑跟周邊環(huán)境的關(guān)系都無(wú)從判斷。利用DMS三維可視化技術(shù)，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(guān)看。而且一天24小時(shí)不同的光線(xiàn)、一年四季不同的氣候條件，都能夠調節參數來(lái)模擬，這樣大家就可以看到一個(gè)非�？陀^(guān)的面貌�！灌l村建設牽扯到很多信息，既有宏觀(guān)又有微觀(guān)。有了三維模型，人們完全可以站在任意一個(gè)角度去看，獲取準確客觀(guān)的視覺(jué)效果�；艄庹f(shuō)：「用DMS三維可視化技術(shù)支持規劃設計工作，這一套技術(shù)路線(xiàn)我們已經(jīng)走通了�！巩敼芾沓鞘械募夹g(shù)應用到鄉村，許多傳統的做法都隨之改變。比如村中要統計每家的用地面積，過(guò)去只能是測繪隊人工去測量。如果使用飛機采集的方式來(lái)做，村民提前把地界都插好， 航拍之后， 統計需要的尺寸、定位就會(huì )自動(dòng)呈現，大大提升了管理和規劃設計的效率。

西河村三維數字模型“鄉村保護，更多的是保護它的原汁原味，這就要考慮景觀(guān)因素、山水格局等，DMS可以為鄉村的規劃設計提供科學(xué)依據，使其更具有現實(shí)性。DMS可以給鄉村帶來(lái)的改變還在挖掘之中，西河村就是一個(gè)很好的例子�；艄饨榻B說(shuō)：「在西河村舉辦2016中國（新縣）鄉村復興論壇時(shí)，我們用傾斜攝影生成影像的方式，將整個(gè)的西河村以及周邊的自然環(huán)境生成了模型，同時(shí)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(zhù)重表現，而且嘗試把實(shí)時(shí)信息加進(jìn)去，做成一個(gè)DMS。人們可以在這個(gè)系統中看到糧油博物館的建筑信息，還能知道入口處進(jìn)了多少人�！�

在西河村這樣的傳統村莊，要完成這項工作需要不少步驟。第一步是選定地點(diǎn)，進(jìn)行分級。要劃分出村子的核心區域，不同區域會(huì )有不同的精度。有些核心區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。西河村的核心區域就是糧油博物館、村民活動(dòng)中心等地，在最終生成數據的時(shí)候需要很高的精度呈現。第二步是航拍，生成模型。航拍工作小組進(jìn)駐村莊后，根據分級觀(guān)察場(chǎng)地里邊的建筑、山體的情況，布置相機控制點(diǎn)。他們會(huì )在山上做一些標記，作為飛行拍照時(shí)的范圍界定。天氣晴朗時(shí)，就開(kāi)始用飛機來(lái)采集數據，實(shí)際上就是從各個(gè)角度拍很多照片。拍完以后，通過(guò)專(zhuān)門(mén)的處理軟件，大量的照片數據最后會(huì )生成一個(gè)三維的、帶貼圖的模型。因為照片尺寸大，而且三維模型的數據量龐雜，他們會(huì )用「瓦片化」的特殊技術(shù)，讓運算速度變得快。第三步就是根據應用對象或者功能要求，在模型上附加數據。在西河村的項目中，糧油博物館是村中的重點(diǎn)建筑。所以，在模型中糧油博物館就要做的更細一點(diǎn)，進(jìn)行重點(diǎn)標記和介紹，觀(guān)看者在模型中可以走近看，甚至走到博物館里邊。同時(shí)，生成的模型還會(huì )附加上一些動(dòng)態(tài)數據，比如人流的實(shí)時(shí)信息。因為DMS可以直接連接數據庫，當數據庫更新后，模型中的數據也會(huì )隨之更新。在西河村，利用DMS最終形成了一個(gè)以真實(shí)的三維場(chǎng)景為載體、負載真實(shí)數據的數字模型系統。

