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[期刊] 中南林业科技大学学报  [作者] 虞晨音   温小荣   汪求来   叶金盛  
【目的】立木材积作为森林蓄积量估算的重要单元,具有重要的森林资源调查意义,研究基于多源激光雷达手段获取立木枝条属性因子的方法,探究树木点云构建更优立木材积预测模型的能力。【方法】本文基于地基激光雷达(TLS)与机载激光雷达(ALS)融合的点云数据,运用几何特征树木骨架和提取不完全模拟水分和养分传输算法(ISTTWN),建立三维树木模型,并获取杨树单木的枝条属性因子。通过构建以枝条属性因子为自变量的立木材积预测模型,探索构建林分蓄积量最优估测模型。【结果】融合后的枝条属性因子较融合前精度有所提高,提取精度依次为着枝高度>枝长>弦长>着枝角度>分枝角度>弓高,其中枝长拟合度最高,R~2达0.989。在利用特征参数与枝条属性因子构建材积预测模型中,基于枝条属性因子构建的模型较由特征参数建立的线性与非线性材积模型R2分别提高0.088与0.110,RMSE则分别降低0.012与0.009 m~3。而将二者结合共同构建立木材积模型后,其线性与非线性模型拟合度分别达0.729与0.759,为六组材积预测模型中最佳。【结论】TLS与ALS融合点云数据后,由于数据之间的相互弥补,有效提高点云密度,在三维树木模型研建中能够显著的提高枝条属性因子的提取精度,同时在材积预测模型中加入枝条属性因子这一自变量能够有效提高模型预测的准确性。
[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] 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] 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%。
[期刊] 林业科学研究  [作者] 骆期邦  宁辉  贺东北  蒋菊生  吴志德  曾伟生  张曙光  
为提高二元立木材积模型的精度,以雪岭云杉(Picea schrenkiana Fish.et Mey.)和杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook.)两个树种为例,研究提出了能充分利用样本信息的二元立木材积动态模型(其通式为V=C_0·Df_1~(D,H)·Hf_2~(D,H))及其建模原理与方法。这种模型不仅可显著提高精度,而且其参数可依据样本资料所反映的客观规律作出解释,模型稳定可靠。
[期刊] 北京林业大学学报  [作者] 刘琼阁  彭道黎  黄国胜  曾伟生  王雪军  
以东北云杉为研究对象,利用立木材积和地上生物量实测数据,通过利用总量直接控制和度量误差模型方法,研建相容的立木材积方程、地上生物量方程、生物量转换函数及各分项生物量模型。结果表明:地上生物量模型在引入树高因子后,改善了模型的精度和平均预估误差;所建立的东北云杉一元相容性方程,其立木材积和地上生物量模型的确定系数分别为0.94和0.97,平均预估误差分别为5.36%和3.55%;而二元相容性方程,立木材积和地上生物量模型的确定系数均在0.98以上,平均预估误差控制在3.06%以下。所建立的模型可以用于我国东北云杉林地上生物量的估计。
[期刊] 浙江农林大学学报  [作者] 吕常笑  邓华锋  王少杰  陈振雄  王雪军  
已有很多国内外学者研究立木材积与地上生物量相容性的问题,但是建模过程中考虑区域因子对模型影响的研究相对较少。针对此问题,以重庆市、四川省和湖北省151株马尾松Pinus massoniana的样本数据为例,采用哑变量和非线性联立方程组的方法,建立了不同区域马尾松通用的相容性地上生物量模型、立木材积模型和它们的转换因子模型。结果表明:马尾松不同区域的模型之间存在差异性;哑变量和非线性联立方程组的方法可以有效地解决不同区域模型的差异性和立木材积与地上生物量模型的相容性;马尾松地上生物量和立木材积的二元模型均优于其对应的一元模型;在独立拟合的地上生物量回归模型中引入立木材积因子,可以有效地改善模型的...
