论华中地区景观植物数据库的建立

丁 凯

(湖北美术学院，湖北 武汉 430060)



论华中地区景观植物数据库的建立

丁 凯

(湖北美术学院，湖北 武汉 430060)

摘要：探讨了基于景观植物的设计应用为目的的植物数据库建立的意义和应用价值，并阐述了其深度开发的应用前景：数据库最终以网页的形式展示给公众浏览，其分类形式完全按照园林设计的需求方式分为乔木、灌木、水生植物、地被植物等。并在其中列举了国内外著名的植物设计案例，对其进行了简要的剖析。

关键词：华中地区；景观植物；数据库

1华中地区景观植物数据库开发的意义及用途

1.1形成区域性的专业应用型数据库

据笔者多方调查和了解，目前中国已经有较多的科研机构及高校建立了植物数据库网站平台。如中国科学院植物研究所的“中国植物志电子版”附属的植物图片库。又如南京大学的“校园植物图库”，主要是其校园内常见植物的图片资料库。此类图片库较多，国内开设植物类专业的高校有一少半以上均有此类网页图片库。再如一些专业类网页，如中国风景园林网、筑龙园林网等均有自己的园林植物图片库。

“华中地区植物数据库”立足于武汉及其周边城市的园林实践和学科发展，希望形成华中地区的区域性专业性景观植物数据库。

1.2景观植物数据库的特色

不同于其它各类网站的植物图片数据库。该数据库的特色主要体现在以下方面。

(1)完全基于园林种植设计中植物的应用方式分类整理和归类。其它的植物类数据库较多的按照传统植物学上的植物分类学为基础和脉络，对于设计师而言，实用性较差，对于无系统分类知识的设计师而言，难以查询。

(2)为了全面系统的了解常见园林植物及其在设计中的应用。每个入库植物都采取了多角度、多视野的图片收录，通常有基于植物学分类的细部特征，如花、种子、果实或者叶序，也有单个植物种植时的整体效果，还有常见的应用形式或与其它植物组合时的效果照片，并且有不同季节呈现出不同效果的照片。区别于其它植物数据库只单一照片。

(3)文字注释方面主要集中在对于设计的影响因子的介绍，如高度及形态、主要观赏期、生态习性等，不对生物学特性如叶序、花序、花期、果实类型等作出过多解释，以减少浏览者的信息量，容易为设计类专业学生或者工作者接受。

1.3主要用途

本研究旨在开发出一个可以无限扩展的，供社会专业团体和高校学生学习的资源平台，主要的用途有以下几点。

(1)供高校风景园林、园林、环境设计以及其它与室外环境设计相关的高校学生学习之用。园林植物学课程是风景园林及类似专业非常重要的专业基础课程。以往的教学中缺乏数字教学手段和充足的资料收集整理。少量的资料主要集中在细部识别，对整体形态的介绍和应用效果的关注不足。此外，传统的风景园林专业教学中，园林植物学被分割为园林树木学(木本植物为主)和花卉学(草本和低矮木本植物为主)两门课程，并且有少量的交叉。不利于学生对园林植物学的系统学习。本研究成果基本弥补了以上教学问题中出现的不足，可以作为教学的辅助性资料，便于学生在课下自学。

(2)供职业设计师和爱好者学习。目前，类似便于年青设计师学习的植物数据库还没有，也反映出我国园林行业种植设计水平的落后。此数据库的出现，对设计师了解和掌握设计中常见植物材料的使用方法有较大帮助。

(3)供园林植物开发和生产者参考。本数据库不仅收录了常见应用的园林植物，还对有开发和应用价值的野生资源进行了收集和介绍。对于华中地区野生园林植物资源的开发应用有较大的指导意义。可供从事园林植物生产和野生资源开发利用的工作人员参考，对优秀野生资源进行开发利用和扩大生产以及推广应用。

