构建多元风景园林学研究生教学案例数据库的技术途径

［摘 要］随着我国国家公园和自然保护地体系建设工作的加大推进，打造具备风景园林学等人居环境类学科专业背景，符合国家公园建设与管理要求的产学研用一体化人才培养体系显得尤为关键。本研究利用国际合作资源，探讨了促进研究生培养的综合性国家公园规划设计与教学案例数据库的构建路径，包括公园自然资源管理、文化遗产保护以及运维系统更新模块；开发了一套开源数据检索和管理系统，形成了完整技术路线。数据库不仅助力风景园林学研究生拓展设计思维，增强独立思考能力和提高实际规划设计能力，而且响应国家公园建设需求，帮助毕业生顺应时代发展需要，兼具理论知识与实践应用能力，符合当前美丽中国建设与人居环境改善的发展旋律。数据库在公园建设和管理的实际应用中体现了灵活易用和便于参考的特点，为丰富公园体系建设背景资料，促进公园发展的全球化、科学化、高效和可持续提供案例支撑。

［关键词］国家公园；风景园林；研究生教育；数据库；检索系统

［中图分类号］G643 ［文献标识码］A ［文章编号］2095-3437（2024）09-0033-08

近年来，我国正加快推进国家公园体制建设与自然保护地体系改革。在管理体制上，我国自2018年成立国家公园管理局以来，在国家林业和草原局国家公园（自然保护地）发展中心的推动下，已在法律法规政策及技术规范规程构建、组织勘察规划与资质材料报批、自然资源调查与检测评估、科学研究与自然教育交流等方面开展了国家公园管理体系化建设，形成了由国家确立并主导管理，根据不同国家公园特点及管理实际，以国家林草局和省政府分别负责的并行管理模式[1]。在发展分类上，我国按照自然生态系统重要性、完整性、原真性及其内在规律，依据管理目标与效能并借鉴国际经验，将自然保护地按生态价值和保护强度从高到低分为国家公园、自然保护区、自然公园三类[2]。但我国国家公园的特点表明其不能以满足大量休闲游憩需求为目标，同时并非所有自然区域都有潜力和资格成为国家公园（REF）。因此，有必要在开设有国家公园建设专业或相关课程的风景园林类学科的研究生教育中，对世界上起步较早、建设发展较成熟的国家公园与自然保护地体系建设地区进行借鉴研究，并对其发展现状与管理体系进行案例分析。

一、学科教育与技术创新对国家公园发展的重要意义

公园运动作为19至20世纪诞生于美国的一个重大社会、环境现象，其影响在美国国家公园、州立公园以及城市公园等多个层面都有明显呈现，其超过150年的国家公园与自然保护地体系化建设与持续维护更新经验，为世界范围内的公园建设提供了大量案例。自1870年黄石国家公园建立以来，美国已建成国家公园63所，超过35万平方公里，州立及城市公园超过1.5万所，其为联邦与州政府的自然资源与林业管理部门的协作也提供了可供参考的公园管理行政体系建设经验[3]。美国国家公园位置偏远，数量相对较少，且为承担着自然与文化遗产保护职能，而州立公园兼具国家公园和城市公园的特征，填补了国家公园和城镇游乐场类型游憩空间的空隙，两者在满足居民就近休闲或自然游憩需要方面具备互补功能。公园运动的发展也多与社会、经济转型密切关联，如中产社会阶层兴起、户外游憩需求提升、道路交通设施完善等[4]。因此，国家公园与自然保护地的体系化构建在自然环境保护与人居环境改善方面起着重要作用。

作为以人居环境科学为主体的多元交叉复合型学科，风景园林学研究生教育在培养方案修订和课程设置上不断向国家公园建设方向倾斜，部分高校已开设国家公园相关专业或课程[5-6]。在此背景下，在风景园林学研究生教育中引入国家公园建设课程极为必要，旨在为学生提供必要的理论基础及案例参考，使其适应未来市场环境并提升其运用现代技术解决风景园林学实际问题的能力。国家公园参考案例应包括不断变化的生态建设需求，并涵盖规划、设计、施工、运维及管理等各方面[7-8]。将理论知识融入课程实践，可以帮助学生在学习国家公园和自然保护地体系规划的基本原理等方面打下坚实基础，以便更深入地理解现阶段国家公园体系建设的挑战和机遇，培养其批判性思维和解决问题的能力[9-10]。

