物联网&智慧城市创新实践｜面向生态和低碳融合的城市景观构建智慧决策平台

  

「为深化智慧城市建设，推广城市数字化转型先进经验，推动物联网技术与城市发展深度融合，赋能北京城市高质量发展、高效能治理与高品质生活，北京物联网智能技术应用协会、中关村智慧城市产业技术创新战略联盟、北京测绘学会在2025年全球数字经济大会物联网与智慧城市论坛期间，联合开展2025物联网与智慧城市优秀案例征集评选活动。本次活动共征集200余个案例/成果，经评审筛选，最终发布60个优秀案例/成果，并将通过多渠道进行系列展示。诚邀各界开展合作交流，详情可咨询北物联李老师（联系电话：13521200337）。」

申报单位：北京市勘察设计研究院有限公司

所属领域：基础建设领域、其他民生服务领域  

 

 

一、案例概述

　CASE OVERVIEW

　　全球气候变化和城市化进程加速，洪涝灾害、高温胁迫、水资源短缺和空气污染方面，已被证明是全球城市集群或大型城市中，最具影响且最严重的危险。如何从生态、减排、健康的角度出发，科学地规划城市已成为城市规划者的重要命题。城市景观设计不仅关乎城市规划与建设，更是直接影响着城市居民的生活品质和环境健康。如何将生态和低碳理念融入城市景观构建，成为了一项迫切需要解决的问题。

　　针对上述研究背景，构建基于三维场景下多个计算指标的景观设计，以三维可视化辅助设计过程，通过科学精准的指标计算方式，助力植被及布设方式的选取，实现景观布设的效益最大化和成本最小化。

　　城市景观构建时需综合考虑城市绿化需求与植被固碳量等因素，要求既保证植被组合模式的多样性，又要能够提供相对准确的植被经济、绿化、环境优化方面的效益。因此，本平台结合城市景观构建的实际需求，设计适用的植被组合布设模式。通过植被静/动态固碳模型、植被对降水的截留量等相关核算模型，打造城市景观植被设计的预期经济和社会效益计算模型。优化景观资源配置，提高资产的利用效率，为城市经济发展注入新的动力，为景观建设和维护决策提供可靠数据支持。

二、行业挑战

　INDUSTRY CHALLENGES

当前城市景观构建过程中的评估体系仍以绿地率、覆盖率等静态指标为主，缺乏对植物群落生态效益、物种适配性及空间连通性的动态量化模型，难以支撑“生态-功能-美学”协同的设计目标，行业亟需构建多维度、全周期的科学评估框架。可视化方面，二维图纸仅能呈现平面布局，无法直观模拟植物垂直层次、季节景观变化及人绿空间互动效果，导致设计者、决策者与公众间信息传递断层；行业发展亟需推广三维可视化技术，通过沉浸式场景还原提升方案可感知性，推动多方协同优化与设计落地精准度。

城市绿化设计面临两方面挑战：其一，缺乏科学评估指标，现有指标多侧重覆盖率等单一量化，未充分考量生态效益、物种多样性及功能性，导致设计与实际需求脱节；其二，三维可视化缺失，依赖二维图纸难以直观呈现空间布局、植物层次及光影效果。

三、解决方案与场景

　SOLUTIONS AND SCENARIOS

 

  　面向生态和低碳融合的城市景观构建智慧决策平台实现了二三维一体化景观场景构建功能，精准覆盖从初始化场景的基础搭建，到植被组科学布置，再到完整景观呈现的全流程，为城市景观的绿色低碳转型提供一站式、精细化解决方案。

　　模型库管理模块，包含了71种乔木、41种灌木、14种草本模型，简便快捷的交互界面，可大幅提升模型库管理工作。

图2 植被模型库

 

　　基于植被组合理论模型，形成了23种组合模式。通过放置植被组合模块，选择对应的植被组合方式及植被类型，对城市景观进行快速的构建，为城市景观提供技术支撑。

图3 植被组合模式设计

　　建立植被固碳量核算模型，实现植被静态、动态固碳量核算功能；植被去除空气污染物(CO,PM10,PM2.5)的吸收量计算；植被对降水的截留量计算；植被夏季降温效益和年节约能源效益值；绿化面积内各植被总的苗木价值计算。统计组合模型中所有植被的棵数、区域面积等参数，进行固碳量计算，并以图表方式对固碳数据进行展示。

图4 固碳信息核算

 

　　二三维一体化景观场景构建功能，精准覆盖从初始化场景的基础搭建，到植被组科学布置，再到完整景观呈现的全流程，为城市景观的绿色低碳转型提供一站式、精细化解决方案。

图5 二三维一体化

　　通过二三维一体化建模与科学算法，为城市景观的生态效益量化、低碳优化设计及场景快速构建提供三大核心支撑：

　　生态效益可视化决策：集成固碳量、污染物吸收、节能效益等10+项生态指标计算模型，将抽象生态价值转化为可量化数据图表，支撑低碳目标精准落地；

　　景观方案科学生成：基于植被组合理论库（23种模式）与模型库（126种植被），实现从单点配置到全域景观的快速智能布局，大幅提升景观设计效率；

 

　　火车站场景下高密度人流区域生态空间碎片化、热岛效应显著、碳汇能力弱。利用植被组合模式库，在安检区顶棚、站台隔离带等空间快速部署耐候性立体绿化；精准计算树种的PM2.5吸收量及降温值；三维模拟植被生长后对采光/视野的影响，规避安全隐患。

图6 火车站场景应用案例效果图

 

　　老旧社区绿化空间不足、养护成本高、居民生态感知弱。调用“灌木-草本”节水组合模式，在宅间零散地块构建低维护生态模块；量化绿化对建筑能耗的影响；苗木价值计算功能助力物业优选高性价比物种。

图7 社区场景应用案例效果图

 

四、成效及价值总结

　SUMMARY OF EFFECTIVENESS  AND VALUE

 

　　通过固碳算法量化景观方案碳汇能力，典型社区应用实现年固碳量吨；植被组合优化使雨水截留率大幅提高，PM2.5吸收量显著提升，降低夏季地表温度。

　　系统智能匹配126种植被模型与23种组合模式，降低设计试错成本，方案生成效率大幅提升；苗木价值计算与低维护组合推荐，使社区绿化养护成本降低。

　　集成10+项生态指标算法（固碳/污染物吸收/节能效益等），将抽象生态目标转化为可量化参数，支撑从单点绿化到全域景观的精准决策。三维模拟植被生长周期，预判中长期生态效益（如建筑能耗年降8%），确保景观方案的可持续适应性。

　　借助面向生态和低碳融合的城市景观构建智慧决策平台，进行城市社区景观的构建，并利用固碳信息算法计算景观布设和绿化生态效益的最优解，降低经济成本。通过相应的绿植布设方式，构建合理的植被覆盖组合方式，为城市社区景观构建提供决策支持。通过系统内置的固碳信息查询计算模块，可计算绿植布设对二氧化碳吸收量、水截留量等指标，实现精细化管理与监测，确保城市景观的可持续发展，同时提供更宜居的环境，推动城市向低碳、可持续方向发展。

　　面向生态和低碳融合的城市景观构建智慧决策平台对植物的三维模型进行管理，为植被的三维设计提供了基础。通过科学规范植被的组合模式，配合各项指标，提高植被设计的科学合理性，予以设计和规划人员更多的便利，实现智慧化的辅助设计功能。