2数据库的形成开发途径

2.1数据采集方式及质量标准

数据采集主要是购买单反数码相机对园林植物进行拍摄，拍摄时注重多角度不同季节的反复拍摄比对，选出质量最高者入库。拍摄及选择标准如下。

使用单反相机(主要是佳能EOS40D、EOS5D、EOS5D MarkⅡ、EOS5D MarkⅢ、EOS6D等)，采用最高像素拍摄，格式为RAW。在电脑上调整校对曝光、色温、饱和度、锐度等之后转存为JPG格式整理，便于后期整理压缩。

尽量选择在光线较理想的状态下拍摄，如晴天或多云天气；尽量选择侧光拍摄，避免夏季光照特别强烈的午间或者光感较差的阴雨天气。

拍摄角度。使用长焦镜头拍摄细部(花、果实、叶序)特征，使用标准变焦镜头拍摄植物单体形态及园林应用效果。

尽量选择植物的观赏效果最好的时间拍摄。如观花植物选择盛开时间拍摄，观果植物选择结果且果实最亮丽时间拍摄，观秋色植物选择秋季效果最好时间拍摄等。

单体植物整体树形拍摄选择空旷地无遮挡，并选择有代表性健康生长植株。

2.2整理分类方式

整理分为两个阶段，即初次整理和二次整理。

初次整理阶段：将拍摄完成并调整处理后的照片删选，质量达到标准要求的按照植物学自然分类系统分类，按照园林景观可能用到的高等植物分为蕨类植物、裸子植物、双子叶植物、单子叶植物。分类系统采用美国分类学家克朗奎斯特的克朗奎斯特系统。但其中的裸子植物部分采用的是我国著名分类学家郑万钧先生的郑万钧系统。

蕨类植物因为在华中地区应用的种类较少，其下不做分科整理。

裸子植物下列文件夹有柏科、红豆杉科、罗汉松科、南洋杉科、杉科、松科、苏铁科、银杏科。应用种类的较多的如柏科、杉科、松科，在其下再分属的文件夹。

单子叶植物常见的科都分别列出。对于景观植物种类较多的科下再分属，便于查找。

双子叶植物种类较为繁多，其下科的数目也较多，基本含盖武汉及周边可见的科。

2.3网络平台选择

为了使最终的成果能成为受益公众的数据资料。需要将数据库网络化。为此研究小组进行了多方位的探讨。

最终确定将数据库网页放置在校园网平台。其优势是可以通过与学校和系部的沟通，将数据库资料作为教学服务平台，长期在校园网上供公众和学生使用。劣势是浏览速度在公共网络上较慢，且没有单独的域名，访问较为繁琐。

2.4网页制作

网页和数据库结构是影响本数据库使用和扩展的重要因素。研究小组对网页制作拟定的标准有以下几个方面。

(1)美观。作为设计应用型网页，服务对象是设计类学生和设计师，受众都是有较好的艺术素养和较高的审美情趣人群。因此，只有较为美观的网页才能吸引用户浏览。

(2)简洁。网页表达简洁，传达信息直接明了才能吸引目标人群，即可读性要好。要求描述性的文字不宜过多，图片表达为主。

(3)扩展性强。为了实现该数据库的及时更新和为进一步的开发提供可能性，该网页数据库必须是可以无限扩展容量，并且检索属性可以不断增加的。

在以上要求的基础上，研究小组从几家网页设计公司中选择了一家适合本数据库要求的单位。并在多次交流协调下对网页进行了完善和设计。

2.5入库前的数据处理

书库前的数据处理包括以下几个方面：

2.5.1图片的选择和像素调整

图片的选择主要是针对拍摄了较多资料的植物种类或者品种，需要对入库照片进行选择，选择效果最好且最能体现该植物观赏和应用特点的图片。然后就是对单反相机拍摄的较大像素和不同像素的照片进行整理，压缩为适合网页要求的统一像素图片，大小为800×600(图片拍摄设置为4∶3比例者，如佳能EOS 6D拍摄照片)或者800×533(图片拍摄设置为3∶2比例者，一般的单反相机均为此比例设置)。

2.5.2文字注释的编写整理

文字注释主要的标准是简洁，信息量传达注重准确，直达目标群体。在主要的物种分类前加上简单的英文注释。

2.5.3二次整理阶段

根据数据库设定目标的需要，按照园林设计的应用方式将植物分为以下类别，如乔木和灌木下回分别分为常绿、落叶；竹类分为散生竹、丛生竹、复合型竹等等。形成的结构见后面的网页结构。