村莊功能結構

公共服務(wù)設施分布

西河村數字展示平臺在2016中國（新縣）鄉村復興論壇上，DMS智慧鄉村數字展示平臺引起了許多關(guān)注。清華大學(xué)黨安榮教授評價(jià)說(shuō)：「我所關(guān)注的亮點(diǎn)之一是論壇推出了智慧鄉村（西河灣）數字展示平臺，可以代表智慧美麗鄉村發(fā)展的一個(gè)方向�！�“智慧化不一定要立馬提升好幾級，只要比過(guò)去的情況更好一些就足夠了。從烏鎮到西河村，鄉村跟隨時(shí)代的腳步，開(kāi)始用上大數據平臺，霍光希望繼續嘗試在鄉村領(lǐng)域運用DMS。他說(shuō)：「如果在規劃階段就運用到三維可視化的技術(shù)，那么建筑師就能在掌握科學(xué)依據的前提下進(jìn)行設計，這種方式無(wú)論放在哪里都是有好處的�！菇酉聛�(lái)，霍光和團隊會(huì )在鄉村做兩件事情。一方面他們會(huì )和政府合作，對縣鎮級別的規劃提供決策依據。另一方面就是為設計單位提供技術(shù)支持，讓鄉村建設更具科學(xué)性。建筑師到鄉村做設計，更多地要靠實(shí)地考察獲取資料。通常到外地出差一段時(shí)間，然后帶著(zhù)大量的調研資料回到辦公室進(jìn)行分析。有時(shí)討論過(guò)程中發(fā)現新的問(wèn)題，就可能來(lái)回好幾次進(jìn)行補充調研。而通過(guò)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(shí)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(wù)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。比如在規劃的時(shí)候，可能要做一些地形的改變，把這里填平，把那里墊起來(lái)，這時(shí)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(gè)計算土方量的功能，先把原來(lái)的山體模擬出來(lái)，接著(zhù)將規劃后的山體模擬出來(lái)，兩個(gè)模型一做減法，土方量就出來(lái)了。這一功能在尼泊爾地震時(shí)就已經(jīng)得到實(shí)際應用。地震后當地出現堰塞湖，武警需要開(kāi)挖排水通道，降低堰塞湖水位，解除堰塞湖對下游地區的威脅。當時(shí)有兩個(gè)挖據點(diǎn)可以選擇，他們就對其分別進(jìn)行了航拍，生成三維數據后進(jìn)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(diǎn)�！赣眉夹g(shù)來(lái)改變工作方法，這只是一個(gè)很小的例子�！够艄庹f(shuō)。

當智慧鄉村越來(lái)越受到關(guān)注，霍光反而像站在風(fēng)眼處，保持著(zhù)冷靜。他說(shuō)：「最好不要去給智慧鄉村定一個(gè)指標，而是要根據地域發(fā)展的需要進(jìn)行合理投資。智慧鄉村的第一步是要有基礎建設，否則一個(gè)地方連網(wǎng)絡(luò )都不通，何以談‘智慧’呢？」霍光認為可以在不同區域做試點(diǎn)示范，選取幾個(gè)富裕的村子和貧窮的村子進(jìn)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(shù)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(guò)去的情況更好一些就足夠了�！够艄饪偨Y道。

在他對于未來(lái)的想象中，新的技術(shù)手段讓城鄉的融合變得更容易實(shí)現。將來(lái)一個(gè)人可以到山清水秀的村子里辦公，好幾天不用出來(lái)。通過(guò)打電話(huà)、發(fā)郵件就可以處理日常的事務(wù)，甚至利用VR 手段實(shí)現面對面的交流。他說(shuō)：「互聯(lián)網(wǎng)手段的接入，將會(huì )改變鄉村邊緣化的閉塞狀態(tài)，重新定義鄉村。鄉愁里的村莊已經(jīng)一去不返了，鄉土文明的回歸不是回到原點(diǎn)，而是以新的形式歸來(lái)�！乖谶@場(chǎng)城市向鄉村的傾斜中，技術(shù)、環(huán)境、人口都在不斷融合，霍光說(shuō)：「未來(lái)時(shí)代里，城市與鄉村一定是穿插關(guān)系，而不是相互割裂。世界正在變得越來(lái)越平�！