测定立木材积的改进形点法

为了测定立木的材积,该文应用孔兹干曲线方程建立了表达整株树干形状的连续干曲线方程组和树干材积的精准区分求积式.据此,推导出立木的改进形点法求积式.为了克服对形点的观测困难,该文又提出了形点高的推定式,便于发挥外业调查的工作效率.以精准区分求积式所求材积为真值,中央断面区分求积法、改进前的立木形点法和改进形点法分别与其进行比较,理论与实验证明,改进形点法测定立木材积的过程简便易行,具有更高的准确度、通用性和实用性.      

基于三维激光扫描技术的单木参数提取精度研究

利用地面三维激光扫描仪提取单木参数已经成为林业测量领域的研究热点,具有广泛的应用前景。研究旨在探讨地面三维激光扫描系统与传统测树方法得到的单木参数值之间的精度差异。以黑龙江省帽儿山实验林场中的枫桦、落叶松、垂柳、油松、核桃楸和山杨6个树种共20株单木为研究对象,利用激光扫描仪对有代表性的单木进行扫描并利用扫描软件提取相应参数,将其与传统测树方法得到的数值进行对比分析;同时,根据实际测量和点云数据提取的单木参数,使用了4种不同的立木材积计算方法,如立木材积表、望高法(Pressler Method)、中央断面积区分求积法和Delaunay三角剖分算法计算样本木的立木材积。结果表明,与传统测量相比,由点云数据的提取的树高,胸径,和胸高断面积的平均相对误差分别为1.90%、2.02%和1.28%。通过上述方法计算样本木的立木材积的平均值分别为0.466 9、0.409 2、0.469 8、0.464 6m3。与立木材积表的方法相比,望高法、中央断面积区分求积法和Delaunay三角剖分算法相对于立木材积表的相对误差分别为12.36%、0.62%和0.49%。利用三维激光扫描系统测树能够满足精准林业精度测量的要求,同时Delaunay三角剖分算法在计算立木材积具有更高的精度。然而,这种方法在计算严重弯曲树干的立木体积时具有一定的限制性。     

样地林木生物量精度评定的研究

为了评定样地林木生物量的估算精度,利用方差--协方差传播律,导出平均断面积法、每木树高胸径法和径阶平均断面积法计算样地林木生物量的精度评定公式;应用实例,分析模型误差、树高误差和胸径误差对样地生物量的影响,并对3种计算样地林木生物量公式的精度进行比较.根据一尾叶桉林样地中90棵树木的分析结果,平均断面积法的精度为2.18%,每木法的精度为1.99%,径阶均值法的精度为1.89%.具体结论为:①样地林木生物量的精度可用公式进行评定;②每木法和径阶均值法计算的样地生物量精度较高,平均断面积法计算的样地生物量精度较低;③样地林木生物量的估算误差,主要受模型参数误差的影响,受树高和胸径误差的影响处次要地位.     

东祁连山西段云杉一元材积生长量(率)表的编制

本表是采用生长锥钻取样条,依据立木胸径变化而编制的一元材积生长量(率)表。具有不砍伐树木,简便易测,精度较高的优点。制表样木取自寺大隆、西水、隆畅河、大黄山、西营河五个林场,于苔藓云杉林分中机械抽取样木共847株,用生长锥钻取胸径处10个年轮宽度和皮厚,然后统计整理,求算各径级带皮平均直径,去皮平均直径、10个年轮宽度的平均值,并以此原始数据,计算各径阶n/2年前的直径和生长量,配合带皮直径和带皮直径生长量的回归方程,编制材积生长量(率)表。各径阶n/2年前的带皮直径(D(n/2))和带皮直径生长量(Z_D)的回归方程式为: D_(n/2)=0.4682928+1.0262529d_(n/2) Z_D=1.0262529Zd 苔藓云杉林分的带皮直径(D)和带皮直径生长量(Z_D)的相关回归方程为: Z_D=0.127254097+0.0078743948D-0.00014085167D~2。根据上式求算各径阶的带皮直径生长理论值,并用材积差法推算出材积生长率。本表由于取样株数较多,精度较高,可在生产中推广使用。     

基于全站仪测树技术的立木求积方法研究

全站仪应用于森林调查领域,对林业迈向精准化的进程具有重要的推动作用。该文通过用全站仪对100株落叶松胸径的测定,以轮尺所测值为真值进行比较,得出平均值相差0.18cm,单值最大值相差1.2cm,最小值相差为0,平均误差率为1.52%,不超过3%,完全可以满足调查精度的要求。同时,通过实验,指出了精准测径的关键技术,提出了利用全站仪对立木区分求积的具体方法,为精准获取森林资源数量提供了一种新的方法。     