3数据库架构

3.1概述

网页主要名称为“华中地区景观植物数据库”。首页分为八个类别，分别为：乔木、大型灌木草本、竹类、藤本、地被植物、水生植物、一二年生植物、植物景观赏析。

3.2乔木

乔木植物因其体量较大，因而在设计中对空间的形成占有主导性，也能对小环境的形成起到建设性的作用。乔木作为设计中最重要的植物类型，被放置在数据库最前面，在数据库中被分成了四类，分别为常绿阔叶乔木、落叶阔叶乔木、常绿针叶乔木、落叶针叶乔木。

目前，常绿阔叶乔木收入植物种类40个。其中薄叶润楠、峨眉四照花、苦槠、飞蛾槭、樟叶槭等在园林中的应用尚不多见，为推荐积极开发应用的物种。

落叶阔叶乔木收入的植物有68种。其中河柳、豆梨、光皮梾木、山合欢、苦楝、黄连木、枳椇等在园林中应用不多，建议大力引种推广。

常绿针叶乔木收入植物目前有11种，均为常见应用的园林植物。未来还准备加入马尾松、火炬松、黄山松、青杄、红豆杉、南方红豆杉、三尖杉、日本冷杉、欧洲云杉、麦吊云杉等。需要强调的是部分常绿针叶树种为高山植物。在华中一带只能在高海拔地区或者城市绿化中使用，如武当山、庐山等风景名胜区或者湖北恩施等海拔较高城市。对于此类型植物的收集和拍摄资料还远远不足。我国作为地质和地形条件较为复杂的大国，拥有多样的生态系统和生态环境，植物资源异常丰富。

落叶阔叶乔木目前收录物种为5种。其中湖北落叶松在平原分布于华北，在华中的高山可以生长。

3.3大型灌木与草本植物

大型灌木与草本植物构成了园林设计中与人的视线高度相若的部分，往往是小尺度设计中目力所及之处的视觉中心。因此在设计中占有非常重要的地位。此类别中加入大型草本植物也是基于此应用需要。在华中地带有少量的大型草本植物具有此功能，如芭蕉、斑茅、大野芋等，均可以达到2 m以上的高度，在设计应用上与木本植物无异。该类别分为三个部分，即常绿大型灌木、落叶大型灌木和大型草本植物。

常绿大型灌木。目前收入47种(含品种)。其中的长瓣短柱茶为优秀早春观花大灌木；粉柏为色彩偏蓝的灌木；佘山胡颓子为开花浓香馥郁的冬花植物；短序鹅掌柴和短梗大参为叶形秀丽的灌木。以上均为在湖北常见但尚未在园林中大量应用的植物，均有非常大的开发潜力。

落叶大型灌木。目前收入55种(含品种)。其中的糯米条是观花价值较高、分布广泛、适应力很强、有待推广的物种。而通脱木是叶子较大、质感粗糙、适合花园中栽培的优秀园林植物，但目前应用尚不多。绣线菊属是春季或者夏季繁花似锦的丛生灌木，目前开发应用的种类有一部分，已经列入。

大型草本植物。因种类较少，未分为常绿和落叶介绍。若以后数据库变大，种类丰富以后，会考虑再细分。目前收入的种类有：斑茅、芭蕉、博落回、大野芋、红蓼、芦竹、美人蕉、蒲苇、五节芒、香茅等。国内对此类植物的开发应用远远不够，在后续的研究中，研究小组会继续加大对此类野生植物和优秀引入园艺植物的调查。

3.4竹类

竹类植物在景观设计中占有特殊地位。首先，这类植物属于木质化程度较高的植物，但又不同于一般的树木，因其不能横向增粗，但是不同的种类在高度上变化很大，从10 cm到接近30 m的类型均有。然后是在世界园林景观史上，只有东方园林中较为常见，原因是东亚和南亚是其分布中心，而中国和日本园林中使用较多。故此，在本数据库中将其作为一类特殊植物单列为一类。分类方式按照其生长习性，分为丛生型和散生型。复合型竹类因华中地区不多见，暂不列出或部分种类如阔叶箬竹并入到丛生类型中。

