張 巧，郭泰圣，劉洪杰，鄭雅之，余曉靜，鄭 瑾

(華南師范大學地理科學學院，廣東廣州 510631)

中國幅員遼闊，地勢、氣候復雜多樣，有適合于植物繁衍的優(yōu)良環(huán)境，是多種植物起源和馴化的中心．這些特點為景觀設計師選擇植物，進行植栽搭配提供了豐富的物種．但是，由于景觀設計師對園林植物種類習性缺乏全面系統(tǒng)的了解，導致配置的植物種類單一或不能很好生長．如何因地制宜的選擇植物，使每種植物最大限度地發(fā)揮其觀賞性和功能性，是園林景觀規(guī)劃中的重要課題．

國內一些科研單位、高等院校也根據(jù)需求編制了若干園林景觀植物數(shù)據(jù)庫，如湖南省園林植物數(shù)據(jù)庫、重慶市園林植物數(shù)據(jù)庫、威海市城市景觀植物數(shù)據(jù)庫、云南植被數(shù)據(jù)庫、海南熱帶植物園數(shù)據(jù)庫等[1-5]．而西方發(fā)達國家早在20世紀60年代就建立起用計算機管理的植物檔案，到了20世紀80年代便形成網(wǎng)絡結構．其中LEHRER等報道的交互式木本觀賞植物選擇網(wǎng)絡查詢數(shù)據(jù)庫(An interactive online database for the selection of woody ornamental plants)[6]則主要收集了可用于園林景觀種植的樹種．

交互式木本觀賞植物選擇網(wǎng)絡查詢數(shù)據(jù)庫、重慶市園林植物數(shù)據(jù)庫和海南熱帶植物園數(shù)據(jù)庫等園林景觀植物的數(shù)據(jù)庫大多數(shù)應用于對植物的認知和管理功能，而對園林景觀規(guī)劃過程中的植物選配功能適用性并不高．園林綠化種植計算機輔助選配系統(tǒng)則是為輔助用戶優(yōu)選符合條件的植物種類而設計的，其主要功能是按植物要素和環(huán)境要素查詢適合規(guī)劃地種植的植物種類．該系統(tǒng)提供多種查詢植物的方式，可幫助景觀設計師快速準確、因地制宜地選配植物，最大限度地發(fā)揮每種植物的觀賞性和功能性．

1 數(shù)據(jù)獲取與分類處理

通過查閱《環(huán)境景觀綠化種植設計》[7]、《園林綠化樹種手冊》[8]、《園林設計樹種手冊》[9]等園林植物文獻資料，從環(huán)境要素和植物要素2個方面收集、整理植物數(shù)據(jù)，共收集了800多種植物的文字資料．按熱量因子、光照因子、水分因子、土壤因子、適用地區(qū)、植物類別、觀賞特性、花色、花期、花香、花葉先后、樹形和葉色等要素對植物文獻資料進行整理，以數(shù)據(jù)表的格式存儲，為數(shù)據(jù)庫建立及系統(tǒng)開發(fā)奠定基礎．

1.1 環(huán)境要素分類

園林植物同其他生物一樣，其生長發(fā)育除決定于本身的遺傳特性外，還決定于外界的環(huán)境因子[10]．選擇適合規(guī)劃地溫度、光照、水分和土壤等環(huán)境條件的景觀植物進行種植，對園林植物的生長、栽培具有重要意義．因此，在收集植物環(huán)境要素的時候從熱量因子、光照因子、水分因子、土壤因子和適用地區(qū)5個方面進行歸類整理(表1)．

表1 環(huán)境要素分類Table 1 Categories of environment factors

注：適用地區(qū)分類根據(jù)中國植被區(qū)劃，結合我國主要城市的分布狀況，將全國劃分為9個大區(qū)[7]．每種植物都有其對應的區(qū)域及主要城市，此處省略城市列表.

