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[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
郑小贤 刘东兰
基于柱体屈曲理论推导出树高曲线式和材积式，应用于樟子松人工林效果良好．与传统方法比较，其有精度高、应用性强的优点
关键词：
柱体屈曲理论,树高曲线式,材积式
[期刊] 林业科学研究
[作者]
李希菲 唐守正 袁国仁 班德昌
吉林延边地区目前所用一元立木材积表的误差，主要来源于估计各径阶高的误差。本文以双曲线为例，介绍三种多元树高曲线模型；称为自动调控树高曲线。在测定小班（或样地）直径分布时，同时测定小班（或样地）的断面积平均高，由此计算树高曲线，进而得到相应的一元立木材积表。其首选自动调控树高曲线式：Ｈ＝Ｈｍ·Ｄ／［Ｄ＋（Ｈｍ／Ｈｇ－１）Ｄｇ］。此式导出的一元材积表，经验证与实测材积的误差比原地区一元材积表减少约５０％。
关键词：
自动调控,树高曲线,一元立木材积模型
[期刊] 华北农学报
[作者]
王铁牛 郑小贤 田格日勒
研究以河北塞罕坝人工落叶松795株、内蒙古的苏格河人工落叶松45株、红花尔基沙地天然次生樟子松49株、那日斯太山地人工樟子松20株为例,对日本井上昭夫、黑川泰亨推导出的针叶树理论材积式进行适用性验证。从理论材积式和经验材积式计算的材积与实际材积之间的误差和精确度来看,理论材积式优于经验材积式。从而,进一步证明了理论材积式的适用范围的广泛性。
关键词：
理论材积式 经验材积式 落叶松 樟子松
[期刊] 林业科学研究
[作者]
蒲莹 曾伟生
［目的］由于激光雷达技术已经能准确测定立木树高及相关树冠因子，应用该技术建立基于树高和树冠因子的立木材积模型，为激光技术在森林蓄积估计中提供技术支撑。［方法］利用云杉、冷杉、栎树、桦树４个树种组的３ ０１０株实测样木数据，分析了立木材积与胸径、树高、树冠因子之间的相关关系；并通过对数回归方法构建了基于树高和树冠因子的立木材积模型，用确定系数Ｒ２和平均预估误差ＭＰＥ等６项指标对模型进行评价。［结果］表明，立木材积与单一因子之间的相关，以胸径最为紧密，其次是树高，再次是冠长和冠幅。基于树高和树冠因子的立木材积模型中，以树高和冠幅作为解释变量的二元模型效果较好，再增加冠长因子的三元模型改进不大。云杉．．．
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
贺鹏 贺东北 陈振雄 肖前辉
【目的】无人机机载激光雷达能够准确地测定单木、林分乃至大尺度森林结构参数(树高和树冠因子)。为应用无人机激光雷达技术准确估测森林蓄积量、生物量和碳储量提供计量依据和技术支撑。【方法】以150株实测马尾松生物量样本数据为研究对象,采用非线性回归估计方法和度量误差联立方程组方法,分析立木材积和地上生物量与树高、树冠因子的相关性,并在此基础上研究建立基于树高和树冠因子的立木材积与地上生物量相容模型。【结果】单株材积和地上生物量与树高因子的相关性最为紧密,其次才是树冠因子;基于树高和冠幅因子的二元材积和地上生物量模型预估精度较高,达到92%以上,再考虑冠长因子的三元模型预估精度改进不大;基于树高和冠幅因子的二元立木材积与地上生物量相容模型估计效果更好,相对于一元相容模型系统而言,二元相容模型拟合效果有较大幅度提高,预估精度达到92%以上。【结论】采用度量误差联立方程组方法可以有效解决基于树高和树冠因子的立木材积与地上生物量相容问题,并且预估精度达到92%以上,所建二元立木材积与地上生物量相容模型可为应用激光雷达技术反演森林蓄积量和生物量提供计量依据。
[期刊] 林业科学
[作者]
尤磊 哈登龙 谢明坤 张晓鹏 宋新宇 庞勇 唐守正
【目的】利用地面三维激光扫描仪获取的单木树干点云,提出一种基于断面轮廓曲线的树干材积计算方法,为准确测定单木树干材积提供参考。【方法】首先,将树干点云按设定高度thick划分为若干等高垂直分段,对于一个垂直分段,将其树干点云投影至下断面得到一个平面点集,以该点集凸包点形成闭合凸多边形的质心为中心点,以角度参数θ对该平面点集角度分区,一个角度分区中所有点的重心点为该角度分区的轮廓点,根据角度分区在上下垂直分段上的相邻性和连续性修复无轮廓点的角度分区;然后,以当前垂直分段所有角度分区的轮廓点为插值点,构建一条闭合连续光滑的三次B样条曲线(称之为垂直分段的断面轮廓曲线),该曲线所围面积为断面积,断面积与高度thick之积为垂直分段体积,所有垂直分段体积累加得到树干材积。