基于LIM技術的光照因子下植物配置方法

中圖分類號：TU986 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2025）23-0112-04

Abstract：LightisaveryimportantgrowthfactorforplantgrowthInordertomatchgardenplantswiththelightof new plantingscenes，wecanreducethewastecausedbyplantreplacementduringtheconstructionormaintenancestage.Especilly inparksandgreenspaceslocatedincities，sunlightisblockedbyvariousfacitiesduringthedayandartificiallightsourcesat nightwillcauselightpolltion，whichafectsthegrowthofsomeplantsandreducestheoverallandscapeefectoftheplants. UsingLIMtechnologytoanalyzethelightingofplantplantingplotsinnewscenes，designersacuratelyselectplanttypesand specificationsbasedonthelightinganalysisdataofeachplotandthegrowthatributesofplants，reducingtheexperienceof gardenplantlandscapedesigners.Finaly，thelandscapeefectofgardenplantsispresentedthroughthethree-dimensional visualizationofLIMtechnology，alowingtheconstructionunittoacuratelyunderstandthedesignintention.Whilereducingthe dificultyoftheplantconfigurationdesign，itcanalsoimprovetheconstructionqualityofgardenplantsandensurethelanding of the plant landscape effect.

Keywords： LIM technology; lighting; plant configuration; landscape effect; growth attributes

在以公園城市理念為核心的未來城市發展戰略背景下，城市對綠地的需求與日俱增。在公園綠地數量需求激增的同時，隨著物質生活水平的提高及對美好生活的追求，政府和市民對園林植物景觀有了更高的要求，傳統設計方式和施工管理技術已經難以滿足市場需求和時代要求。

針對園林植物景觀，設計師展現的效果圖基本上都是自己心里植物的理想狀態，基本上沒考慮植物生長在受限因素下的呈現，而光照是植物生長非常重要的因子，在城市中白天的日照會被各類建筑、立交橋等遮擋，植物接受到的日照減少，部分喜光植物的生長就會受到影響。另一方面，城市中由于夜間照明，大量的人造光源疊加又會造成光污染，部分陰性植物的生長就會受到影響，這些因素造成城市中不同綠地地塊較復雜的光照輻射環境。這種多樣化的光照輻射微環境，如果設計師的經驗不足，很難預估每個地塊的光照分析數據，無法做到準確地選擇園林植物的種類和規格（樹冠、胸徑），一旦選擇錯誤，所選擇植物對新的種植場景不適應，就會影響植物的生長，造成植物的長勢較差，甚至死亡，嚴重影響植物的整體景觀效果，現階段的做法都是在建造或養護階段發現問題后通過植物的替換來達到預期的植物景觀效果，這樣做就造成大量的浪費，因此研究光照因子的強弱下，根據植物配置的強弱選擇相匹配的植物具有重要的意義。

1 研究方法

1.1 LIM技術

風景園林信息模型（Landscape Information Mod-eling，LIM）是從建筑信息模型（BuildingInformationModeling，BIM）中衍生出來的，關注的是風景園林行業對景觀設計、建造和運營養護的全過程進行管理和優化的數字化信息模型的過程、方法和技術[1-2]。通過Revit、EcotectAnalysis及地理信息系統等軟件的協同應用，不斷地拓寬LIM技術的信息化，形成了更為標準化、完善化的實踐應用體系，逐漸成為風景園林行業向信息化發展的重要手段3-。利用LIM技術來對植物新場景地塊的光照進行分析，將有助于更科學、合理地選擇相匹配的植物，為最終的植物景觀效果的實現提供技術支撐。

