論華中地區景觀植物數據庫的建立

丁 凱

(湖北美術學院，湖北 武漢 430060)

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論華中地區景觀植物數據庫的建立

丁 凱

(湖北美術學院，湖北 武漢 430060)

摘要：探討了基于景觀植物的設計應用為目的的植物數據庫建立的意義和應用價值，并闡述了其深度開發的應用前景：數據庫最終以網頁的形式展示給公眾瀏覽，其分類形式完全按照園林設計的需求方式分為喬木、灌木、水生植物、地被植物等。并在其中列舉了國內外著名的植物設計案例，對其進行了簡要的剖析。

關鍵詞：華中地區；景觀植物；數據庫

1華中地區景觀植物數據庫開發的意義及用途

1.1形成區域性的專業應用型數據庫

據筆者多方調查和了解，目前中國已經有較多的科研機構及高校建立了植物數據庫網站平臺。如中國科學院植物研究所的“中國植物志電子版”附屬的植物圖片庫。又如南京大學的“校園植物圖庫”，主要是其校園內常見植物的圖片資料庫。此類圖片庫較多，國內開設植物類專業的高校有一少半以上均有此類網頁圖片庫。再如一些專業類網頁，如中國風景園林網、筑龍園林網等均有自己的園林植物圖片庫。

“華中地區植物數據庫”立足于武漢及其周邊城市的園林實踐和學科發展，希望形成華中地區的區域性專業性景觀植物數據庫。

1.2景觀植物數據庫的特色

不同于其它各類網站的植物圖片數據庫。該數據庫的特色主要體現在以下方面。

(1)完全基于園林種植設計中植物的應用方式分類整理和歸類。其它的植物類數據庫較多的按照傳統植物學上的植物分類學為基礎和脈絡，對于設計師而言，實用性較差，對于無系統分類知識的設計師而言，難以查詢。

(2)為了全面系統的了解常見園林植物及其在設計中的應用。每個入庫植物都采取了多角度、多視野的圖片收錄，通常有基于植物學分類的細部特征，如花、種子、果實或者葉序，也有單個植物種植時的整體效果，還有常見的應用形式或與其它植物組合時的效果照片，并且有不同季節呈現出不同效果的照片。區別于其它植物數據庫只單一照片。

(3)文字注釋方面主要集中在對于設計的影響因子的介紹，如高度及形態、主要觀賞期、生態習性等，不對生物學特性如葉序、花序、花期、果實類型等作出過多解釋，以減少瀏覽者的信息量，容易為設計類專業學生或者工作者接受。

1.3主要用途

本研究旨在開發出一個可以無限擴展的，供社會專業團體和高校學生學習的資源平臺，主要的用途有以下幾點。

(1)供高校風景園林、園林、環境設計以及其它與室外環境設計相關的高校學生學習之用。園林植物學課程是風景園林及類似專業非常重要的專業基礎課程。以往的教學中缺乏數字教學手段和充足的資料收集整理。少量的資料主要集中在細部識別，對整體形態的介紹和應用效果的關注不足。此外，傳統的風景園林專業教學中，園林植物學被分割為園林樹木學(木本植物為主)和花卉學(草本和低矮木本植物為主)兩門課程，并且有少量的交叉。不利于學生對園林植物學的系統學習。本研究成果基本彌補了以上教學問題中出現的不足，可以作為教學的輔助性資料，便于學生在課下自學。

(2)供職業設計師和愛好者學習。目前，類似便于年青設計師學習的植物數據庫還沒有，也反映出我國園林行業種植設計水平的落后。此數據庫的出現，對設計師了解和掌握設計中常見植物材料的使用方法有較大幫助。

(3)供園林植物開發和生產者參考。本數據庫不僅收錄了常見應用的園林植物，還對有開發和應用價值的野生資源進行了收集和介紹。對于華中地區野生園林植物資源的開發應用有較大的指導意義。可供從事園林植物生產和野生資源開發利用的工作人員參考，對優秀野生資源進行開發利用和擴大生產以及推廣應用。