分别以可准确计算体积的圆柱体、圆台体和抛物线体的模拟点云与地面三维激光扫描仪获取的来自7个树种183个长度为1 m的树干点云为实测数据,开展模拟试验和实测试验。【结果】模拟试验结果表明,对于圆台体和抛物线体的体积计算,断面轮廓曲线法在合适的thick与θ参数下计算精度高于拟合圆、拟合圆柱体和Bézier凸曲线法的计算精度。实测试验结果表明,与断面轮廓曲线法计算的材积(thick=2 cm,θ=2°)相比,拟合圆、拟合圆柱体和Bézier凸曲线法计算材积的平均绝对百分比误差(MAPE)分别为064%、43365 cm~3和054%,均方根误差(RMSE)分别为063%、42906 cm~3和053%,总相对误差(TRE)分别为1188%、3 36136 cm~3和951%。【结论】断面轮廓曲线法计算的树干断面积和材积最为精确,传统以横断面是圆为理论计算的树干断面积和材积均大于其真值。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
龙连春 陈兴华 傅向荣 剧锦三
针对薄壁圆柱壳结构在轴压作用下容易发生屈曲失稳的问题,采用有限元分析软件ANSYS提供的APDL进行二次开发,建立加筋圆柱壳结构的优化模型,采用序列线性规划法对蒙皮厚度和加筋尺寸进行优化。将优化后的力学性能与等体积无加筋圆柱壳承载力的数值解及解析解进行比较,得到加筋圆柱壳的合理布筋,以及7种纵向和环向加筋数量算例的优化结果。结果表明:在加筋比较稀疏或比较密集的情况下,优化后圆柱壳的承载力相对于等体积无加筋圆柱壳基本没有提高;而加筋数量比较适当时,优化后圆柱壳的屈曲承载力比等体积无加筋圆柱壳的屈曲承载力最大提高了约50%。加筋布置方案及优化的尺寸结论对加筋柱壳设计具有参考价值。
关键词：
加筋圆柱壳 轴心受压 屈曲 尺寸优化
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
靳晓东 姜立春
[目的]确保立木材积和树皮材积预测的一致性并提高预测精度。[方法]以大兴安岭兴安落叶松为研究对象,分别采用控制法和分解法研建了可加性模型系统。利用SAS统计软件模型模块proc model中的NSUR法进行拟合及参数估计。拟合结果采用确定系数(R~2)和均方根误差(RMSE)进行评价;检验结果则通过确定系数(R~2)、均方根误差(RMSE)、平均相对误差(MRE)、平均误差绝对值(MAB)和相对误差绝对值(MPB)进行评价。[结果]从模型的整体评价结果来看,两种方法的拟合和检验效果均很好,基于分解法构建的模型略优于基于控制法构建的模型;不同径阶的检验表明,对于中等径阶的树木(20≤D
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
贺勇 兰再平 孙尚伟 彭晶晶 马鑫
为了研究滴灌条件下杨树人工林幼林树高、材积、生物量及N、P、K积累量模型,针对14年生杨树人工林幼林,测定其生长量、生物量及N、P、K营养元素积累量,运用R语言软件进行统计分析,采用绘点拟合方式得出14年杨树幼林树高曲线方程;采用数学模型拟合14年生杨树幼林单株材方程式、生物量方程式以及N、P、K积累量方程式,并依据统计学从中选出最优模型。
关键词：
杨树人工林 模型 滴灌
[期刊] 林业科学
[作者]
佘光辉
本文系统研究了水平角规在固定样点监测材积生长动态中的理论与方法；导出了采用保留木生长量计算林分断面积、蓄积生长量的新的计算公式，提出了以该方法为基础的角规测树的动态监测方法体系。结果表明，本文提出的理论方法不仅完善了传统方法而且克服了传统方法测定林分断面积、蓄积量零增长及跳跃现象。理论推导同时表明，采用变角规断面积系数方法与采用角规样点保留木生长量测算林分生长量的机理在理论上是一致的
关键词：
角规测树,动态监测,理论与方法
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
姜立春 李凤日 刘瑞龙
描述了相容性非线性联立方程组模型在树干削度和材积建模方面的应用及联立方程组模型参数估计的方法。以黑龙江省带岭林业局人工落叶松为研究对象,以Max和Burkhart分段削度模型作为基础模型,构建了3个具有不同拐点的树干削度和材积系统。削度和材积系统拥有一套参数。为了使内生变量(endogenous variables)误差同时最小化,利用SAS软件模型模块中的似乎不相关回归过程(seemingly unrelated regression,SUR)解决联立方程组模型系统的参数估计。采用确定系数、绝对误差、相对绝对误差、均方根误差、相对均方根误差等模型评价指标对不同模型系统的精度进行比较分析。结果...
