林分面积测定的改进算法

提出了用罗盘仪进行林分边界测量时 ,各测点的平面直角坐标计算及平差的改进算法 ,使其更容易在计算机上实现 ,可提高林分面积测算和边界图形绘制的自动化水平 。

基于高分辨率遥感林分面积提取方法研究

面积是森林资源调查的重要内容之一,同时也是森林蓄积总量计算时必要参数。针对高分辨率遥感影像空间分辨率高,而光谱分辨率低的特点,探讨了综合利用纹理特征和光谱特征提高分类精度,进而提高林分面积的方法。

杉木人工林林分叶面积动态变化规律

叶面积与树木生长密切相关,是量化树木潜在生产能力的重要因子,其动态变化直接驱动林木生长的变化,但目前学者们对于林分叶面积动态变化规律却持有不同的观点。以亚热带不同气候区杉木人工林为研究对象,基于54个样地,共144株解析木的数据,采用6种生长方程通过非线性混合效应模型分别构建杉木单木叶面积模型和林分密度模型,将二者相乘得到林分叶面积动态变化模型,进而探究其动态变化规律。结果表明,以样地作为随机效应因子,考虑Logistic方程a参数上的随机效应,同时不考虑异方差结构的混合模型(样地水平)作为单木叶面积的最优模型;以地区作为随机效应因子,考虑Logistic方程a参数上的随机效应,同时不考虑异方差结构的混合模型(总体平均水平)作为林分密度的最优模型;林分叶面积动态变化呈单峰形式,幼龄阶段增长较快,达到峰值后迅速下降,之后下降幅度减少。本研究在考虑林分自然稀疏的前提下从生长模型的角度证明了杉木林分叶面积动态变化呈单峰型,而非达到顶峰后保持不变,同时也表明林分叶面积达到顶峰后下降是由于林分密度的降低引起的。研究结果对于合理经营不同气候梯度的杉木人工林具有重要意义。

长白落叶松人工林林分断面积生长模型的构建

本文利用吉林森工集团红石林业有限公司2016年森林资源调查小班数据库,对长白落叶松人工林的林分断面积生长模型进行了构建,并进行了拟合精度检验和选择。结果表明:林分断面积随林龄增加呈“S”型增长,7个常见的林分断面积生长模型拟合结果均收敛,除了模型M7参数b和c不可用,其余模型参数拟合结果均达到显著水平。模型M5的各项拟合精度检验结果较好,选择模型M5即逻辑斯蒂模型为长白落叶松人工林的林分断面积生长模型。

祁连山青海云杉林动态监测大样地林分断面积对其天然更新的影响研究

研究森林的林分空间结构对天然更新的影响,有助于采取针对性的人工措施促进天然更新。本研究以甘肃省祁连山水源涵养林研究院建立的祁连山青海云杉林动态监测大样地为试验样地,对大样地内的林分植被结构和更新苗进行调查并进行Pearson相关性分析。研究结果表明,在大样地选择的108个5m×5m更新样格的更新密度、平均基径、平均株高和林分断面积大小依次为11470株·hm^(-2)、13.29mm、0.63m和697.89cm^(2)·hm^(-2),对应的变异系数大小为117.54%、49.99%、42.11%和76.68%,大样地内成年树和更新苗水平空间分布均呈明显的斑块性聚集分布。林分断面积与更新苗密度之间呈显著负相关(P<0.01);更新苗密度与其平均基径之间呈极显著负相关(P<0.01),与平均株高之间呈显著负相关(P<0.05)。建议对祁连山青海云杉林的管理方式进行人为干预,增加林分内更新苗的生长空间,为更新苗的萌发、发育和生长创造生长资源,实现青海云杉林生态系统的可持续性发展。

杉木密度间伐试验林林分断面积生长效应

通过对26年生杉木密度试验林进行多次间伐后的结果进行比较研究,结果表明:(1)只要人工林立地条件相同,经过足够长的时间,林分断面积最终趋于一致,与是否间伐无关;(2)随间伐次数增加,获得的木材径阶也逐渐增大,未被间伐的保留木则多为大径材;(3)对于立地指数大于16的杉木宜林地,宜采用高密度造林、多次间伐的经营模式,以生产不同规格用材满足木材市场需求,还可提高林分累积断面积的生长量;对于立地指数小于14的杉木宜林地,应该采用稀植造林,以生产小、中径材为主;(4)应在立地条件好、低密度造林条件下培育大径材林木;(5)在立地指数小于14的杉木宜林地,间伐在促进林分断面积生长方面的贡献并不明显,对林分断面积生长起主要作用的因素是立地质量。

杉木人工林林分断面积生长模型的贝叶斯法估计

以江西杉木人工林为例,以Korf型、Richards型和Hossfeld型3种模型为基础,通过广义代数差分法(GADA)分别建立杉木林分断面积生长模型。结果表明:以Richards型为基础的杉木林分断面积预测精度最高,以Richards型模型为最优模型,分别基于贝叶斯法和传统法(非线性最小二乘法)估计杉木林分断面积生长模型。研究发现,利用贝叶斯法估计杉木林分断面积生长模型,预测精度相当且预测值的可靠性比传统法好。