2數據庫的形成開發途徑

2.1數據采集方式及質量標準

數據采集主要是購買單反數碼相機對園林植物進行拍攝，拍攝時注重多角度不同季節的反復拍攝比對，選出質量最高者入庫。拍攝及選擇標準如下。

使用單反相機(主要是佳能EOS40D、EOS5D、EOS5D MarkⅡ、EOS5D MarkⅢ、EOS6D等)，采用最高像素拍攝，格式為RAW。在電腦上調整校對曝光、色溫、飽和度、銳度等之后轉存為JPG格式整理，便于后期整理壓縮。

盡量選擇在光線較理想的狀態下拍攝，如晴天或多云天氣；盡量選擇側光拍攝，避免夏季光照特別強烈的午間或者光感較差的陰雨天氣。

拍攝角度。使用長焦鏡頭拍攝細部(花、果實、葉序)特征，使用標準變焦鏡頭拍攝植物單體形態及園林應用效果。

盡量選擇植物的觀賞效果最好的時間拍攝。如觀花植物選擇盛開時間拍攝，觀果植物選擇結果且果實最亮麗時間拍攝，觀秋色植物選擇秋季效果最好時間拍攝等。

單體植物整體樹形拍攝選擇空曠地無遮擋，并選擇有代表性健康生長植株。

2.2整理分類方式

整理分為兩個階段，即初次整理和二次整理。

初次整理階段：將拍攝完成并調整處理后的照片刪選，質量達到標準要求的按照植物學自然分類系統分類，按照園林景觀可能用到的高等植物分為蕨類植物、裸子植物、雙子葉植物、單子葉植物。分類系統采用美國分類學家克朗奎斯特的克朗奎斯特系統。但其中的裸子植物部分采用的是我國著名分類學家鄭萬鈞先生的鄭萬鈞系統。

蕨類植物因為在華中地區應用的種類較少，其下不做分科整理。

裸子植物下列文件夾有柏科、紅豆杉科、羅漢松科、南洋杉科、杉科、松科、蘇鐵科、銀杏科。應用種類的較多的如柏科、杉科、松科，在其下再分屬的文件夾。

單子葉植物常見的科都分別列出。對于景觀植物種類較多的科下再分屬，便于查找。

雙子葉植物種類較為繁多，其下科的數目也較多，基本含蓋武漢及周邊可見的科。

2.3網絡平臺選擇

為了使最終的成果能成為受益公眾的數據資料。需要將數據庫網絡化。為此研究小組進行了多方位的探討。

最終確定將數據庫網頁放置在校園網平臺。其優勢是可以通過與學校和系部的溝通，將數據庫資料作為教學服務平臺，長期在校園網上供公眾和學生使用。劣勢是瀏覽速度在公共網絡上較慢，且沒有單獨的域名，訪問較為繁瑣。

2.4網頁制作

網頁和數據庫結構是影響本數據庫使用和擴展的重要因素。研究小組對網頁制作擬定的標準有以下幾個方面。

(1)美觀。作為設計應用型網頁，服務對象是設計類學生和設計師，受眾都是有較好的藝術素養和較高的審美情趣人群。因此，只有較為美觀的網頁才能吸引用戶瀏覽。

(2)簡潔。網頁表達簡潔，傳達信息直接明了才能吸引目標人群，即可讀性要好。要求描述性的文字不宜過多，圖片表達為主。

(3)擴展性強。為了實現該數據庫的及時更新和為進一步的開發提供可能性，該網頁數據庫必須是可以無限擴展容量，并且檢索屬性可以不斷增加的。

在以上要求的基礎上，研究小組從幾家網頁設計公司中選擇了一家適合本數據庫要求的單位。并在多次交流協調下對網頁進行了完善和設計。

2.5入庫前的數據處理

書庫前的數據處理包括以下幾個方面：

2.5.1圖片的選擇和像素調整

圖片的選擇主要是針對拍攝了較多資料的植物種類或者品種，需要對入庫照片進行選擇，選擇效果最好且最能體現該植物觀賞和應用特點的圖片。然后就是對單反相機拍攝的較大像素和不同像素的照片進行整理，壓縮為適合網頁要求的統一像素圖片，大小為800×600(圖片拍攝設置為4∶3比例者，如佳能EOS 6D拍攝照片)或者800×533(圖片拍攝設置為3∶2比例者，一般的單反相機均為此比例設置)。

