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[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。
[期刊] 林业科学
[作者]
何宗明 洪伟
一元材积表是根据胸径(D)与材积(V)的数学模型编制的林业用表。V=aD~b是编制一元材积表最常用的方程。由于上式是非线性的,过去常采用的方法是将该方程转化为线性拟合问题,但这里存在一个问题,非线性方程取对数转化为线性方程后,通过最小二乘法求得的参数对线性方程来说是最优的,而对原非线性方程而言,则误差较大,有进一步优化的必要。本文试图应用改进单纯形法,进一步优化V=aD~b方程的参数a、b,从而提高一元材积表的精度。
关键词：
改进单纯形法 一元材积方程拟合
[期刊] 林业科学
[作者]
曾伟生 贺东北 蒲莹 肖前辉
【目的】建立含地域和起源因子的相容性立木生物量与材积方程系统,为准确估计森林生物量提供依据。【方法】以我国南方主要针叶树种马尾松为研究对象,基于301和104株样木的实测地上生物量、树干材积和地下生物量数据,综合利用哑变量建模方法和误差变量联立方程组方法,建立集地上生物量、树干材积和地下生物量为一体、确保与生物量转换因子和根茎比等变量相容的一元和二元方程系统,并分析立木生物量和材积估计是否受地域和起源的影响。【结果】所建立的马尾松一元和二元相容性立木生物量方程与材积方程,确定系数(R~2)均在0.92以上,其中地上生物量方程的平均预估误差在4%以内,地下生物量方程的平均预估误差在8%以内。对马尾松地上生物量和树干材积的估计,二元模型均显著优于一元模型,其F统计量远大于临界值;但对地下生物量的估计,二元模型反而不如一元模型效果好。不论是一元模型还是二元模型,地域和起源对马尾松地上生物量估计均无显著影响,地上生物量模型具有很好的通用性,同时也进一步印证了曾伟生等(2012)提出的通用性地上生物量模型M=0.3ρD~(7/3)的广泛适用性。对马尾松地下生物量的估计,不同地域的模型存在显著差异;相同直径的林木,总体1地域范围内(长江流域东南部)的地下生物量要大于总体2(长江流域中西部)。对马尾松树干材积的估计,二元模型不受地域和起源影响,但一元模型受起源影响;相同直径的林木,人工林的材积估计值大于天然林。【结论】将哑变量引入误差变量联立方程组,可同时解决多个变量之间的相容性及地上生物量和地下生物量样本单元数不相等时如何联合建模的问题,是切实可行的生物量建模方法;研究所建立的马尾松立木生物量方程、材积方程及其相容的生物量转换因子和根茎比方程,达到相关技术规定预估精度要求,可推广应用。
[期刊] 林业科学
[作者]
曾鸣 聂祥永 曾伟生
以我国南方地区的最重要针叶树种——杉木为研究对象,采用误差变量联立方程组和哑变量模型方法,建立适合不同杉木生长区域(总体)应用的相容性立木材积方程、地上生物量方程及生物量转换因子函数。结果表明:二元立木材积方程和地上生物量方程均优于其相应的一元模型;不同总体的模型之间存在显著差异,总体A的模型估计值要大于总体B;一元和二元地上生物量方程的平均预估误差均在3%以内,可应用于不同区域的杉木林生物量估计。
[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
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
夏忠胜 曾伟生 朱松 罗洪章
森林蓄积是森林生物量的主要组成部分,是各类森林资源监测的重要指标,森林蓄积的计量标准是立木材积表或材积方程。本文利用贵州省1840株人工杉木的立木材积实测数据,通过采用度量误差模型方法,研究建立了中心区和一般区的相容性一元和二元立木材积方程及树高曲线方程。结果表明:中心区和一般区的一元立木材积方程和树高曲线方程有显著差异,而二元立木材积方程则相差很小。在此基础上建立了全省通用的二元立木材积方程。
[期刊] 浙江林学院学报
[作者]
田有圳 黄金桃 林照授 涂育合 叶功富
实测 2 39株凹叶厚朴样木的胸径和材积 ,采用遗传算法、三次设计法和改进单纯形法等拟合一元材积方程并与对数线性化最小二乘法进行比较。结果表明 :采用遗传算法、三次设计法和改进单纯形法等建立一元材积方程优于对数线性化最小二乘法 ;三次设计及对数线性化最小二乘法的适用性检验统计量F值不能通过F检验 ,说明不能用三次设计及对数线性化最小二乘法拟合凹叶厚朴的材积方程 ;同时用模外 2 5株凹叶厚朴样木进行检验 ,遗传算法和改进单纯形法建立的一元材积方程的理论材积与实测材积相吻合。用遗传算法建立的立木材积方程编制了凹叶厚朴的一元材积表。表 3参 1 3