组合预测法在林分断面积生长预估中的应用

林分断面积生长模型的研究是林分因子建模中的主要对象,研究提高林分断面积生长模型的预测精度十分重要。组合预测法能够对不同模型的预测结果进行组合,把不同模型的预测误差分散化,从而提高预测精度。基于北京山区油松定期清查数据,根据残差的方差最小原则确定组合预测中各模型的权重,将单木水平预测所得的林分断面积与林分水平预测所得的断面积进行组合预测。结果表明:组合预测法预测林分断面积的精度比单一水平(单木水平、林分水平)预测的精度都高,同时组合预测法也改进了林分断面积预测模型的兼容性。

林分断面积组合预测模型权重确定的比较

引入组合预测方法以提高林分断面积预测的精度及2类模型(林分水平模型和单木水平模型)预测林分断面积的兼容性。组合预测法能够充分利用各单个模型的有效信息,从而提高预测精度,而单个模型权重的选取对提高组合预测法的精度至关重要。本研究基于北京山区油松连续清查数据,利用误差平方和法、方差协方差法和最优加权法确定林分断面积组合预测模型的权重。结果表明:组合预测法能够提高预测精度,同时利用最优加权法所建立的林分断面积组合预测模型其预测精度最高,方差协方差法次之,误差平方和法预测精度最低。

应用R-分布模拟杉木人工林林分断面积累积分布的研究

以杉木人工林未间伐林分断面积分布为研究对象，在分析3参数Weibull方程模拟分布数据的优缺点的同时，提出了一种由Richards方程所导出的新的分布函数——R-分布，并应用R-分布对不同年龄、不同密度及不同立地指数的杉木人工林林分断面积分布展开模拟．结果表明：①R-分布对林分断面积分布能实现高精度的模拟，且其参数具有深刻的理论涵义；参数P与林分年龄、平方平均直径呈紧密的正相关性，为分布的相对尺度参数；参数q与林分平方平均直径紧密相关，为分布的位置参数，指代林分分布数据的平均大小；参数r决定分布曲线的拐点，为分布的形状参数．②林分断面积累积分布曲线的拐点纵坐标主要存在于0．4～0．6之间，且多数在0．5以上；拐点横坐标及纵坐标受林分年龄、平方平均直径、林分密度及立地指数等林分因子的影响，但不同林分因子的影响程度不一样．③兼用PPM与PRM可能对R-分布的3个参数做出良好的预估．

基于增强回归树的杉木人工林林分断面积模型研究

【目的】林分断面积是森林生长收获预估中的重要变量。构建基于增强回归树的林分断面积模型,并分析不同林分密度指标和不同立地指标及其交互作用对模拟的影响,为采用增强回归树模拟林分断面积提供一定的参考。【方法】研究以江西省崇义县的杉木人工林为对象,采用增强回归树构建了林分断面积模型,通过交叉验证分析了交互深度、收缩参数和回归树数量的变化对增强回归树预测的影响,并对比分析了2种立地指标(地位级指数和地位指数)、2种密度指标(每公顷株数和林分密度指数)及其交互作用对林分断面积的影响,以此筛选出林分断面积模型中最适的立地指标和密度指标。【结果】(1)经过参数优化的增强回归树能较好的模拟林分断面积,最优模型的MAB为0.5047 m^2/hm^2,RMA为2.29%,RMSE为0.9008 m^2/hm^2;(2)基于林分平均高的地位级指数对林分断面积的模拟效果优于地位指数,因此可在缺少优势高数据时采用地位级指数描述立地质量;(3)林分密度指数对林分断面积的模拟效果明显优于每公顷株数,说明包含了林木大小信息的密度指标能有效的模拟林分断面积;(4)立地和密度的交互作用能在一定程度上提升林分断面积模型精度。【结论】增强回归树能较好的模拟林分断面积,但需要对参数调优,且在需要精确预估林分断面积时,建议考虑立地和密度的交互作用。

利用非线性混合模型进行杉木林分断面积生长模拟研究

该文描述了传统生长收获模型存在的问题及非线性混合效应模型在预估林分断面积方面的应用,介绍了非线性混合效应模型的表达形式。选择常用的Richards和Schumacher两种基本模型形式,通过变化自变量进行断面积生长模拟,采用非线性最小二乘回归法进行拟合;然后选择复相关系数及预估精度较高的函数作为基础模型,并在此基础上构造非线性混合效应模型;最后对非线性混合效应模型与传统模型拟合的效果进行了比较分析。结果表明,考虑初植密度效应的非线性混合效应模型比传统的回归模型估计精度高。

林木生长与养分动态模型研究IV.杉木林分断面积方程

基于杉木胸径（ Ｄ）生长方程 Ｄ＝ Ｄｍ ｔ／（ Ｋ＋ ｔ），本文进一步提出林分断面积（ Ｇ）的动态方程： Ｇ＝ Ｇｍ ［ｔ／（ Ｋ＋ ｔ）］２ ．新方程表达形式简单，基本参数（断面积极值 Ｇｍ 和生长特征系数 Ｋ）生物意义确切，应用精确度高。