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
靳晓东 姜立春
【目的】立木材积方程在森林生产力、生物量和碳储量等林业问题方面都有着广泛的应用。因此,提高立木材积的预测精度一直是林业模型研究者的重要任务。本研究以大兴安岭樟子松为研究对象,构建含有不同形率的二元和三元材积方程,并对比检验其预测效果,旨在把传统立木材积的预测精度提高到一个新的水平。【方法】利用15个树干不同形率,基于传统的一元和二元立木材积方程分别建立二元和三元立木材积方程,并与传统的一元和二元材积方程比较。通过对各模型进行拟合选出最优形率模型,具体选用统计软件S-PLUS中的广义非线性模块(GNLS)进行拟合。并利用幂函数、指数函数以及常数加幂函数校正在拟合过程中各立木材积模型表现的异方差现象。选择确定系数(R2)、均方根误差(RMSE)、平均误差绝对值(MAB)和相对误差绝对值(MPB)4个指标对模型进行评价。最终采用分径阶比较法比较不同径阶范围内4种方程的预测精度。【结果】基于相对树高70%处形率的二元模型拟合效果最好,基于相对树高50%处形率的三元模型拟合效果最好。模型检验结果表明:基于传统的一元模型,加入形率后模型的RMSE、MAB、MPB分别降低了33.7%、30.7%、29.9%;基于传统的二元模型,加入形率后的模型RMSE、MAB、MPB分别降低了70.5%、70.9%、71.2%。不同径阶的检验表明:对于小径阶和中等径阶的树木,模型的检验精度顺序为模型(13)>模型(2)>模型(12)>模型(1);对于大径阶的树木,模型的检验精度顺序为模型(13)>模型(12)>模型(2)>模型(1)。【结论】形率因子是干形的重要指标。在传统立木材积模型中引入形率因子可以提高材积的预测精度,因此,对于樟子松立木材积的估算,尤其是中大径阶林分,推荐使用带有形率的三元立木材积模型。
关键词：
樟子松 形率 异方差 材积 预测精度
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
剧锦三 郭彦林
阐述了拱的非线性屈曲的 2种形式 ,提出了 1种简捷的计算二次分岔屈曲的方法 ,通过算例证实了其可靠性 ,最后提出了提高结构承载力和防止发生变形突变的方法。
关键词：
极值点屈曲 二次分岔屈曲 拱结构
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
苏淑兰 罗迎社 陈自力 唐小弟
采用一种新的优化计算方法——神经网络的模拟退火法,对环形板屈曲的厚度分布进行优化设计.在给定体积约束条件下,利用阶梯折算法和幂级数法,极大化弹性薄板的屈曲载荷,给出了目标函数、几何约束关于设计变量的显式表达式,对内边夹紧、外边夹支及内边固支、外边简支的两种边界条件下径向受压环形板的厚度进行了优化计算.
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
王丹伊 边更战 易烜 吕勇
【目的】山本和藏方程是二元立木材积模型中应用最广泛的模型，山本式的参数较好地体现了材积三要素之间的关系，解析推导山本式的结构特征，分析现有山本式材积模型的应用现状，为山本式的理论研究提供了基础，为精准测算林分蓄积量提供了理论依据。【方法】基于山本和藏方程，引入形状指数r采用多元函数偏导数的方法对胸高形数与胸径和树高之间的关系式进行求导，结合二分法求函数的零点，推导山本式参数的取值范围。以170个现有的山本式材积模型参数为研究对象，利用方差分析和多重比较Scheffe法对数据进行差异化分析，对比不同地区及树种组之间山本式的参数值。【结果】1）在h> 1.3 m时，胸高形数是关于胸径和树高的减函数，胸高形数随着胸径和树高的增加而减少。2）山本式的参数存在取值范围，且现行的170个山本式二元材积方程中参数b取值范围异常的比例达5%，参数c异常的比例达43%。3）由箱线图可视化结果可知，山本式的参数存在离散值；北方的山本式参数值跟南方相比较为集中；阔叶树种的参数值比针叶树种的分布更为平均。【结论】山本式的参数存在取值范围，a> 0,b <2,c <1。山本式的实际运用中存在很多参数偏离取值范围的情况，给材积的预估带来了偏差。因此研究山本和藏方程的理论推导，考虑山本式的参数取值范围，对二元材积表的编制、林分蓄积量预估以及森林资源监测与管理具有重要意义。
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