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
杜婧 冯仲科 樊潇飞 张巍巍 张凝
选取旺业甸实验林场201株落叶松样木胸径、树高、材积精测数据,利用1stOpt优化分析计算软件平台的Levenberg-Marquarat+通用全局优化算法(LM-UGO)拟合二元材积方程,并与前人研究得到较好结果的遗传算法(GA)和加权最小二乘法(WLS)进行比较。结果表明,LM-UGO、GA和WLS均可得到较高精度的二元材积方程,LM-UGO方法能够比GA和WLS法更好地拟合二元材积方程,且具有操作方便、拟合快速而准确、收敛速度快等优点,是拟合二元立木材积方程的有力工具。经F检验,三种方法的F值LM-UGO
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
曾伟生 夏忠胜 朱松 罗洪章
在国家级森林资源监测中增加森林生物量估计已成为必然趋势,而所需建立的生物量方程应该考虑与立木材积方程的相容性。本文以贵州省人工杉木立木材积和地上生物量数据为例,通过利用度量误差模型方法,研究建立了相容的立木材积方程、地上生物量方程及生物量转换函数。结果表明:在胸径基础上再增加树高因子,对立木材积方程的估计效果有明显改进,而对地上生物量的估计效果则改进不大;对于一元生物量转换函数,转换因子随胸径的增加而减小;对于二元生物量转换函数,转换因子随胸径的增加而增大,但随树高的增加而减小。本文所建立的一元相容性方程,立木材积和地上生物量的预估精度分别达到97%和96%以上;而二元相容性方程,立木材积的预...
[期刊] 林业科学
[作者]
曾伟生 夏忠胜 朱松 罗洪章
以贵州省人工马尾松样木的立木材积和地上生物量数据为基础,建立省级总体平均模型和以区域作为特定参数的哑变量模型及线性混合模型,并对中心区和一般区2类区域性模型与省级总体平均模型之间的差异进行对比分析和预估效果检验。结果表明:对立木材积和地上生物量估计而言,区域特定的模型与总体平均模型之间以及哑变量模型和线性混合模型之间并没有显著差异。本文所建模型为贵州省马尾松人工林的蓄积量和生物量监测评估提供计量依据,所用方法为建立其他含特定参数的通用性模型提供可行途径。
[期刊] 林业科学研究
[作者]
党永峰 王雪军 曾伟生
以东北落叶松(Larix spp.)立木材积和地上生物量数据为例,通过采用误差变量联立方程组和分段建模方法,研究建立了相容的立木材积方程、地上生物量方程及生物量转换函数。结果表明:采用误差变量联立方程组能确保立木材积与地上生物量之间估计结果的相容性,而分段建模方法能有效解决常用模型在小径阶存在的系统偏估问题;本文所建立的分段一元模型,地上生物量和立木材积的总体预估误差均不超过5%;分段二元模型,地上生物量的预估误差基本在4%以内,立木材积的预估误差则小于3%。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
吴明山 胥辉
为提高带度量误差的材积模型估计精度,该文以落叶松一元材积模型V=aDb为例,使用分析单一变量的度量误差对参数估计影响的方法,分别分析了因变量和自变量的度量误差对模型参数估计的影响;使用普通非线性回归方法和度量误差模型方法分别对模型进行估计,并对比分析了普通非线性回归方法和度量误差模型方法的估计结果。研究结果表明:因变量和自变量的度量误差对模型都有影响,度量误差模型估计方法优于普通非线性回归估计方法;对于带有度量误差的材积模型,使用度量误差模型方法进行估计效果更好。
[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]
郑海水 翁启杰 周再知 黄世能
为探索大叶相思生物量和材积表编制方法，本文根据薪材林研究中收集的一些样木资料，选用Ｗ（Ｖ）１＝ａＤｂ（下称１式）和Ｗ（Ｖ）２＝ａ（Ｄ２Ｈ）ｂ（下称２式）两种模型，经回归分析推导出两组干、枝、叶和总生物量及材积的回归方程。对两组回归方程分析比较结果，１式自变量Ｄ容易测定且精度高，故以１式作为编表模式，编制成材积表和各组分的生物量表。
关键词：
大叶相思,生物量,材积,回归方程
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