1.2 植物要素分類

景觀規(guī)劃師在選擇植物的時候，通常會根據(jù)規(guī)劃地的實際情況，配以不同樹形、花期、花色等各種不同觀賞特性的植物．因此，在收集植物環(huán)境要素的同時，也按照植物本身的觀賞特性將其分類整理.

1.2.1 植物類別分類 園林植物按配置時不同用途可分為6類：喬木、灌木、藤本、竹類、棕櫚類和草本，其中草本又分為：一、二年生花卉，宿、球根花卉，水生花卉，草坪地被．

1.2.2 觀賞特性分類 根據(jù)園林植物主要觀賞部位將其分為4種：(1)觀花植物：花色、花形、花香等表現(xiàn)突出．其中根據(jù)花色、花期、花香、花葉先后4個方面收集觀花植物的觀賞特性．花色分為紅色系花、黃色系花、紫色系花、白色系花4種類型；花期分為開花始期和開花末期；花香分為有芳香、無芳香；花葉先后分為花先葉而放、花葉同放和葉先花后3種類型．(2)觀形植物：樹形優(yōu)美，主要分為圓柱形、塔形、卵圓形、圓錐形、球形、傘形、垂枝形、匍匐形．(3)觀葉植物：葉色、葉形或葉的大小、著生方式獨特．葉色主要分為新葉有色類、秋色葉類、常色葉類、斑色葉類4種．(4)觀果植物：果實顯著、掛果豐滿宿存時間長．

2 數(shù)據(jù)庫建立

2.1 數(shù)據(jù)需求分析

園林綠化計算機輔助系統(tǒng)所涉及的數(shù)據(jù)，一方面與植物的基本信息，如喬木灌木或觀花觀果等相關．另一方面，由于本系統(tǒng)應用于園林景觀的輔助設計，因此，系統(tǒng)里面的數(shù)據(jù)也需要從景觀設計的角度加以考慮，即從環(huán)境要素及植物要素2個方面組織數(shù)據(jù)．其中，環(huán)境要素包括：熱量因子、光照因子、水分因子、土壤因子等要素．植物要素則包括植物類別與觀賞特性，而觀賞特性又可以細分為觀花、觀形、觀葉、觀果等特性．此外，由于園林綠化的部分術語不易理解，需要組織數(shù)據(jù)對園林綠化的術語進行解釋．數(shù)據(jù)庫需求分析E-R圖如圖1.

圖1 數(shù)據(jù)庫需求分析E-R圖Figure 1 Database requirement analysis

2.2 數(shù)據(jù)庫邏輯設計

園林綠化種植計算機輔助系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫從數(shù)據(jù)需求的角度出發(fā)，根據(jù)規(guī)范化處理的規(guī)則，進行數(shù)據(jù)的合并與組織．其中包括了景觀植物概念屬性表、植物基本屬性表、觀花植物屬性表、觀形植物屬性表、觀葉植物屬性表和觀果屬性表等幾個屬性表．具體如圖2所示.

圖2 數(shù)據(jù)庫邏輯設計圖Figure 2 Database logical design

2.3 表結構設計

數(shù)據(jù)庫分為景觀植物概念屬性表、植物基本屬性表等6個表，下面就從字段名稱，類型及備注等方面進行說明，具體表2～表4所示.

表2 景觀植物概念屬性表Table 2 Attributes of landscape plants

表3 植物基本屬性表Table 3 Basic attributes of plants

表4 觀花植物屬性表Table 4 Attributes of flowering plants

注：開花始期，開花末期分別表示開花的始末月份．

3 系統(tǒng)功能設計

3.1 系統(tǒng)的總體功能設計

用戶使用園林綠化種植計算機輔助系統(tǒng)，通過選擇需要種植的景觀植物類型、特點，及規(guī)劃地的環(huán)境條件，得到符合用戶選定條件的植物種類，并可保存系統(tǒng)提供的查詢結果．由于園林植物的選配主要是從環(huán)境要素及植物要素2個方面來考慮，所以系統(tǒng)也相應地提供了按環(huán)境要素查詢和按植物要素查詢．同時，本系統(tǒng)支持模糊查詢，使對景觀植物的查詢方式更豐富、高效．用戶輸入的查詢關鍵字只要與數(shù)據(jù)庫存儲的信息任意匹配即可查詢到結果，無需前后一致．此外，“自定義SQL查詢”的功能為用戶提供了自主查詢條件的平臺，使查詢結果更符合高級用戶的個性化要求．系統(tǒng)的功能如圖3所示.