2.5.2文字注釋的編寫整理

文字注釋主要的標準是簡潔，信息量傳達注重準確，直達目標群體。在主要的物種分類前加上簡單的英文注釋。

2.5.3二次整理階段

根據數據庫設定目標的需要，按照園林設計的應用方式將植物分為以下類別，如喬木和灌木下回分別分為常綠、落葉；竹類分為散生竹、叢生竹、復合型竹等等。形成的結構見后面的網頁結構。

3數據庫架構

3.1概述

網頁主要名稱為“華中地區景觀植物數據庫”。首頁分為八個類別，分別為：喬木、大型灌木草本、竹類、藤本、地被植物、水生植物、一二年生植物、植物景觀賞析。

3.2喬木

喬木植物因其體量較大，因而在設計中對空間的形成占有主導性，也能對小環境的形成起到建設性的作用。喬木作為設計中最重要的植物類型，被放置在數據庫最前面，在數據庫中被分成了四類，分別為常綠闊葉喬木、落葉闊葉喬木、常綠針葉喬木、落葉針葉喬木。

目前，常綠闊葉喬木收入植物種類40個。其中薄葉潤楠、峨眉四照花、苦櫧、飛蛾槭、樟葉槭等在園林中的應用尚不多見，為推薦積極開發應用的物種。

落葉闊葉喬木收入的植物有68種。其中河柳、豆梨、光皮梾木、山合歡、苦楝、黃連木、枳椇等在園林中應用不多，建議大力引種推廣。

常綠針葉喬木收入植物目前有11種，均為常見應用的園林植物。未來還準備加入馬尾松、火炬松、黃山松、青杄、紅豆杉、南方紅豆杉、三尖杉、日本冷杉、歐洲云杉、麥吊云杉等。需要強調的是部分常綠針葉樹種為高山植物。在華中一帶只能在高海拔地區或者城市綠化中使用，如武當山、廬山等風景名勝區或者湖北恩施等海拔較高城市。對于此類型植物的收集和拍攝資料還遠遠不足。我國作為地質和地形條件較為復雜的大國，擁有多樣的生態系統和生態環境，植物資源異常豐富。

落葉闊葉喬木目前收錄物種為5種。其中湖北落葉松在平原分布于華北，在華中的高山可以生長。

3.3大型灌木與草本植物

大型灌木與草本植物構成了園林設計中與人的視線高度相若的部分，往往是小尺度設計中目力所及之處的視覺中心。因此在設計中占有非常重要的地位。此類別中加入大型草本植物也是基于此應用需要。在華中地帶有少量的大型草本植物具有此功能，如芭蕉、斑茅、大野芋等，均可以達到2 m以上的高度，在設計應用上與木本植物無異。該類別分為三個部分，即常綠大型灌木、落葉大型灌木和大型草本植物。

常綠大型灌木。目前收入47種(含品種)。其中的長瓣短柱茶為優秀早春觀花大灌木；粉柏為色彩偏藍的灌木；佘山胡頹子為開花濃香馥郁的冬花植物；短序鵝掌柴和短梗大參為葉形秀麗的灌木。以上均為在湖北常見但尚未在園林中大量應用的植物，均有非常大的開發潛力。

落葉大型灌木。目前收入55種(含品種)。其中的糯米條是觀花價值較高、分布廣泛、適應力很強、有待推廣的物種。而通脫木是葉子較大、質感粗糙、適合花園中栽培的優秀園林植物，但目前應用尚不多。繡線菊屬是春季或者夏季繁花似錦的叢生灌木，目前開發應用的種類有一部分，已經列入。

大型草本植物。因種類較少，未分為常綠和落葉介紹。若以后數據庫變大，種類豐富以后，會考慮再細分。目前收入的種類有：斑茅、芭蕉、博落回、大野芋、紅蓼、蘆竹、美人蕉、蒲葦、五節芒、香茅等。國內對此類植物的開發應用遠遠不夠，在后續的研究中，研究小組會繼續加大對此類野生植物和優秀引入園藝植物的調查。

3.4竹類

竹類植物在景觀設計中占有特殊地位。首先，這類植物屬于木質化程度較高的植物，但又不同于一般的樹木，因其不能橫向增粗，但是不同的種類在高度上變化很大，從10 cm到接近30 m的類型均有。然后是在世界園林景觀史上，只有東方園林中較為常見，原因是東亞和南亞是其分布中心，而中國和日本園林中使用較多。故此，在本數據庫中將其作為一類特殊植物單列為一類。分類方式按照其生長習性，分為叢生型和散生型。復合型竹類因華中地區不多見，暫不列出或部分種類如闊葉箬竹并入到叢生類型中。