开源计算机编程技术的发展为本地数据库构建和系统化开发利用提供了保障。数据检索引擎可供用户快速获取所需资源，极大地提高了数据库的亲和力[11]。Python的开源特点很大程度上降低了数据检索引擎构建的技术门槛，为管理和分析大型数据集提供了高效与可定制的工具[12]。现阶段，教师与学生虽然可通过互联网检索大量风景园林学及相关领域的参考案例，但存在质量不高、专业性不强等缺点[13]。风景园林学研究生所使用的在线资源有30%～50%存在质量参差、完整性不强、缺乏关键细节或背景等问题，其中大量信息使学生很难辨别具体需求和目标任务，可能导致其对项目的理解不完整或不准确，且因许多资源需要付费而造成不必要的经济损失[14-16]。由此，与具备国家公园及自然保护地体系建设优势资源的海外大学合作，构建案例数据库平台至关重要，可用于风景园林学研究生教学，便于其广泛了解国家公园的发展历程、分类规划、运维管理相关知识，便于有针对性地开展课程教学，帮助学生对该领域规划原则和实践过程有更深入的理解。

二、国家公园案例数据库与检索系统构建过程

本研究构建了以国际合作和项目实践为基础、以国家公园与自然保护地建设为主题的教学案例数据库和案例检索及分类管理系统，以满足风景园林学研究生的学习和实践需求。其主要内容包括美国国家公园、州立公园与城市公园三级体系在内的三个案例数据模块（见图1）：一是自然资源管理，二是文化遗产保护，三是运维系统更新。每个模块依据强度体系差异建立案例库。此外，检索工具包含外部网络开源数据检索功能，强调内容时效性。

图中，NRM代表自然资源管理的案例数据库，CHP代表文化遗产保护的案例数据库，OSR代表运维系统更新的案例数据库。本地公园案例搜索是该检索系统的主要功能，而在线案例资源搜索是该系统的附加功能。

（一）案例数据库组织逻辑与检索系统开发

检索系统旨在为风景园林学研究生提供快速获取需要参考的数据模块的目标文件。为了使公园案例文件可被快速搜索到，须在每个数据库中采用相同的逻辑组织方法来管理文件（见图2）。在单一数据模块中，文件被归纳在“类别”的文件夹中。数据库构建基本逻辑如下：“模块”为自然资源管理、文化遗产保护、运维系统更新三维内容体系（即数据库），“类别”指美国国家公园与自然保护地、州立公园、城市公园的三级强度体系，“类别”为包含在“模块”架构下的子目录，每个“类别”中的目标项目文件都经过编辑并以PDF格式存储。

<D：＼张毅＼下载文件＼20240628＼大学教育202409＼9d3-1.jpg>[国家公园与自然保护地教学案例

数据库][自然资源管理

数据库（NRM）][文化遗产保护

数据库（CHP）][运维系统更新

数据库（OSR）][国家公园与自然保护地][州立公园][城市公园]

图2 数据库和项目案例分类管理逻辑

每个“类别”的资料存储于独立数据库中，数据库中包含该类别公园项目的摘要文本（TXT）。摘要中涵盖了项目的核心信息，包括类别、项目名称、地点和规模、建立日期以及简介信息，简介信息则包括项目介绍、立项目标、项目主旨、发展理念和项目描述（见图3）。数据库操作界面支持双语模式（中文和英文），可以适配更多本土与国际合作方学生的需求。检索系统通过对照关键词与摘要文件，提供满足用户需求的项目案例PDF文本。因此，用户可以通过摘要文件末尾的超链接或打开同名PDF文件来访问全文。

