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[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
张兹鹏 何培 杨翔玮 姜立春
【目的】基于落叶松15个点的直径-树高干形数据，比较树干不同采样方法对曾伟生（1997）、Bi(2000)和Max&Burkhart(1976)削度模型预测精度的影响。【方法】以大兴安岭343株落叶松干形数据为研究对象，设计了30种数据采样方法，使用留一交叉验证法对基于原始数据和不同采样数据的模型进行检验，选用确定系数（R2）、平均绝对误差（MAB）、均方根误差（RMSE）和相对误差（MPB）作为检验的评价指标，并求出以上4个指标的平均相对排序值。使用Tukey多重比较法对基于不同采样数据的模型进行成对比较，分析当拟合数据改变的情况下各削度模型在预测落叶松直径时是否有显著差异。最后为了直观地表示不同采样数据对削度模型的影响，从落叶松数据中分别随机抽取一株大树和一株小树进行树干模拟。【结果】1）相对于使用原始数据时的模型，基于一部分采样方法的模型检验精度有略微提高，其中使用第27种方法时，曾伟生模型的精度最高；使用第26种方法时，Bi的模型精度最高；使用第9种方法时，Max&Burkhart的模型精度最高；2)Tukey多重比较结果表明，基于原始数据和基于3种最优采样方法的削度模型在预测落叶松直径时，模型两两之间均没有显著差异；3）通过对落叶松小树和大树的树干进行模拟发现，使用原始数据时的削度模型，与使用最优采样数据时的削度模型，对树干的模拟效果几乎相同。【结论】针对不同的削度模型，其最适用的采样方法也不同。当使用曾伟生的模型对大兴安岭落叶松树干削度预测时可以选择方法 27中7个点的直径-树高数据进行拟合，即将树干分成7个区分段进行干形测量；当使用Bi的模型时可以选择方法 26中的7个区分段进行干形测量；当使用Max&Burkhart的模型时可以选择方法 9中的10个区分段进行干形测量；当同时考虑这3个模型时，可以选择方法 20中的8个区分段进行干形测量，此时3个模型对落叶松树干不同位置处直径的预测精度均会略有提高。
[期刊] 林业科学
[作者]
何培 王君杰 辛士冬 张兹鹏 姜立春
【目的】基于樟子松和兴安落叶松干形数据，比较分析最小二乘法（ONLS）、分位数回归（QR）、混合效应模型的固定效应法（FIXED）以及广义加性模型（GAM）对树干不同位置直径和树干总材积的预测精度，为树木干形和材积精准预测提供参考。【方法】以大兴安岭漠河林业局不同林分条件下的187株樟子松和283株兴安落叶松为研究对象，拟合林业上常用的33个削度方程，选出精度较高的削度方程作为ONLS、QR和FIXED的基础模型。基于描述干形的常用变量，同时考虑变量转换，如平方和开根号等变量转换构建GAM。应用R软件对4种建模方法进行拟合，选取平均误差（ME）、均方根误差（RMSE）、百分比均方根误差（RMSE%）和确定系数（R~2）对比分析4种建模方法，采用留一交叉检验法对不同建模方法进行检验，比较各方法预测树干不同位置直径和树干总材积的精度。为更直观展示各建模方法效果，分别从2种树种中随机抽取2株不同大小树木进行树干模拟。