相对干形的理论及其应用

本文从相对干形和正形数的变化规律、立木求积、林分蓄积计算等方面,综述了相对干形理论及其应用的研究成果。     

三维激光扫描系统在立木材积测定中的应用

该文提出了一种测定疏林立木材积的新方法,即利用三维激光扫描系统测量立木材积并建立材积表.采用该方法在标准地内按径阶对立木进行三维扫描,可以获取基本测树因子(包括立木的胸径、树高、冠幅)和三维立木模型,由Cyclone扫描软件可以计算立木材积.由扫描获取的立木胸径和树高能够回归建立二元立木材积方程.为检验扫描获取的基本测树因子的精度以及材积方程的适用程度,将扫描后的立木伐倒,并采用区分求积法实测材积.对比扫描数据和实测数据,扫描获取的基本测树因子和扫描材积均满足精度要求,说明这种新方法能够用于森林资源调查和建立立木材积表.     

树木材积测算精度的研究

为正确使用和充分了解近似求积法和区分求积法,为木材的生产和科学研究提供理论依据,该文利用20株样木的调查资料,对各种求积方法的精度大小和误差性质进行了研究。结果表明,中央断面积近似求积法和平均断面积区分求积法的材积误差平均值为负误差,比实际值大;平均断面积近似求积法和中央断面积区分求积法的材积误差为正误差,比实际值小。中央断面积近似求积法的精度:带皮材积的精度平均值为40.21%,去皮材积的精度平均值为43.19%;平均断面积近似求积法的精度:带皮材积的精度平均值为92.77%,去皮材积的精度平均值为91.56%;中央断面积区分求积法的精度:带皮材积的精度平均值为98.96%,去皮材积的精度平均值为98.45%;平均断面积区分求积法的精度:带皮材积的精度平均值为97.92%,去皮材积的精度平均值为98.63%。随着胸高直径的增大其误差都有减小的趋势。     

马尾松立木干曲线方程研究

利用25株马尾松解析木的相关资料建立马尾松立木干曲线方程并对各方程进行了分析评价。结果表明:4次多项式比3次多项式更适宜作为干曲线方程,其模拟树干基部形状较好,且在计算树干材积时有更高的精度;马尾松立木胸高形数为0.499。研究结果可以为马尾松经营数表的修订或更新提供理论依据。     

基于计算机视觉的立木树干曲率自动测量方法

树干曲率的自动测量是智能立木整枝机作业的重要步骤.该文针对立木图像的特点,提出了一种基于计算机视觉的立木树干曲率自动测量方法.该方法包含4个主要步骤:利用阈值分割对树干图像进行提取,得到图像的粗分割;在中值滤波的基础上,利用拉普拉斯算子对图像进行边缘位置点的检测,从而得到准确而连续的边缘;利用数学形态学方法对树干边缘进行细化处理;以道格拉斯-普克法提取树干曲线上的特征点,对其进行曲线拟合并求得树干曲率.实验结果表明,该方法能比较准确地识别树干的弯曲度.      

基于三维激光点云的城市绿化树种材积及树干碳储量无损精确测算

城市森林是森林碳库的重要组成部分。为探索三维激光扫描技术（TLS）在无损精确测算城市绿化树种树干材积及碳储量方面的潜力,了解不同区分段长度对基于TLS测算树干材积的影响并对现有模型测算的树干材积及碳储量的精度进行了评估,采集30株无患子Sapindus mukorossi点云,并按径阶采集树干钻芯样本,研究在不同区分段长度下测算的树干材积及碳储量,并与现有模型的测算结果相比较。结果表明:①基于TLS能够提取高精度的立木胸径和树高（平均相对误差分别为1.97%和4.85%）,可实现城市绿化树种树干材积及碳储量的无损精确测算。②基于TLS在区分段长度小于0.50 m时能测算得到高精度的树干材积。③城市绿化树种的材积和树干碳储量与野外林分存在显著差异（P < 0.05）。现有模型并不适用于城市绿化树种。     

杉木干形与材积数表的检验

在广西天峨县林朵林场杉木林分设置标准地，砍伐样本296株，以2m区分段求积式测算样本实际材积，并求出5个形指标（f1．3、f0.1、f实、q2）作干形研究。得到该场杉木f实＝0．451，是国内目前见的最大值，表明其干形特殊饱满。检验结果说明，用广西和全国二元材积表（式）以及广西杉木形高（标准）表测算该场杉木材积，均符合规定要求。     

基于2期地基激光数据的杨树干形变化监测

利用地基激光扫描技术采集了泗洪县陈圩林场中4块样地178株杨树的2期点云数据,对其进行干形变化分析。首先建立试验形率与胸高形数的估测模型,然后将(h+3)/2引申到树木干形分析中,定义TAP和TAP累积量,尝试用干形指标描述2期TLS数据的不同造林密度下杨树干形变化,最后对研究区整体干形变化进行分析。结果表明,试验形率可有效估测胸高形数,R²为0.773,RMSE为0.37%;TAP累积量和材积变化量随造林密度增加而降低,高径比变化量随造林密度增加而增加;研究区整体树木削度减少,材积增加,干形趋于通直圆满。因此,相较于传统干曲线严谨复杂的计算方法,TAP累积量的计算更加方便易算,用以代替连续的曲线方程,可以近似描述树木干形变化,为后续干形变化研究提供了新的思路。     

