基于数字链系统的传统建筑聚落保护规划生成设计方法研究

During the process of design and implementation of the conservation planning of traditional architecture and settlements, due to the different cognitive styles and transmission barriers of professional information, fairly deviation exists between design and the result, some of the outcomes even destroyed the original features. One of the effective approaches to solve this dilemma is to explore an design method which can accurately predict the result, ensure the construction accuracy and also define the evaluation criterion, an integrated “design-construction-management” design method. .This issue relying on the massive high precision data obtained from the survey and mapping of traditional architectural settlement, introduce the Digital Chain System in order to explore the generative design method and technical tools adaptive to the conservation planning of traditional architecture and settlements. The research contents include: (1) conduct digital coding for the morphological elements; (2) abstract the generating rules of the spatial characteristics; (3) generative design method based on the program algorithm; (4) explore corresponding technical tools.The research results can provide ideas for the integrated “design-construction-management” design method, guarantee the mutual mapping between construction accuracy and the design. The initial results, such as the morphological elements coding, the extraction of the spatial characteristics can also provide basis for relative fields as independent results.

在传统建筑聚落保护规划方案的设计到实施的过程中，由于主观认知方式、专业信息传递壁垒等原因，实施结果与设计方案之间存在较大偏差，甚至破坏了原有的传统风貌。解决这一困境的有效途径之一是研究并开发能够精确预见设计结果，保证施工精度且明确评价标准的“设计-施工-管理”一体化的设计方法。.本课题依托对传统建筑聚落的高精度调研测绘获得的海量数据，引入数字链系统，研究适应传统建筑聚落保护规划的生成设计方法并开发应用型技术工具。主要研究内容包括（1）建筑空间形态要素的数字化编码；（2）提取反应传统聚落空间特征的生成规则；（3）基于程序算法的生成设计方法；（4）针对这一设计方法的应用工具的开发。研究成果能够为传统建筑聚落保护规划的设计-施工-管理一体化设计提供思路，保证设计施工应有的精度和成果之间的相互映射。其阶段成果，如形态要素编码，传统聚落空间特征提取等亦可作为独立的成果为相关领域提供研究基础。

传统建筑聚落在保护规划方案的设计到实施的过程中，由于主观认知、信息传递等原因，实施结果与设计方案之间存在较大偏差，甚至破坏了原有的传统风貌。解决这一困境的有效途径之一是研究并开发能够精确预见设计结果且明确评价标准的数字化设计方法。.本研究将数理分析方法与设计创作方法融合，以数据驱动调研分析-特征提取-生成设计的一体化过程。从技术角度看，数据集是计算机存储、组织数据的方式，是指相互之间存在一种或多种特定关系的数据元素的集合。精心选择的数据结构带来了更高的存储或者运行效率。其次，数据记录的方式能够系统准确地编码和标识空间要素的信息，在建筑学意义上贯通了“形态-数据”的逆向建模和“数据-形态”的正向设计之间的数据流，形成跨越尺度界限的一体化工作方法。以数据形式进行的信息传递和归纳是传统的图形和文字无法比拟的。第三，大量数据的有序组织使计算机信息技术在处理模糊信息上的优势能够体现出来。数据挖掘、机器学习等信息技术工具支持团队发现隐含在空间形态表象背后不可言说的规则，为传统聚落空间形态的研究打开了思路。在此基础上，研究中的部分成果由设计师自主开发形成生成设计工具，切实解决了实际工作中的需求，减少了大量不必要的重复劳动。.本研究的意义在于，成功地将处理模糊信息的理论工具引入传统建筑聚落的保护与更新实践工作中，提出了不同于传统意义的工作思路和工作方法。将目前各类空间形态要素进行系统化整理，用数字方法表述传统建筑聚落空间形态要素间的关联，推进了“基于经验的人为归纳”到“基于数据的模式提取”的工作方式；同时，为今后进行跨越尺度界限连贯性的形态解析与认知，推进“多尺度离散研究”到“多尺度连贯性推演”的认知体系升级做好了技术准备。以此为基础，可以将程序算法运用到传统建筑聚落保护与更新的设计中，建立起“数据收集-特征提取-生成设计”的数字链闭环，链接从调研分析到设计优化的整个流程。