竹類雖分布于東亞和南亞。但以熱帶地區或亞熱帶地區更為集中，亞洲中北部種類并不多見。因此，在華中一帶的園林中竹子雖使用頻度較高，但主要以耐寒能力較強的散生類型為主，叢生型應用較少。

散生竹。收入華中地區常見的剛竹、黃金竹、紫竹、斑竹、雷竹、毛竹、水竹、紅哺雞竹、龜甲竹等。

叢生竹。收入的種類有慈竹、孝順竹、鵝毛竹、鳳尾竹、菲黃竹、黃金間碧竹、闊葉箬竹、牡竹等。其中牡竹為武漢植物園引種種植但尚未推廣開發應用的叢生類型，在武漢地區表現優異，值得開發。

3.5地被植物

地被植物是園林中用以覆蓋地面，保持水土防止起塵的植物材料。通常地被植物有發達的根系，并能密集生長且向四周不斷擴張。此處將地被植物分為常綠木本地被、落葉木本地被、常綠草本地被和落葉多年生草本地被四種類型。

常綠木本地被。錄入的物種有17種(含園藝品種)。

落葉木本地被。錄入的物種有5種。

常綠草本地被。錄入的物種和品種有26個。

落葉多年生草本地被。錄入的物種和品種有92個。其中的園藝植物較多，有不少是近年從歐美或者日本引入栽培的品種。隨著近年我國園林行業的快速發展，新引入種類較多，也有很多適合華中地區氣候環境的類型，研究小組會不斷更新增加較好的種類和品種。這其中有較多的外來園藝植物如美女櫻、荊芥、狼尾草諸多品種、柳葉馬鞭草、細葉芒、斑葉芒、蔓長春花、園藝蒲公英(為日本人培育的中間雜交品種，可能對野生蒲公英產生基因污染)、毛蕊花、綿毛水蘇、金葉牛至、金葉苔草、大花濱菊、紅脈酸模等等。有部分物種為華中地區野生物種，部分已廣泛推廣使用，如蜈蚣蕨、石蒜、剪夏羅、九頭獅子草、桔梗等，但部分還未大量推廣應用，如漸尖毛蕨、木賊、馬藍、杜若、地黃等。

3.6水生植物

水生植物在本數據庫中按照常見水生植物的應用類型分為挺水植物、浮水植物和沉水植物。華中地區有著大量湖泊濕地，水生植物的種類異常繁多，野生尚未開發應用的種類也較多。并且近年由于濕地凈化和美化的需求，從國外引入了大量的園藝物種和外來種。本圖庫中的水生植物不包含能生長在淺水中的木本植物(如池杉、落羽杉、柳樹類)。

挺水植物。目前收入圖庫的有24個種或品種等。大部分為引入的觀賞植物，如卡開蘆(常見的為其品種花葉卡開蘆)、再力花、梭魚草、美人蕉、旱傘草、紙莎草等。慈姑、澤瀉、澤苔草、三白草、燈芯草為我國廣泛分布的野生植物，為近年開發應用的種類。挺水植物是在進行園林水體及水岸設計中對設計效果影響最大的水生植物類型。

浮水植物。目前收入的11種著名觀賞植物。其中睡蓮因種類及園藝品種，將睡蓮屬的植物籠統的歸于其下，未做詳細分類。大薸、鳳眼蓮為對河流、水道堵塞較為嚴重的物種，但在適當控制下對水體的水質改良效果明顯。

沉水植物。沉水植物以藻類植物為主。雖然在視覺上對設計效果影響不大，但卻是水質改良非常重要的物種，也是水質變化的重要指示種類。由于沉水植物的拍攝對水質條件和光線條件及攝影器材(主要是偏振光鏡的使用)要求較高，目前收入資料庫的只有苦草一個種，在以后的動態調整中會加入較多的種類。

3.7一二年生植物

一二年生植物指生長周期在一年之內，有些是春季播種，秋季枯萎的。還有一些是秋季播種，發芽過冬后翌年春天開花后枯萎的植物。還有一些植物本身是多年生的，但因為不太適合本地氣候，也會當做一二年生植物栽培使用。在園林設計中，一二年生植物對于設計的長期性效果是沒有意義的。在某些節日活動或者及時性效果表現中，有些業主會要求使用一二年生植物活躍氣氛。