角规三维点抽样估测林分蓄积的形点法冠下削度方程

在角规点上,用形点法测定林分蓄积时,需要直接测定林分的高H.然而在现实林分中,树冠重叠,通视较差,测定林分高H颇为困难.为此,该文运用形点法理论对林分冠下树干的形状结构进行解析,发现采用角规三维点抽样直接测定林分冠下的辅助高Hb及其断面积Gb、近似形点高Ha及其断面积Ga和胸高断面积G后,推导其间的相互关系,能自动生成林分形状指数R和林分高H,于是提出了形点法林分冠下削度方程,方程中不含任何经验参数.所以在测定林分蓄积M时,能避开测定林分高H的通视困难,具有较强的通用性、实用性和准确度,并对估计林分材种材积提供实用的理论依据,是对角规测树理论由二维空间向三维空间发展的重要突破.     

马尾松树干干形及材积估测的研究

一假使说树干的中心存在着一条干轴的话,那么沿树干干轴纵向剖开即得树干的纵切面,而从这个纵切面则会展示出树干曲线的轮廓.树干的体积(材积)可视为树干曲线以干轴为轴的旋转体,所以树干曲线的研究吸引学者们的高度关切。由于影响树木生长的因素繁多,时空宏博,因而这条曲线也就变化莫定,导致研究上的困难,从而出现了许多干形曲线的研究报导。     

用干形测定单株立木材积的再研究

单株立木材积的测定对林业生产和科学研究工作有着重要的作用，主要的方法是通过测定胸径、树高、上部直径或上部直径的高度来计算干形指数，然后计算材积。因不同的方法所用上部直径不同。所以本文用5个树种的解析木，分别对较常见的5种测定方法的测定精度进行了研究。得出的结论为：高径比大的树种，3／4形点法精度较高；高径比中等的树种，√0.5形点法、胸高形率法精度较高；高径比小的树种，绝对形率法、望高法精度较高。或者说：高径比越大，上部直径测定点相对越低。     

实验形数求解方法的改进

研究证明,每一树种都能找到一最佳稳定不变的常数K,使实验形数不随树高而变。实验形数具有正形数的性质,并与正形率一样,具有稳定性,不随年龄、地位级、疏密度、地域而变。油松、山杨应用研究得到的K值与实验形数值建立的材积模型,精度高于陕西省当K=3,油松实验形数等于0.42,山杨等于0.41建立材积模型精度。采用实验形数法建立的材积模型,测算方便,应用简单,精度较高。     

输气干线放空系统水力特性

高压输气干线放空管路内的介质属于非稳定流动,其水力计算不能采用一般站场管路适用的达西公式。为此,以Fano方程为基础,运用流体力学及输气管路流动基础理论进行程序编写,计算程序可实现对各时刻放空所对应的瞬时放空量、累计放空时间、截面压力及温度、储气量的求解。将程序计算结果与图解法计算结果进行对比,误差在2%以内,同时,程序计算法弥补了图解法仅能求得瞬时放空量而无法求得其他参数的缺陷。基于放空系统算例模型,对放空管路长度、管径、内壁粗糙度以及干线气体温度、压力等影响放空管路水力特性的主要因素进行分析,结果表明：放空管路长度和管径对放空系统影响较大,其他因素影响较小。以上研究可为输气干线放空管路系统设计提供参考依据。（图12,表2,参10）     

柳杉人工林最佳树干削度方程的研究

以福建福清灵石152株柳杉样木资料为基础,对现有国内外发表的几个较高精度的削度方程进行拟舍与评价,结果表明：佟金权和盛炜彤提出的改进型广义干曲线削度方程是迄今为止效果最好的柳杉削度方程．     

多泵管路系统的水力计算

根据泵管路系统的能量平衡方程及多泵管路系统节点流量方程,建立了多砂管路系统水力计算的非线性方程组,采用解非线性方程组的Ｎｅｗｔｏｎ计算法在计算机上编程计算,具有计算精度高,速度快及编程简单的优点,介绍了Ｎｅｗｔｏｎ计算法对非线性方程的解法,关例说明,该方法是泵管路系统水力计算的一种实用可靠,快捷的方法。     

浙江省立木材积表的编制

本文对目前常用的立木材积表的编制方法作了改进,采用随机、分散方法选测样木,应用回归分析方法修正因围尺测径造成的系统误差。编表的数学模型,采取中国林科院分析研究结果,二元材积表用山本材积式导算,一元材积表用全国材积式和浙江省双曲线树高方程导算。编成的浙江省各主要树种组二元立木材积表和4个区域的一元立木材积表,经伐倒木检验,精度较高。     

投资额受限制情况下的船型选择

本文对造船资金受限制情况下的船型选择进行了讨论，作者提出，对于这类问题可以用递推方程来解决，该法用作业于不同渔场的拖网渔选型作为例子来说明。     

刨花楠干形结构分析

依据天然林中的刨花楠解析木资料 ,利用削度方程对其各相对树高处的直径进行拟合 ,并对其干形结构的变化趋势进行分析。研究结果表明 :刨花楠树种的最优带皮削度方程为 :d =1.191170·(1-h/H) ( 0 .3 0 60 49 0 .43 763 4D/H) ·D0 .951175;各径级树木干形的变化规律为 :随着胸径和年龄的增加 ,各径阶树木从树干基部往上的相对形率的减少速度呈增加趋势 ,高径比呈下降趋势