二类调查与抽样调查数据的关系连接模型研究——以林分断面积为例

二类调查和经营单位抽样体系固定样地连续调查是我国两种重要的森林资源调查方法。这两种调查方法都能得到林分断面积,但它们却各有利弊。这两种方法的关系如何?怎样做到两种类型数据的信息互补?基于2004年和2009的二类调查数据构建了林分断面积贝叶斯模型,然后通过该模型预测2011年、2013年的林分断面积,并与这两年的系统样地数据建立连接模型。经研究分析可知,所建连接模型效果较好(R2=0.6817)。

油松林分断面积生长预估模型研究

在森林经营中,间伐林分、未间伐林分分开单独建模存在不相容的问题,有必要对其进行研究,并建立统一的模型。利用森林资源一类清查数据,以Schumacher模型为基础,通过引入哑变量、间伐指标分别建立北京市油松林分断面积生长预估模型,使得间伐林分和未间伐林分能够整合在一起建立统一的模型。经检验,引入哑变量模型对油松林分断面积的预测精度最低,为87.99%;其次是引入间伐指标模型,预估精度为88.36%;综合引入哑变量和间伐指标模型预估精度最高,为88.61%。所建模型对间伐林分和未间伐林分均适用,更方便于在实践中应用。

基于哑变量的湿地松林分断面积生长模型

【目的】为更好地估测福州市湿地松人工林林分断面积生长情况,同时为湿地松人工林的经营提供参考依据。【方法】基于样地调查数据选用理查德方程、逻辑斯蒂、Mitscherlich和Schumacher等基础模型,引入优势木平均高和年龄因子为自变量并将林分密度指数作为密度指标加入到基础断面积模型中。在最优基础模型中引入哑变量,建立可兼用于采脂与未采脂林分的湿地松人工林断面积模型。利用R软件的遗传算法求解模型参数,采用均方差(RMSE)、残差平方和(SSE)、决定系数(R2)、模型精度(v)和模型准确度(P)等模型评价指标。并运用含熵权值的TOPSIS法对哑变量模型选优,选用的各项评价指标熵权值由其本身数值决定,该方法具有较好的客观性,避免主观因素影响综合评价结果。【结果】4个基础模型的拟合效果均较好,模型决定系数均超过了0.9,其中Schumacher模型为最优基础模型,决定系数达0.983 31,模型精度达98.20%。在该模型中b3参数中引入哑变量所得模型拟合效果最优,较最优基础模型决定系数提升到0.998 96,模型精度提升到99.37%,距离最优解距离总和最小为0.000 016 7。并对最优哑变量模型做适用性检验,分别检验模型对采脂林分、未采脂林分和总体林分的拟合效果,发现其预估精度均超过99%。根据检验数据断面积实测值和最优哑变量模型预测值建立的线性回归方程,其R2值达到0.999 2,常数项接近0且残差基本均匀分布于横轴两侧,表明模型预估精度较高。【结论】引入哑变量后模型拟合效果得到了提升,可用于估测采脂与未采脂不同经营措施湿地松林分断面积,为测算湿地松林分材积与规划林分经营模式提供参考。

长白落叶松林分断面积生长模型的研究

分析了理查德、逻辑斯蒂、单分子及冈珀斯生长方程之间的关系,以理查德方程为基础,研究了其它各方程的特点及性质。运用辽宁省长白落叶松林分观测数据,模拟了Richards等生长方程的林分断面积生长过程,以林分立地指数,疏密度为因变量,建立了多形长白落叶松林分断面积生长曲线模型。通过预测分析表明,Richards生长方程具有适应性强、精度高等特点。

方形样地法测定林分胸高断面积的理论探讨

通过对林分平均胸径100倍圆法理论含义的分析,推导出方形样地(或标准地)的边长等于林分平均胸径的88.62倍时,林分每公顷断面积等于方形样地内的林木株数加上边界上林木株数的一半。文章对该方法的理论成立性、误差分析、操作方法及对林分适应性特点等作了相应的探讨。

福建柏林分断面积生长模型的研制

以福建柏林分为研究对象,以Korf理论生长方程为基础,根据非线性回归模型的特性,运用最优化理论的三大非经典算法之一的遗传算法来实现参数的求解,构建福建柏林分断面积生长模型。通过结果检验,其拟合效果的较好,理论值和实际值差异不显著,实际应用误差小,精度高,可运用于指导研究区福建柏林业生产实践。

林分断面积生长率公式探讨

根据林分生长理论 ,结合原始调查数据 ,对林业生产中的 3种断面积生长率理论公式Meyer式、Pressler式和张角式的特性作了进一步研究 ,并对 3种方法作了具体验证。研究结果表明 :3种断面积生长率计算方法有一定差异 ,当后期与前期平均断面积比值大于 1 .30时 ,Meyer方法计算断面积生长率高于其余两种方法 ,张角法则和Pressler法则十分接近 。