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图3 项目案例的文本文件的组织流程和描述方法

图3中，三个以红色框标记的“类别”数据库被分到不同的文件夹中，即“自然资源管理”“文化遗产保护”“运维系统更新”。每个数据库划分为三种“类别”，即“国家公园”“州立公园”“城市公园”。

图3中，每个文本文件中的内容包括项目类别和名称、项目地点和规模、建立日期以及简介信息，简介信息包括项目介绍、立项目标、项目主旨、发展理念和项目描述。这些内容是与之相关项目的核心信息，对于关键词搜索至关重要。

本地检索系统是基于“词袋”模型（Bag of Words）和“倒排索引”（Inverted Index）技术来构建与查询文档的，同时通过对数据库中的文本文件进行对照，实现对目标文件的快速检索。在检索一组项目文件时，可先于检索工具主界面的搜索栏中输入任意关键词（见图4中的a），系统将查询三个数据库中所有文件的文本摘要内容，匹配搜索栏字符，并将文件名在“结果”列表中显示，同时于检索“路径”中显示文件根目录位置（见图4中的c）。根据关键词与文本摘要的匹配数量，文件名从高至低排序，输出于“结果”列表（见图4中的e）。点击列表中的目标文件，可查看相应的文本文件，并决定是否使用超链接查看PDF项目文件以获取详细信息。检索页面顶部的检索栏一般执行“模糊”跨数据库搜索过程，另一组检索模式由“库内”搜索组成，用户可以通过点击导航栏中的“库1—库3”直接移动到理想数据库，并在页面顶部检索库内文件（见图4中的b）。

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图4 检索系统的主操作界面

图4中，a是搜索栏，输入“检索”关键词；在b数据库选择栏中，可以通过“全部”进行模糊搜索，或利用“库1—库3”搜索单一数据库内文件；c“搜索路径”将显示在b区选择的已搜索数据库的保存文件夹的根路径；c部分的“搜索路径”栏则表示查看所选数据库中选定案例的PDF文件的详细内容，该案例名称将在e区的“结果”列表中显示。

（二）数据的存储、管理和数据库更新

案例数据储存于本地服务器和互联网云端服务器，以便进行数据累积及与合作机构间的在线共享。利用本地校内超算平台服务器划分硬盘空间进行数据存储，并对局域网用户开放有线访问权限（办公室、图书馆、教室、学生公寓等）。本地存储所有案例数据，购买云端服务器存储近3年案例数据，定期更新后转移到本地服务器存储。为了方便国内外合作机构保存应用数据，云端服务器存储空间为20TB，并保证与本地数据库组织管理和文件存放规则一致。

项目的数据更新包括案例和数据库结构，案例资源由本校及合作高校师生共享共建。案例上传权限对本地局域网用户开放，每一用户单位都配备管理员，新上传案例存储于本地特定文件夹内，由管理员审核后调整为统一格式的文本和PDF文件，并分别上传至本地和云端服务器用于保存及共享。目前数据库结构基于美国国家公园的公开资料类别进行划分，更新内容包括数据库类型和分级系统扩展，由系统管理员负责调控。如果需建立新的数据库或者在单个数据库中建立新的分级体系，本地和云端服务器都将同时添加并调整，以保持数据库构型。在建立新数据库后，检索系统将通过调整“search_word_in_file”函数来更新对应的数据库的地址。

三、国家公园案例数据库核心内容与检索范例

构建本数据库的目的是充分利用美国等国家和地区的国家公园与自然保护地建设发展案例，促进我国风景园林学研究生课程产学研用的一体化建设，重点是汇集中外案例资源，提高学生对国家公园与自然保护地理论和实践体系的认知，加强其从业后对国家公园建设实际问题的认知和理解。为此，本文探讨的以中外合作及项目实践为基础的案例数据库，与检索系统和更新维护体系的核心是服务于风景园林学国家公园建设相关课程的建设，便于通过实践案例教学方法探索人才培养和技术创新的新途径。

（一）案例数据库的核心内容