竹类虽分布于东亚和南亚。但以热带地区或亚热带地区更为集中，亚洲中北部种类并不多见。因此，在华中一带的园林中竹子虽使用频度较高，但主要以耐寒能力较强的散生类型为主，丛生型应用较少。

散生竹。收入华中地区常见的刚竹、黄金竹、紫竹、斑竹、雷竹、毛竹、水竹、红哺鸡竹、龟甲竹等。

丛生竹。收入的种类有慈竹、孝顺竹、鹅毛竹、凤尾竹、菲黄竹、黄金间碧竹、阔叶箬竹、牡竹等。其中牡竹为武汉植物园引种种植但尚未推广开发应用的丛生类型，在武汉地区表现优异，值得开发。

3.5地被植物

地被植物是园林中用以覆盖地面，保持水土防止起尘的植物材料。通常地被植物有发达的根系，并能密集生长且向四周不断扩张。此处将地被植物分为常绿木本地被、落叶木本地被、常绿草本地被和落叶多年生草本地被四种类型。

常绿木本地被。录入的物种有17种(含园艺品种)。

落叶木本地被。录入的物种有5种。

常绿草本地被。录入的物种和品种有26个。

落叶多年生草本地被。录入的物种和品种有92个。其中的园艺植物较多，有不少是近年从欧美或者日本引入栽培的品种。随着近年我国园林行业的快速发展，新引入种类较多，也有很多适合华中地区气候环境的类型，研究小组会不断更新增加较好的种类和品种。这其中有较多的外来园艺植物如美女樱、荆芥、狼尾草诸多品种、柳叶马鞭草、细叶芒、斑叶芒、蔓长春花、园艺蒲公英(为日本人培育的中间杂交品种，可能对野生蒲公英产生基因污染)、毛蕊花、绵毛水苏、金叶牛至、金叶苔草、大花滨菊、红脉酸模等等。有部分物种为华中地区野生物种，部分已广泛推广使用，如蜈蚣蕨、石蒜、剪夏罗、九头狮子草、桔梗等，但部分还未大量推广应用，如渐尖毛蕨、木贼、马蓝、杜若、地黄等。

3.6水生植物

水生植物在本数据库中按照常见水生植物的应用类型分为挺水植物、浮水植物和沉水植物。华中地区有着大量湖泊湿地，水生植物的种类异常繁多，野生尚未开发应用的种类也较多。并且近年由于湿地净化和美化的需求，从国外引入了大量的园艺物种和外来种。本图库中的水生植物不包含能生长在浅水中的木本植物(如池杉、落羽杉、柳树类)。

挺水植物。目前收入图库的有24个种或品种等。大部分为引入的观赏植物，如卡开芦(常见的为其品种花叶卡开芦)、再力花、梭鱼草、美人蕉、旱伞草、纸莎草等。慈姑、泽泻、泽苔草、三白草、灯芯草为我国广泛分布的野生植物，为近年开发应用的种类。挺水植物是在进行园林水体及水岸设计中对设计效果影响最大的水生植物类型。

浮水植物。目前收入的11种著名观赏植物。其中睡莲因种类及园艺品种，将睡莲属的植物笼统的归于其下，未做详细分类。大薸、凤眼莲为对河流、水道堵塞较为严重的物种，但在适当控制下对水体的水质改良效果明显。

沉水植物。沉水植物以藻类植物为主。虽然在视觉上对设计效果影响不大，但却是水质改良非常重要的物种，也是水质变化的重要指示种类。由于沉水植物的拍摄对水质条件和光线条件及摄影器材(主要是偏振光镜的使用)要求较高，目前收入资料库的只有苦草一个种，在以后的动态调整中会加入较多的种类。

3.7一二年生植物

一二年生植物指生长周期在一年之内，有些是春季播种，秋季枯萎的。还有一些是秋季播种，发芽过冬后翌年春天开花后枯萎的植物。还有一些植物本身是多年生的，但因为不太适合本地气候，也会当做一二年生植物栽培使用。在园林设计中，一二年生植物对于设计的长期性效果是没有意义的。在某些节日活动或者及时性效果表现中，有些业主会要求使用一二年生植物活跃气氛。

