湿地松材积出材率表的研究

根据５３２株湿地松伐倒木测径数据，通过１４组削度方程的比选，选定了符合湿地松树种的削度方程。此削度方程对任意直径限处的材长、任意高度处的直径及树干全材积等可获得高精度的估计。通过计算机理论造材，编制出湿地松一元和二元材种出材率表，各技术程序全部采用数学模型进行模拟，改变了过去用图解法传统编制材种数表的技术方法，提高了材种数表的精度     

湖南省栎类削度方程模型研建

以湖南省栎类为研究对象,基于157株样木的直径-树高干形数据,拟合3种简单削度方程和3种可变参数削度方程。选取常用的模型评价指标,结合模型残差图和模型相对排序法,对6个模型进行综合对比评价,利用“留一法”对模型进行适用性检验。结果表明：6种削度方程的确定系数R²和预估精度P分别超过0.94和99%,模型拟合效果较好;3种简单削度方程在树干基部均存在明显的系统偏差,而可变参数削度方程可有效减少这种系统偏差,拟合效果均优于简单削度方程;从模型评价指标和相对排序值可以看出,除MSE外,模型4的其余5项指标均在6个模型中表现最好,且模型4的整体排序值最小,可作为湖南省栎类的最优削度方程。     

兴安落叶松树干去皮直径预测模型

利用兴安落叶松解析木数据,比较了树干去皮直径预测的3种类型模型:Grosenbaugh的比率方程式、回归模型和削度方程。Grosenbaugh的比率方程式有很大的灵活性,没有参数不需要模型拟合。总体评价和模型分段比较表明,回归模型有较小的预测误差,尤其是Cao and Pepper提出的含有带皮直径、树高、相对树高、胸径处的带皮直径和去皮直径变量的模型。由于削度模型不含有带皮直径变量,因此产生较大的去皮直径预测误差。不同类型的模型在森林经营过程中都有一定的适应性。     

包含密度因子的杉木可变指数削度方程研制

采用位于江西大岗山的杉木密度试验林中183株树干解析数据,以Kozak(2004)削度方程为原型,探讨了包含密度因子的杉木可变指数削度方程构建过程及效果.研究表明:1)b10/姨sd为最优的包含密度的指数表达形式;2)引入密度因子后,无论是非线性回归还是混合效应模型,削度方程的拟合精度均有所提高;3)应用混合效应模型对包含密度因子的削度方程进行预估时较非线性回归模型更优;4)构建的杉木可变密度可变指数削度方程在树干中部预估值的平均绝对偏差较低,而在树干基部和顶端的预测效果较差;5)树干削度随林分初植密度的增大而降低,降低的程度随着密度的增大而减少.     

基于地基激光雷达和手持式移动激光雷达的单木结构参数提取精度对比

【目的】针对人工实测与地基激光雷达(TLS)在林业资源调查中数据获取效率低下的问题,以哈尔滨市城市林业示范基地黑皮油松林为研究对象,综合对比地基激光雷达和手持式移动激光雷达(HMLS)两种扫描方式,为高效的森林资源调查和经营管理提供有效的参考。【方法】利用TLS单站与多站扫描以及HMLS获取研究样地单木点云数据,然后基于点云数据处理软件提取单木结构参数并与实测数据进行匹配,综合对比两种扫描方式的数据获取效率、点云质量以及单木结构参数提取精度。【结果】1)HMLS在扫描高郁闭度黑皮油松林样地时扫描速度大约为27 m~2/min,TLS4站扫描该样地速度为10 m~2/min,扫描速度上HMLS扫描约为TLS多站扫描的3倍。2)TLS4站扫描的胸径处点云数量与单木点云数量远高于HMLS,且HMLS相比于TLS4存在冠层点云缺失的问题,但HMLS相较于TLS数据拥有更好的胸径处切片点云完整度。3)HMLS、TLS单站、TLS4站数据胸径估测结果的R~2分别为0.92、0.84、0.95,HMLS与TLS4站扫描均给出了较好的胸径估测结果,单站TLS扫描估测胸径结果较差。HMLS扫描与TLS单站扫描由于冠层点云扫描不完整导致估测树高和树冠面积的决定系数均小于0.5。TLS4站扫描相较于HMLS扫描在树高和树冠面积的估测精度上有了较大提升,R~2达到了0.7以上。【结论】TLS4站扫描拥有最高的点云数据质量与单木结构参数提取精度,但扫描效率最低,而单站扫描由于遮挡效应单木结构提取精度较低但扫描效率最高;HMLS具有较高的扫描效率与胸径估测精度,但由于冠层点云的缺失在树高和树冠面积等参数的估测精度较低。     