3.2 系統(tǒng)功能的詳細設計及實現(xiàn)

3.2.1 環(huán)境要素查詢子模塊 用戶可以分別選擇熱量因子、光照因子、水分因子、土壤因子和適用地區(qū)5種不同查詢功能，也可以一并選擇其中2種及以上的查詢功能.用戶選定符合規(guī)劃地環(huán)境條件的類型后，就可查詢出相應的備選植物信息，包括序號、中名、學名、科名、高度、生物學特性及觀賞特性，園林用途等．

3.2.2 植物要素查詢子模塊 用戶可以選擇植物類別進行查詢.在植物類別查詢面板中點選對植物類別的要求，則可查詢出符合條件的植物信息．

用戶也可以選擇觀賞特性進行查詢.在查詢面板中點選對園林植物觀賞特性的要求，則可查詢出相應植物的信息．

根據(jù)以上幾種不同查詢功能，選定符合規(guī)劃地要求的植物類型和觀賞特性后，就可查詢出相應的備選植物信息，包括序號、中名、學名、科名、高度、生物學特性及觀賞特性、園林用途等．

圖3 系統(tǒng)總體功能設計圖Figure 3 System fuctions design

3.2.3 自定義SQL查詢子模塊 為了滿足用戶查詢的靈活性的需要，系統(tǒng)還提供了自定義SQL語句查詢的功能，用戶可以打開自定義SQL查詢面板，根據(jù)面板提供的表名、字段名及其他SQL基本語句等信息，構建SQL語句，系統(tǒng)即可根據(jù)此語句進行查詢．例如，根據(jù)植物的園林用途這一屬性查詢在前2個查詢子模塊中并未涉及，但在SQL查詢面板中可自定義語句查詢．如查詢作為綠籬種植的植物種類，可定義語句如下：Select*From 植物基本屬性表 Where Use Like′%綠籬%′，則可查詢到適用于綠籬的植物信息．

4 結論與展望

4.1 系統(tǒng)的特點

(1)系統(tǒng)從輔助景觀規(guī)劃師選配園林景觀植物的角度出發(fā),對園林植物進行分類整理，有別于嚴格意義的植物分類，強調了解決園林植物配置中的實際問題．比如按規(guī)劃地的環(huán)境條件選擇植物等．另外，還可以按植物的觀賞特性進行選擇.系統(tǒng)包含種類達800多種．

(2)系統(tǒng)支持模糊查詢，對景觀植物的查詢方式更豐富、高效．此外，“SQL查詢”的功能為用戶提供了自定義查詢條件的平臺，使查詢結果更符合用戶要求．

(3)系統(tǒng)具有輸出查詢結果的功能，可以根據(jù)用戶設置，查詢出來的植物信息保存為Excel文件，方便用戶保留、打印、修改．

4.2 系統(tǒng)的不足

(1)資料收集方面還可擴充更多的植物種類,可增加每種植物的圖片信息等．

(2)系統(tǒng)的研發(fā)主要面向于單機的使用．單機系統(tǒng)具有局限性，數(shù)據(jù)及程序的共享性不高．從系統(tǒng)的推廣及完善的角度來看，推出網(wǎng)絡版本可以面向更多的用戶，且無需進行安裝，使用更方便，快捷．

(3)系統(tǒng)的人機操作界面還有所欠缺．用戶在使用本系統(tǒng)定義查詢條件，特別是使用SQL查詢面版自定義SQL語句的時候，顯得操作過于復雜，使用不方便．此外，界面背景色彩及控件的外觀都有改進的空間．

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