应用地径对小兴安岭主要针叶树种胸径和材积预测模型的构建

以黑龙江省伊春市五营林业局丽林实验林场的小兴安岭3个主要针叶树种(落叶松(Larix gmelinii)、红皮云杉(Picea koraiensis)、臭冷杉(Abies nephrolepis))为研究对象,共选取472株解析木数据(树种、胸径、树高、地径等基本信息),采用平均断面积区分求积法计算解析木材积;选取线性、二项式、幂函数3种方程形式构建胸径-地径模型,选取线性、二项式、幂函数、指数函数、自然对数的方程形式构建材积-地径模型,采用加权回归法对模型异方差进行校正;选择平均偏差、平均绝对误差、预测平均百分比误差、平均绝对百分比误差4个指标,采用留一交叉法对所有模型进行预测精度评价;引入虚拟影响因素,采用非线性方差检测方法,检验不同树种间胸径-地径关系的差异、材积-地径关系的差异。结果表明：(1)分别采用线性、二项式、幂函数,拟合了3个树种的胸径-地径间的相关关系,其中二项式模型的预测精度最高。(2)分别选取线性、二项式、幂函数、指数函数、自然对数,拟合了3个树种的材积-地径间的相关关系,其中二项式模型的预测效果最好。(3)选择材积预测值作为误差方差函数评价指标,幂函数、指数函数...     

北京市蒙古栎单木与年龄无关的生长预测模型研究

为了准确预测林木的生长动态变化、科学经营管理林分,利用定期清查数据,以年龄隐含的单木模型拟合北京市蒙古栎单木胸径、材积和断面积生长预测模型,并进行检验。结果表明:所拟合的3个模型对蒙古栎单木胸径、材积和断面积生长状况的预测效果较好,预测精度分别高达99.72%、99.40%、99.46%,预测精度大小排序为:胸径>断面积>材积。预测精度较高的原因可能是年龄隐含的生长模型以单木自身的观测值为自变量,且蒙古栎生长较慢,短期内不会有太大变化。该模型具有与年龄无关的特点,但建模时有一定的限制条件,要求样地固定、重复观测。     

华北地区栓皮栎根径相关模型及材积表研建

基于华北地区149株栓皮栎解析木的数据,先建立了3个表现良好的独立模型,包括带皮胸径--去皮根径线性模型、带皮胸径--树高幂函数模型和基于自然对数转换变量的带皮胸径、树高--去皮材积线性模型。之后基于这3个独立模型,运用误差变量联立方程组的方法建立了1个相容性根径--胸径--树高--材积模型系统,并由此得到基于根径、胸径和胸径树高的相容材积式(表)。相容性模型系统中,各模型的6项统计指标、模型残差图、Shapiro Wilk检验及独立数据检验结果表明:各模型均无异方差现象,模型残差服从正态分布,且各模型在拟合阶段和检验阶段的残差范围都较因变量的范围窄。上述材积式(表)的精度在96.9%以上,可用于华北地区栓皮栎林木材积的估测,且为华北地区栓皮栎林区解决和处理盗伐、滥伐案件提供依据。带皮胸径-树高模型作为森林生长与收获模型系统的一个重要组分,可被用来在已知胸径的情况下推算平均树高,进而推算森林蓄积量和生物量等因子,对森林调查具有重要意义。本研究建立的模型及数表仅适用于胸径范围在5~21 cm之间的华北地区栓皮栎树木的估测。      

长白山3个主要针叶树种材积方程的研究

基于长白山区933株云杉、冷杉和红松数解析木的胸径、树高、各区分段断面积和长度等数据,建立3个树种的最优材积公式。使用7个一元材积方程、19个二元材积方程,以及由二元推导一元的材积方程,分别模拟了每株树的材积,与采用中央断面求积法计算的每株解析木实际材积进行对比。再综合对比各方程的残差、MD和均方根差RMSE,确定3个树种的最优材积方程。得到其最优一元材积方程,适用于中国东北部的长白山地区;二元材积方程适用于更大地域范围,适合在胸径和树高数据都有的情况下使用;由二元推导的一元材积公式,适用于区域内无一元材积方程且没有树高数据的地区。     

用树干表面积建立立木材积连年生长量模型的研究

本文采用相对区分法建立了12个伐倒木树干表面积区分求积式。采用0.1h相对区分,中央断面区分求表面积式、平均断面区分求表面积式与牛顿区分求表面积式的精度近似,系统误差(C％)与均方差(MSD％)近似于零。圆台区分求表面积式C％<±0.02％,MSD％<0.13％。公式的应用精度均较高。用树干表面积与平均直径生长量建立立木材积连年生长量模型Z_v=αSZ_v,模型的预测精度均较高。