[期刊] 林业科学研究  [作者] 曾伟生  
以我国南方地区最重要的针叶树种杉木(Cunninghamia lanceolata)为研究对象,采用误差变量联立方程组方法,建立了相容性二元立木材积方程、胸径和地径一元立木材积方程、树高胸径回归模型及地径胸径回归模型。利用3种树高模型和2种地径模型组合了4个相容性立木材积表系列模型联立方程组,通过6项指标进行综合评价,结果表明由最简单的树高模型和地径模型构成的相容性系列材积模型就能取得良好效果,其二元材积表、胸径一元材积表和地径一元材积表的平均预估误差分别为1.31%、3.66%和7.39%,可用于不同目的的杉木林蓄积量估计。
[期刊] 中南林业科技大学学报  [作者] 陈振雄  周湘红  肖前辉  贺鹏  
林木材积是我国森林资源监测的一项重要内容。海南省森林资源清查林木材积估计一直沿用广东省70年代未建立的一元立木材积表,已使用30多年,急需进行检验、更新。以海南省橡胶、桉树、相思、加勒比松、木麻黄5个树种单株立木材积实测数据,对海南省森林资源清查中使用的原一元立木材积方程进行适应性检验,更新建立新一元立木材积方程,并就原一元立木材积方程估计的森林资源清查林木材积偏差进行了分析。研究结果表明:海南省上述5个树种原一元立木材积方程均存在较大的系统偏差,每个树种总相对偏差(TRB)和平均系统偏差(MSB)均达到
[期刊] 中南林业科技大学学报  [作者] 陈利  王福生  管远保  陶冀  林辉  
材积生长率是森林资源动态监测的一项重要内容,是森林采伐限额编制和森林资源档案年度更新重要依据。以国家森林资源连续清查湖南省第6次、第7次复查固定样地数据为数据源,对固定样地数据进行筛选,剔除不合格的样本数据,按不同起源、龄组分别建立生长率模型,利用SPSS软件统一协调求解参数,建立杉木材积生长率模型,采用加权最小二乘法进行拟合,以消除异方差的影响。通过计算各模型的参数稳定性指标,对模型进行全面评价和精度检验,确保最优模型的选择。结果表明:不同起源、龄组的生长率模型精度都在97%以上,相关系数R2都在0.870以上,模型的准确性高,可靠性强。研究结果为湖南省杉木林的生长量估测提供了依据,同时也为...
[期刊] 北京林业大学学报  [作者] 陈军  孙圆  刘晨曦  姚睿涵  于嘉辉  曹福亮  余鹏飞  
[目的]马褂木是优良的用材树种,研究其材积模型并分析多种密度种植下的径级材种造材出材率,旨在为马褂木人工林高效培育提供重要的指导。[方法]在马褂木多密度人工林试验区获取全样地地面激光雷达数据。通过点云提取单木结构参数,对4种造林密度(株行距配置:2m×2m、3m×3m、4m×4m、5m×5 m)马褂木试验林测树因子(胸径DBH,树高H,材积V)进行分析,建立一元材积方程、削度方程模型,并应用削度方程计算各密度林分材种出材率。[结果]研究得到的一元二次式V=0.000 3D~2+0.006 5D-0.036 9为研究区马褂木最优一元材积式,该模型的决定系数(R~2)为0.884,经过剩余标准差(S_(EE))、系统误差(T_(RE))、平均相对误差(M_(SE))、预估精度(ρ)等评价指标检验,无明显系统偏差,可用于研究区马褂木材积估计。研究选定改进的舒马赫方程式作为不同密度马褂木的削度方程,该模型R~2为0.924,经检验方程均方根误差为1.454,平均相对误差为0.050,预估精度达到0.910。进一步采用削度方程为多密度马褂木试验林进行多径级材造材,得到疏林地4m×4m密度种植下的大径材出材率最大(39.582%),密林地2m×2m密度种植下的小径材出材率最大(81.250%),而综合出材率最大的是4m×4m密度(98.650%)。[结论]马褂木多密度经营下,疏林地大径材出材率最大,密林则以小径材为主要径级材种。基于地面激光点云获取的单木参数可以直观地进行森林经理研究,对提升人工林的生产经营水平以及提高林业工作者的工作效率均有积极影响。
[期刊] 中南林业科技大学学报  [作者] 甘世书  贺鹏  肖前辉  黄湘南  
为提高二元立木材积模型的通用性,以海南省桉树、木麻黄、马占相思、橡胶树、加勒比松5种树种为研究对象,采用分段建模的方法改进立木材积估计,并与常规建模方法进行比较分析,结果表明:从模型的整体评价结果来看,常规模型和分段模型的拟合效果均很好,分段模型整体总相对误差和平均系统误差两个指标要优于常规模型;对各个径阶进行检验,分段模型基本保证各径阶下总相对误差和平均系统误差在±3%以内,而常规模型各径阶下总相对误差和平均系统误差在±6%以内。分段模型方法可以有效提高二元立木材积模型的通用性,该方法可以推广应用到林业数表领域。
[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] 中南林业科技大学学报  [作者] 陈振雄  贺东北  肖前辉  周湘江  
利用2011年采集的150株西藏天然冷杉数据,采用度量误差联立方程组方法同时进行整体建模和分段建模,分别建立了西藏冷杉一元、二元生物量与材积相容性模型,并分析对比两者拟合效果。结果表明:不论是一元、二元模型,采用整体建模方法都难以准确描述冷杉生物量、材积随胸径变化情况,导致径阶16 cm以下的林木立木材积和生物量估计值均小于实际值,径阶越小,偏差越大,其中4 cm径阶的预估偏差甚至达到了20%30%;而采用分段建模方法能有效解决上述有偏估计的问题,模型改进效果十分良好,各径阶均无系统偏差;分段建立的地上生
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