1.2 光照對植物的影響

光照是植物所必需的生長因子，綠色植物一般都是通過葉片接受日照的輻射，通過光合作用來轉化為供植物生長、發育和繁殖所需要的碳水化合物，日照強度（Sunshine Intensity）和日照時數（Sunshine Dura一tion）是影響植物生長的重要因素[7-13]。根據植物對日照的影響可分為喜光植物、陰性植物和耐陰植物3種生態類型。喜光植物是指在強日照環境中生長健康，在弱光的條件下生長發育不良的植物，比如木本植物紫薇（Lagerstroemia indicaL.）銀杏（Ginkgo bilobaL.）、垂柳（SalixbabylonicaL.）等，草本中的菊花（Den-dranthema mortifolium Ramat.）三葉草（Trifolium repensL.）等;陰性植物喜歡背陰的地方，具有較好的耐陰能力，如羅漢松（Podocarpusmacrophyllus）、海桐（Pit-tosporumtobira（Thunb.）W.T.Aiton）麥冬（Ophio-pogonjaponicus（L.f.）KerGawl.）等，如果在強日照的環境中生長就會受到影響，導致植物景觀較差。另外在園林植物的配置和施工中，還要注意太陽方位對植物的影響，比如陽坡比陰坡將獲得更多的日照，我國地處北半球，南坡接受的太陽輻射最多，稱為陽坡，而北坡接受的太陽輻射最少，稱為陰坡，因此在山地的北坡以種植陰性植物為主，南坡以種植喜光植物為主，形成不同的植物景觀效果。

1.3 人工光照對植物的影響

人工光照是人工控制光照時間和光照強度的照明，在城市園林景觀中，人工光照對植物的光合作用、生長代謝等方面造成有利或不利的影響，城市中光污染對部分陰性植物的休眠造成干擾，引起植物葉莖的病變掉落，對于靠近強光源處的陰性植物就會產生光抑反應，用以對抗過量的光照，造成光合作用能力下降，表現為氧氣的釋放量降低，比如垂柳就對光照特別敏感，當遭受長時間的強光光照，葉片就會病變、發黃，甚至出現葉莖掉落。過度的光照還會造成植物干燥缺水、破壞葉綠素等，導致植物葉片的顏色變淡或其他病變，甚至掉落。因此在進行園林植物的配置和營造時，要充分考慮光照的強弱，特別是在城市環境中，處于強日照環境中的園林植物地塊，會持續地受到周邊的各類建筑物和立交橋等構筑物的遮擋，形成多樣化的光照輻射環境，由于植物設計師感知能力的不足，較難實現設計的植物對光照的需求與環境供給的準確匹配，造成了城鎮中植物對光照的適應性、植物群落和可持續管理上的困難。

1.4 分析思路

隨著計算機相關技術的發展及公園城市對園林植物景觀的建設和管理的高要求，基于場地適應性的園林植物選擇與管理，實現決策工作從感性向科學理性的方向轉變將成為可能。本研究主要是為了確定每棵植物對光照的需求與新的種植場地中種植位置的光照強度相匹配，確保植物在新的場景中能正常生長。這有利于提高園林植物設計方案與現場的匹配度，增加設計方案的落地性，從而提高了園林植物景觀設計圖的技術水平，另外還能讓基于二維的植物設計圖三維可視化地呈現給建設單位和施工單位等管理單位和建造單位，有利于他們的理解，確保最終營造的植物景觀達到預期效果。

2植物景觀營造流程

基于LIM技術的光照因子下對植物的品種和規格進行精準配置，最后進行三維可視化表達。首先利用植物景觀設計文件的場景地形圖來建立場地模型，加入相關的光照因子，借助LIM技術來分析出場景中每棵植物種植地塊上的光照和輻射量值，設計師再根據植物的生長屬性來準確地選擇和搭配植物的種類和規格，把植物模型加入到場景模型中，最后通過LIM技術的三維可視化呈現最終的植物景觀效果，根據可視化的景觀效果，修改完善植物規格，形成最終的植物景觀效果圖，讓建設單位和施工單位較準確地領會植物的設計方案和每棵植物的定位。具體分析過

程如下。

2.1場地模型建立

在AudoCAD中打開.dwg格式的景觀設計地形圖，在工具欄中，點擊選擇工具，將圖中未含高程信息的點、線和冗余的標識標記選中，之后點擊刪除工具，將選中的元素刪除，僅保留三維信息完整并且能準確描繪出地形構造的圖形元素。