县级区域材种出材率表编制中削度方程的建立研究

建立削度方程是编制材种出材率表的基础.以寻甸县境内的人工华山松造材样木为研究对象,选择有代表性的或拟合效果较好的一些削度方程对其削度方程进行拟合,根据精度分析,选择d/D=0.0767 2.2597[(H-h)/(H-1.3)]-3.0707[(H-h)/(H-1.3)]2 1.7169[(H-h)/(H-1.3)]3模型作为编制华山松人工林单株木材种出材率表的最佳削度方程.经分别与检验样本树干的各部位直径实测值与削度方程理论估计值的差异进行检验,表明模型无系统偏差,检验指标的绝对值小,方程的拟合效果好,具有较好的适用性.     

大兴安岭不同区域兴安落叶松可变指数削度方程

【目的】基于林业上广泛应用的Kozak(1988),Kozak(1994),Kozak(2001)和Kozak(2002)可变指数削度方程,构建适合大兴安岭不同区域兴安落叶松树干削度方程,同时检验不同区域的显著性。【方法】采用大兴安岭3个区域的兴安落叶松样木干形数据,利用SAS软件的非线性回归SUR法拟合4个削度方程,采用调整确定系数(R2adj)、平均误差(MAB)、均方根误差(RMSE)、相对误差(MPB)、预估精度(P%)和多重共线性指标(CN)以及相应的残差分布图等对削度方程进行综合比较分析。区域性检验采用非线性额外平方和方法,该方法需要拟合完整模型和简化模型。【结果】1)Kozak(1988)和Kozak(1994)削度方程拟合和预估精度较高,但是存在较高的多重共线性问题;其他削度方程降低了模型的多重共线性,但可提高对树干上部的预测能力。2)不同区域模型的F检验分析发现,区域3与区域1和区域2的树干削度相差较大,区域1和区域2的树干削度相差较小,任何2个区域的对比检验都是显著的(P0.000 1),说明模型在不同区域不能共用一套参数,应有不同的区域参数估计。3)从不同区域各模型的干曲线模拟可以看出,同一模型在3个区域的干曲线模拟结果不同,尤其模型(3)在3个区域中的干曲线更明显地体现出3个区域的不同。模型(1)、模型(2)和模型(4)在3个区域的干曲线模拟体现在区域1和区域2的模拟结果比较接近,区域3则与其有明显不同,该结果与F检验结果一致。不同区域对树木干曲线有显著影响,削度方程参数估计值在不同区域的错误应用会导致较大误差。【结论】Kozak(2002)可变指数削度方程在拟合统计量、残差分布图和多重共线性等方面都表现出了一致性,预估精度达99%以上,可作为大兴安岭3个区域兴安落叶松的最优削度方程。     

基于非线性混合模型的落叶松树干削度模型

以黑龙江省带岭林业局大青川林场84株人工落叶松解析木数据为例,采用Max和Burkhart分段削度模型作为基础模型,利用SAS软件中的似乎不相关回归过程得到该分段削度模型的4个参数和2个拐点参数同时估计。参数估计显著性检验(P<0.000 1)以及模型检验(F=31 392.30,P<0.000 1)都证明该分段模型能较好地描述落叶松树干干形变化。然后以该分段模型为基础模型,采用非线性混合模型的方法,建立落叶松人工林树干削度混合效应模型。结果表明:当考虑样地效应影响时,b1,b2同时作为混合参数时模型拟合最好;当考虑树木效应影响时,b2,b4同时作为混合参数时模型拟合最好。无论考虑样地效应影响还是考虑树木效应影响,混合模型的拟合精度都比基本模型的拟合精度高,并且考虑树木效应影响要比考虑样地效应影响的精度更高。模型检验结果表明:混合模型通过校正随机参数值能提高模型的预测精度。     