【结果】1）基于Kozak(2004)模型的ONLS、QR和FIXED以及构建的GAM拟合结果表明，4种建模方法均能较好拟合樟子松和兴安落叶松干形数据；2）留一交叉检验结果显示，GAM对樟子松和兴安落叶松树干直径的预测精度优于ONLS、QR和FIXED;3) GAM预测2种树种材积时与估计直径一致，即GAM预测精度优于其他建模方法；相较ONLS，樟子松和兴安落叶松GAM材积预测的RMSE分别下降5.6%和11.3%;4) 2种树种不同大小树木树干模拟发现，对于大树树干，ONLS、QR、FIXED和GAM模拟效果相似，且均能较好模拟樟子松和兴安落叶松树干干形；对于小树树干，ONLS、QR、FIXED和GAM模拟效果差异较大，其中GAM能较好模拟樟子松和兴安落叶松树干干形。【结论】GAM预测树干不同位置直径和树干总材积时精度最高。当以预测为主要目的时，GAM通过简单编程能够实现对樟子松和兴安落叶松树干直径和材积的估计，可作为一种精度较高的树干干形预测方法。
[期刊] 林业科学
[作者]
马岩岩 姜立春
【目的】采用非线性分位数回归法构建落叶松树干削度方程,比较分析不同分位数(τ=0. 1、0. 2、0. 3、0. 4、0. 5、0. 6、0. 7、0. 8、0. 9)及其组合分位数的拟合及检验结果,以提高模型预测精度。【方法】基于大兴安岭落叶松干形数据,采用Koenker和Bassett提出的分位数回归法,利用SAS软件的NLP拟合基于各分位数的Max-Burkhart分段削度方程,选取确定系数(R2)、平均误差(MAB)、均方根误差(RMSE)、相对误差(MPB)和预估精度(P%)对削度方程进行对比分析。【结果】1) Max-Burkhart分段削度方程在9个不同分位点(τ=0. 1、0. 2、0. 3、0. 4、0. 5、0. 6、0. 7、0. 8、0. 9)均能收敛,说明分位数回归可以提供许多不同分位数的估计结果,进而可预测任意分位点处干形的变化趋势; 2)基本模型和分位点处(τ=0. 4、0. 5、0. 6)的分位数模型拟合结果相近,分位数组合(3、5、7、9)可提高模型拟合效果,其中基于3个分位数组合(τ=0. 3、0. 5、0. 7)、5个分位数组合(τ=0. 3、0. 4、0. 5、0. 6、0. 7)、7个分位数组合(τ=0. 1、0. 2、0. 4、0. 5、0. 6、0. 8、0. 9)、9个分位数组合(τ=0. 1、0. 2、0. 3、0. 4、0. 5、0. 6、0. 7、0. 8、0. 9)在分位数组合相同时分别表现最优; 3)模型检验表明,大多数分位数回归组合的检验统计量都优于基本模型和各分位数模型,相对于基本模型,5个分位数组合(τ=0. 3、0. 4、0. 5、0. 6、0. 7)模型的MPB、MAB、RMSE分别降低13. 9%、13. 9%、13%。【结论】分位数回归能够提高模型预测精度,基于5个分位数组合的Max-Burkhart分段削度方程在拟合及检验统计量等方面表现较好,适合于大兴安岭落叶松树干削度预测。
关键词：
落叶松 非线性回归 分位数回归 削度方程
[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] 林业科学研究
[作者]
张会儒 唐守正 胥辉
估计密度的一般统计模型为：ｙ＝ｂｘ＋ｅ，其中ｙ为干重，ｘ为体积，ｂ为待估系数，即密度，ｅ为误差。式中ｂ值的估计，依据ｙ的方差与ｘ的关系的不同，有三种方法：（１）ｙ的方差与ｘ无关；（２）ｙ的方差正比于ｘ，即δ２ｙｘ＝ｘδ２；（３）ｙ的标准差正比于ｘ，即δｙｘ＝ｘδ。本文对这三种平均密度估计方法的结果进行了比较分析，并用哑变量方法对树干不同部位、不同龄组之间密度的差异性进行了检验。结果表明：方法（１）能较理想地描述树干材及树皮的体积和干重之间的关系，同时给出较小的误差估计；树干不同部位间密度总体上无显著差异，个别树种个别部位间有显著差异。不同龄组间密度无显著差异。据此，在利用材积密度法估计树干干重...