將處理好的.dwg格式的地形圖導入到Revit軟件中，利用地形表面等工具，將基于地形圖自動生成三維景觀地形模型。最后將場地模型導出為gbXML格式文件。

2.2 光照分析

在EcotectAnalysis軟件中，選擇之前導出的gbXML格式文件完成模型的導人。首先設定建筑物周圍分析的范圍尺寸，再設置太陽輻射分析網格的尺寸和網格數量等參數，通過Solar AccessAnalysis、ForSpecifiedPeriod及AnalysisGrid等工具進行網格分析計算。分析完成后軟件會生成輻射強度圖譜，輻射強度由低到高依次由藍色過渡到紅色，同時網格上會準確地標注出每個單元網格的輻射量值。風景園林設計師可根據各個點位的太陽日照和輻射量值分析數據和植物的生存屬性，準確選擇和搭配植物種類和植物的規格（圖1），更加科學地完成園林植物和景觀的搭配設計，進而優化景觀設計方案和設計圖紙。

圖1地塊光照輻射量

2.3植物模型的建立

依照風景園林植物景觀設計圖，使用Revit軟件根據植物模型的種類和種植點位，建立植物模型，植物模型采用概念族的形式代替真實植株模型，即用橢圓球體和圓柱體組合形成植株形狀，植株的種類和大小用不同的顏色和不同大小的模型加以區分，此種建模方式，能夠規避由于模型體量過大導致軟件運行卡頓或閃退的現象發生，植物模型放置時，嚴格按照植物模型位置進行拖放，確保植物模型的1：1實景表達，最終完成設計圖紙所需要的植物模型（圖2）。

2.4 Revit和Lumion軟件聯動

待場地模型和植物模型建立完成后，將視圖模式切換到三維視圖，運用Revit中LumionR工具，把Revit模型文件導人到Lumion軟件中，并且實現2款軟件的視口聯動，即在Revit軟件中修改模型或調整視口，Lumion軟件會隨之同步。在同步視口模式下，依據Revit中的真實三維數據信息，在Lumion中按照Revit中概念植物族的種類和三維點位，在Lumion植物庫中找到與Revit軟件中概念植物模型種類匹配的植物模型替代概念模型。然后，風景園林設計師可在2個軟件窗口中調整修改植物的規格和搭配造型。完成調整和修改后，在Revit中建立圖紙窗口和圖框，最后導出CAD格式文件，輸出相應的風景園林CAD圖紙。

在Lumion軟件工具欄中，在拍照模式窗口中通過操控鼠標找到想要輸出的景觀影像視角，而后完成影像的儲存和渲染。在Lumion軟件中，通過動畫模式工具，利用操控鼠標和鍵盤上控制移動方向鍵，找到想要輸出的景觀漫游路徑，選擇滿意的視角，最后將該視角影像進行保存，即可將漫游視頻以.mp4格式保存到電腦上。

2.5 虛擬場景漫游

模型完成后，在Lumion軟件中按照一步一景的漫游方式輸出 360^° 全景渲染圖片，形成三維可視化的園林植物景觀效果圖，再通過720云軟件，將輸出的圖片按照漫游路線進行串聯編輯，賦予人物虛擬漫游實景所需的引導數據，同時將特殊的建筑和植被信息連接到漫游場景中，所有參數設置完成后，以二維碼的形式輸出實景漫游場景。園林植物各參與方（建設單位、監理單位、施工單位）都可通過智能手機掃碼進入場景，直觀地感受到設計景觀的視覺美感和視覺舒適度，進而直觀地感受到植物搭配的合理性和美學效果，為設計方案展示和優化提供了更加高效便捷的技術手段。

圖2植物模型

3結論

當前數字化時代的各項成果層出不窮，數字化成果、技術、方法在園林工程建設中還未得到普遍應用[14]。本研究立足于園林景觀工程數字化的發展趨勢，利用LIM技術來可定量地反映出新的種植場景每個地塊的光照因子，能夠最大限度地滿足風景中園林植物景觀的效果實現，既滿足建設各方對景觀效果的三維可視化，還有利于降低園林植物設計師專業知識和經驗的要求，有效地保證了風景園林設計人員對植物種類、規格的精準選擇。根據工程上的實踐應用，有效地降低了植物成活難、長勢差帶來的施工成本增加，更有利于植物在新的場景中生長得更好，達到預期的效果，有效地降低施工方的施工成本和運營方對園林植物的養護成本。因此，本研究方法對確保植物的景觀效果具有重要的意義和研究價值。

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