国内外削度方程研究进展

削度方程在树干材积估算和森林碳汇规划中有着广泛的使用和重要的实际价值, 其模拟直径、材积、干形变化准确与否直接决定了木材交易的公平和森林规划系统方案的科学性。文中系统阐述了削度建模数据获取方法, 比较了削度方程的种类及优缺点, 分析了削度方程的精度要素, 并对未来相关研究趋势进行了预测。     

基于TLS点云数据的桉树二元材积表检验

为确保桉树（Eucalyptus spp.）伐区设计的准确性，采用地基激光雷达（TLS）对桉树人工林进行扫描，获取点云数据，通过点云数据提取的单木因子，建立理论材积与实测材积的回归方程，采用F检验、总相对误差（TRE）和均方误差（MSE）等作为评价指标，对现行使用的桉树二元材积表在桉树伐区的适用性进行检验。结果表明，点云数据提取的单木因子与实测值具有很高的相关性，且误差较小。F检验值超过临界值，但TRE基本趋近于0%，且MSE为-2.36%，均不超出±3%，说明模型适用。基于地基激光雷达点云数据提取的桉树单木因子符合测树精度要求；现行使用的广西桉树二元材积表适用于该伐区；进行材积表检验时，F检验并不能完全准确判断，要综合TRE、MSE指标进行判断。     

广西马尾松经济材出材率表编制研究

以马尾松人工林作为研究对象,用伐倒木样木数据,经干形分析和多指标精度比较,选定最佳的削度方程;通过树皮率方程和树高曲线方程进行计算机理论造材,依据各经济材种规格,编制出马尾松胸径树高二元经济材出材率表。经检验,以该方法编制的出材率表达到林业数表模型编制的精度要求。     

地基激光雷达在森林参数反演中的应用

近年来地基激光雷达(TLS)得到了快速发展, 它能够快速地获取高精度、高密度的3D点云数据, 可以应用到工程设计、林业、农业、矿产、交通、城市规划和遗产记录等领域。在森林参数的定量测量应用上, 利用TLS测量森林参数如树高、胸径、密度和蓄积量等, 不仅节省人力, 还提高了工作效率, 现在已经成为一种快速获取树木几何参数的有效方法。文中主要介绍地基激光雷达遥感的工作原理、数据处理过程和方法、在林业中的应用现状、利用TLS数据反演森林参数(位置、胸径、树高、蓄积量、树干和郁闭度等)的方法和研究进展, 同时对地基激光雷达在林业中的应用前景进行了分析和展望。     

红松人工林树干削度方程的研究

指出了削度方程不仅可用于推算单木及各材种的材积,更可用于林木生长过程的三维可视化重建,是林业生产实践中一种重要工具。以黑龙江省佳木斯市孟家岗林场60株红松人工林单木干形数据为例,以当前国内外林业中常用的简单削度方程、可变指数削度方程和分段削度方程为基础,采用SAS软件中的PROC NLIN模块对各模型参数进行求解,并采用确定系数(R2)、平均绝对误差(MAE)和均方根误差(RMSE)对各模型的拟合效果和预测能力进行了评价。结果表明:6种模型的整体拟合效果均相对较高,平均确定系数R2均在0.80以上;相同高度处的直径随着胸径的增加而呈增大趋势,但对树高的变化不够敏感;综合各项指标,该地区红松人工林的最优削度方程为可变指数削度模型(模型6),其模拟和预测R2均可达0.95以上,平均绝对误差均小于0.9cm,均方根误差也小于1.2cm。显然,筛选出的最优削度方程对精确红松人工林单木蓄积及指导合理造材具有重要作用。     

吉林省蒙古栎削度方程与材种出材率表研究

利用在吉林省各县(市、区)所采集3 157株蒙古栎编表、验表样木数据,运用削度方程计算立木材积和材种出材率表,结果表明:运用削度方程可以灵活地反映树干上任意部位直径、既定直径处材长、材积、出材率、树干上任意分段材积和全树干材积;同时根据林分树高差异调整树高式参数,编制的材种出材率表精度高、适用性强,更符合林分中林木生长实际状况     