关键词：
树干密度,估计方法,哑变量
[期刊] 林业科学
[作者]
姜立春 刘瑞龙
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
[期刊] 林业科学
[作者]
齐靖 董祯 毛永民 申连英 张玉星 刘杰 王晓玲
以冬枣×临猗梨枣杂交F1代的150株个体为作图群体,利用AFLP标记和RAPD标记,对已有的枣遗传连锁图谱进行加密,构建1张包含388个AFLP标记和35个RAPD标记、由15个连锁群组成的高密度枣遗传连锁图谱,覆盖基因组总长度1309.4cM,标记间平均距离3.1cM。与原图谱相比,总图距增加72cM,标记间平均距离缩短0.8cM,大于10cM的标记间隔减少7个,图谱饱和度显著提高。在新构建图谱的基础上,利用JionmapQTL4.0软件,首次对控制枣树干直径性状的QTL进行分析。共检测到控制枣树干直径的QTL6个,分布在5个连锁群上,分别可解释38.1%,10.0%,14.4%,10.1%...
[期刊] 生态经济
[作者]
庄林
一棵大树被横砍后,人们在断面上可以见到一圈圈深浅相间的同心纹路,这就是树木的年轮。由于年轮的形成在很大程度上受气候变化的影响,这就使树干内形成层细胞的活动,表现为有规律的变化。一般情况下,春季气候转暖,养料充足,这
[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] 北京林业大学学报
[作者]
高凯 李文彬 阚江明
树干曲率的自动测量是智能立木整枝机作业的重要步骤.该文针对立木图像的特点,提出了一种基于计算机视觉的立木树干曲率自动测量方法.该方法包含4个主要步骤:利用阈值分割对树干图像进行提取,得到图像的粗分割;在中值滤波的基础上,利用拉普拉斯算子对图像进行边缘位置点的检测,从而得到准确而连续的边缘;利用数学形态学方法对树干边缘进行细化处理;以道格拉斯-普克法提取树干曲线上的特征点,对其进行曲线拟合并求得树干曲率.实验结果表明,该方法能比较准确地识别树干的弯曲度.
关键词：
树干曲率 计算机视觉 自动测量 立木整枝
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
顾海波 熊子月 温小荣 刘雪惠 佘光辉 林国忠
利用地基激光扫描技术采集泗洪陈圩林场36块样地1 927株杨树的点云数据,通过软件RiSCAN Pro对数据进行预处理。用K均值聚类对点云数据进行林木定位分割,并提取了树木胸径、树高等测树因子,通过公式计算出4种干形参数(胸高形数、形率、高径比和形高),用SPSS软件基于4种不同造林密度由高到低(株行距配置3 m×8 m、5 m×5 m、4.5 m×8 m、6 m×6 m)对4种干形参数进行差异分析,还对干形参数进行了模型研建,主要研究结果如下:1)不同造林密度对胸高形数、形率、高径比、形高有显著影响。胸高形数、形率和高径比随密度的增大而增大,形高则随密度增大而减小,即高密度林分的树干干形更为饱满,低密度树干干形尖削。2)指数方程是胸高形数与形率关系的最优模型,适用性检验精度高,达到99.12%,模型表达式为:f1.3=0.223*exp(1.025*q2),可应用于胸高形数的预测,为分析杨树干形参数提供参考。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
徐胜林 何潇 曹磊 李海奎 徐期瑚 刘晓彤