本數據庫收入了華中地區經常使用的街頭擺花植物，涉及31種。

3.8植物景觀賞析

作為服務于設計的植物數據庫。本數據庫收錄了一部分國內外優秀的種植設計案例的照片，并提供簡要的解析，供廣大愛好者、學生和設計師參考。

主要收入優秀植物景觀賞析的有以下案例：武漢琴臺路野生花卉組合(武漢較早的使用野生或者稍加改良的一二年生花卉或者宿根植物混合播種形成春季絢爛效果的道路綠化)、武漢琴臺路華潤中央公園售樓部植物景觀、武漢光谷秀湖濕地濱水植物景觀、武漢櫻花園(以各種品種的櫻花配以二月蘭的復合式花卉種植，結合濱水綠化的優秀案例)、華中農業大學校園、武漢東湖梅花園、武漢東湖杜鵑園、武漢植物園(以濱水珍稀植物景觀營造和春季花道為主的優秀植物景觀較為有特色)、武漢漢口江灘、北京會議中心、北京植物園(以坡地槭樹秋葉林地和油松林蔭道、側柏林蔭道較為有特色。并結合人文景點渲染人文園林)、廬山植物園(高山裸子植物區樹形對比及天際線優美，杜鵑花園種類繁多而優美)、上海浦江花園、上海辰山植物園、英國斯托海德風景園(帕拉迪奧式建筑相配的優美天際線及植物質感對比為特色，英國自然風景園林的典范之一)、英國謝菲爾德公園(世界最著名的濱水植物造景典范，天際線及色彩對比優異)、美國紐約高線公園(以野生低維護成本的草本植物應用為特色，城市復興的典范)、美國紐約中央公園(享譽世界的城市公園設計典范，寬闊的林蔭道和舒適的草地空間)、美國芝加哥植物園(海棠花屬植物應用的典范)等。

3.9數據庫網址

該數據庫將最終放置在湖北美術學院環藝系的教學板塊下，作為環藝系風景園林專業學生學習園林植物課程使用。也歡迎社會各界的植物愛好者瀏覽學習。以后會爭取到一定的教學經費不斷補充完善。因環藝系網頁改版工作未完成，暫時放置在數據庫制作方的服務器及域名之下。現有訪問網頁為：http://plant.whphp.com/。

4數據庫的發展及擴展前景

4.1內容完善及數據修正

該數據庫將是一個動態的數據庫。以后的補充完善，研究者會動員學生和愛好者，在研究小組的繼續努力下，不斷擴充內容，并修改的更合理，讓使用更方面。

4.2初級應用擴展

鑒于目前基于手機APP應用的日益廣泛，為方便該數據庫的使用，需要作出以下兩個方面的調整。首先是將網頁適當的修改便于在手機上瀏覽，此方面要借助于校園網的建設和學院網頁的調整。其次是在以后的湖北美術學院風景園林專業園林植物教學課程實踐中，在組織學生對校園園林植物掛牌時，需要標牌上有二維碼可以連接到數據庫中的數據。

4.3最終的數字化應用

該數據庫的數據資料最終成型后，能對常見園林植物的形態、生長速度、應用效果做出判斷，并根據這些數據將這些園林植物發展成動態模型。該模型應該不光是三維的，賦予時間能產生不同的季相變化和形態生長狀況。在園林設計軟件開發中，成為外掛數據，提供種植設計效果模擬。在平面設計的基礎上，可以直接渲染出設計場地不同季節的場景，并可以預測出若干年，如10年后或者15年后的效果。根據這一預測效果，可以對不理想的后期表現作出調整。當然，作為一個面向大眾的，公益性的數據庫系統，研究者也可以無償提供給某些免費軟件開發，如Google的Sketch up軟件，可以將植物數據實現前面所提的功能并成為軟件的組件或者應用程序。

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收稿日期：2016-04-19

基金項目：武漢市人力資源和社會保障局2012年度創新人才開發資金資助項目

作者簡介：丁凱(1980—)，男，講師，主要從事景觀規劃設計方面工作。

中圖分類號：TU986

文獻標識碼：A

文章編號：1674-9944(2016)11-0137-04