黑龙江东部地区落叶松人工林削度方程研究

文章以佳木斯孟家岗林场的不同年龄、不同密度及不同立地条件的落叶松人工林为研究对象，选取130株样木，测定每株样木15个相对高处的带皮直径，采用非线性回归模型的参数估计方法拟合5个削度方程，根据所计算各削度方程的拟合统计量和残差分析，选择最佳削度方程。研究结果表明，模型V-修正Kozak（1994）式为拟合效果最好的落叶松人工林可变参数削度方程。该模型拟合精度高，而且预测误差低、预估精度高，可以很好地估计落叶松不同林木大小任意部位的去皮直径或任意小头直径时的材长，为编制落叶松人工林材种出材率表提供基础。     

电子经纬仪自动精测立木材积原理与应用

伐倒树木测量树木材积是破坏性实验,还会花费大量的财力和物力,传统无伐倒测量材积方法的精度又太低。提出一种利用电子经纬仪测量立木材积的方法。在内蒙古自治区赤峰市喀喇沁旗旺业甸实验林场中采集202棵落叶松的胸径、地径和树干任意处直径左右两侧的水平夹角等数据,结合相应软件精确求算立木材积,同时选取180棵落叶松结合最佳经验方程拟合旺业甸地区落叶松最佳一元、二元材积模型,并将其余22棵落叶松数据代入式中进行对比。通过数据对比分析得出:利用电子经纬仪测量立木材积与传统经验公式求算立木材积结果相近,可替代传统伐倒树木测量材积的方法。     

利用电子经纬仪测量林木树高和材积的精度分析

基于北京市的侧柏(Platycladus orientalis)、落叶松(Larix principis-rupprechtii)和杨树(Populus spp.)等3个树种(组)255株样木的树高和材积测量数据,对电子经纬仪测量数据与伐倒木实测数据之间的差异进行显著性检验,对利用电子经纬仪测量林木树高和树干材积的对比精度进行分析。结果表明:电子经纬仪测量数据与伐倒木实测数据之间差异不显著;3个树种(组)用电子经纬仪测量树高和材积的总相对误差和平均相对误差均在±1%以内,相对误差绝对值的平均数均在2%以内。     

木荷林分出材率表编制的研究

利用伐倒木资料建立适合木荷干形变化规律的可变参数削度方程,配合威布尔分布函数、相对树高曲线模型、去皮胸径模型等辅助因子模型编制了木荷林分出材率表,为森林经理调查和森林资源资产评估提供了科学依据。     

福建柏单木生长模型的研究

利用在全省福建柏人工栽培区和自然分布区的387块标准地和89株平均木树干解析材料。选择Korf理论生长方程，以优势木胸径为比较基础的相对直径作为单木竞争指标．采用生长量修正法建立单木直径生长量模型。经检验，该模型精度较高，可用于模拟福建柏生长动态。     

基于地基激光雷达的亚热带森林单木胸径与树高提取

【目的】以云南省普洱市天然林与杉木人工林为研究对象,针对云南省山区森林树种繁多、林下灌木草本茂密的林分环境,根据森林中树木的形态特征,利用地基激光雷达(TLS)扫描数据提取样地尺度单木胸径与树高,为森林调查工作提供参考。【方法】将获取的多站地基激光雷达扫描数据分为多站拼接及单站2种分析方式,采用Hough变换算法及树干的形态特征对样地内单木进行识别与胸径提取,根据树干生长方向及单木在垂直方向上的分布提取树高。【结果】1)对于多站拼接数据,即使在林分条件最为复杂的原始林,单木识别率仍可达到81%;对于单站数据,随着扫描距离增加,单木识别率降低,实际操作时单站布设比多站拼接简单;2)多站拼接胸径及胸高断面积估测结果更接近于样地真实值,多个单站平均结果比只使用一站扫描数据提取的结果更加适合估测样地胸径及胸高断面积,半径10 m比半径5 m及15 m范围内数据更加适合估测样地胸径及胸高断面积;3)天然林单木树高估测结果为R~2=0.77,RMSE=1.46 m;人工林单木树高估测结果为R~2=0.94,RMSE=0.96 m。【结论】本研究根据树干垂直向特征,设置的一系列参数可以剔除Hough变换算法在非树干处的识别圆,可提高单木识别及胸径、树高的估测精度。受扫描站布设及林分条件影响,人工林的估测结果好于天然林。多站拼接相比单站扫描更加接近于样地实测结果,多个单站平均更能代表样地实际情况,只用一站数据具有一定的偶然性。