本数据库收入了华中地区经常使用的街头摆花植物，涉及31种。

3.8植物景观赏析

作为服务于设计的植物数据库。本数据库收录了一部分国内外优秀的种植设计案例的照片，并提供简要的解析，供广大爱好者、学生和设计师参考。

主要收入优秀植物景观赏析的有以下案例：武汉琴台路野生花卉组合(武汉较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种形成春季绚烂效果的道路绿化)、武汉琴台路华润中央公园售楼部植物景观、武汉光谷秀湖湿地滨水植物景观、武汉樱花园(以各种品种的樱花配以二月兰的复合式花卉种植，结合滨水绿化的优秀案例)、华中农业大学校园、武汉东湖梅花园、武汉东湖杜鹃园、武汉植物园(以滨水珍稀植物景观营造和春季花道为主的优秀植物景观较为有特色)、武汉汉口江滩、北京会议中心、北京植物园(以坡地槭树秋叶林地和油松林荫道、侧柏林荫道较为有特色。并结合人文景点渲染人文园林)、庐山植物园(高山裸子植物区树形对比及天际线优美，杜鹃花园种类繁多而优美)、上海浦江花园、上海辰山植物园、英国斯托海德风景园(帕拉迪奥式建筑相配的优美天际线及植物质感对比为特色，英国自然风景园林的典范之一)、英国谢菲尔德公园(世界最著名的滨水植物造景典范，天际线及色彩对比优异)、美国纽约高线公园(以野生低维护成本的草本植物应用为特色，城市复兴的典范)、美国纽约中央公园(享誉世界的城市公园设计典范，宽阔的林荫道和舒适的草地空间)、美国芝加哥植物园(海棠花属植物应用的典范)等。

3.9数据库网址

该数据库将最终放置在湖北美术学院环艺系的教学板块下，作为环艺系风景园林专业学生学习园林植物课程使用。也欢迎社会各界的植物爱好者浏览学习。以后会争取到一定的教学经费不断补充完善。因环艺系网页改版工作未完成，暂时放置在数据库制作方的服务器及域名之下。现有访问网页为：http://plant.whphp.com/。

4数据库的发展及扩展前景

4.1内容完善及数据修正

该数据库将是一个动态的数据库。以后的补充完善，研究者会动员学生和爱好者，在研究小组的继续努力下，不断扩充内容，并修改的更合理，让使用更方面。

4.2初级应用扩展

鉴于目前基于手机APP应用的日益广泛，为方便该数据库的使用，需要作出以下两个方面的调整。首先是将网页适当的修改便于在手机上浏览，此方面要借助于校园网的建设和学院网页的调整。其次是在以后的湖北美术学院风景园林专业园林植物教学课程实践中，在组织学生对校园园林植物挂牌时，需要标牌上有二维码可以连接到数据库中的数据。

4.3最终的数字化应用

该数据库的数据资料最终成型后，能对常见园林植物的形态、生长速度、应用效果做出判断，并根据这些数据将这些园林植物发展成动态模型。该模型应该不光是三维的，赋予时间能产生不同的季相变化和形态生长状况。在园林设计软件开发中，成为外挂数据，提供种植设计效果模拟。在平面设计的基础上，可以直接渲染出设计场地不同季节的场景，并可以预测出若干年，如10年后或者15年后的效果。根据这一预测效果，可以对不理想的后期表现作出调整。当然，作为一个面向大众的，公益性的数据库系统，研究者也可以无偿提供给某些免费软件开发，如Google的Sketch up软件，可以将植物数据实现前面所提的功能并成为软件的组件或者应用程序。

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收稿日期：2016-04-19

基金项目：武汉市人力资源和社会保障局2012年度创新人才开发资金资助项目

作者简介：丁凯(1980—)，男，讲师，主要从事景观规划设计方面工作。

中图分类号：TU986

文献标识码：A

文章编号：1674-9944(2016)11-0137-04