【目的】分析不同因子对树干密度和木材密度的影响,为林木选育、碳汇计量提供数据支撑。【方法】基于广东省樟树、木荷、枫香3个乡土阔叶树种树干密度和木材密度的实测数据,利用含协变量和无交互作用的多因子方差分析法,从5大类30个因子(11个定性因子、19个定量因子)中,筛选出与树干密度和木材密度相关的因子,进而用增强回归树(BRT)来分析不同因子对3个树种树干密度和木材密度影响程度的大小。【结果】(1)植被类型、枝下高、胸径、植被总覆盖度、冠幅东西向宽度是影响樟树树干密度的主要因子,地市、植被类型是影响木荷树干密度的主要因子,坡向、海拔、平均高度为影响枫香树干密度的主要因子;3个树种树干密度的主要影响因子不同,无共同主要影响因子。(2)影响樟树木材密度的主要因子有枝下高、植被类型、海拔、植被总覆盖度、平均高度、灌木盖度、年龄、胸径、林种、土层厚度,影响木荷木材密度的主要因子有年龄、草本盖度、枝下高、平均胸径、土层厚度、植被类型,影响枫香木材密度的主要因子为坡向、海拔、平均高度、枝下高;3个树种木材密度具有共同主要影响因子枝下高,其相对贡献率相近,均在10%左右。(3)林分因子和单木因子同为影响樟树树干密度和木材密度的主导因子,其相对贡献率之和分别为87.04%和76.92%。林分因子、单木因子和地域因子是影响木荷树干密度的主导因子,其相对贡献率之和为79.96%;影响木荷木材密度的主导因子为林分因子、单木因子和土壤因子,其相对贡献率之和为83.04%。地形因子、林分因子和单木因子同是影响枫香树干密度和木材密度的主导因子,其相对贡献率之和分别为83.98%和92.70%。【结论】本文通过多因子方差分析和增强回归树对不同因子进行分析,得出林分因子和单木因子同是影响樟树、木荷、枫香树干密度和木材密度的主导因子。
[期刊] 林业科学
[作者]
梅婷婷 王传宽 赵平 蔡锡安 刘晓静 张全智
树干液流在微时空尺度上具有较大的变异性,尺度扩展过程中又极易引起误差,而有些环境因子则是在较大空间尺度上发生变化,容易降低液流密度研究结果的可靠性。引入单位面积液流日累积量(Qa)和液流密度峰值(Jsmax)这2个参数,根据树高和胸径划分不同优势度,研究木荷树干液流时空动态特征及与环境因子的关系,探讨液流密度研究更合理的方法。结果表明:2007年9月到2008年4月木荷优势木、中等木和劣势木液流日进程均呈现单峰格型,根据树高划分优势度等级的木荷中等木平均液流密度要略大于优势木,劣势木的平均液流密度远远低于优势木和中等木;而根据胸径划分优势度等级的木荷优势木液流大于中等木,中等木液流大于劣势木;...
关键词：
树干液流密度 木荷 优势度
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
陈崇 李吉跃 王玉涛
该文于2006年4—11月利用Granier热扩散探针观测了绦柳的树干液流速率在生长季节的动态变化,并利用全自动气象站同步监测了环境因子。观测结果显示,在土壤水分充足的8月份,绦柳树干平均液流速率为0.0041cm/s,液流峰值为0.0146 cm/s;而在相对干旱的5月份平均液流速率为0.000503 cm/s,液流峰值为0.00347 cm/s;土壤水分充足时期液流速率明显高于相对干旱期。在整个生长季节,绦柳液流速率日变化均为明显的单峰曲线,5—11月份各月的峰值分别为0.0028、0.0024、0.0048、0.0086、0.0061、0.0058、0.0042 cm/s,启动时间和达到...
关键词：
绦柳 树干液流速率 影响因子
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
李苹 毛斌 许丽娟 吴鞠 刘海轩 徐程扬
【目的】林分密度、灌草盖度和树干形态是影响风景林林内景观质量的重要因子,本文从色彩斑块景观指数变化特点角度,对北京油松人工风景林林内景观质量形成机理进行探讨。【方法】通过林内景观画面的色彩斑块结构特点解析,研究了林分密度、灌草盖度和树干形态变化对林内景观指数的影响。【结果】林分密度对斑块分裂指数(SPI)有显著影响,SPI随林分密度的增大而减小;灌草盖度对聚集度指数(AI)、景观形状指数(LSI)有显著影响,随灌草盖度增大两个指数均增大;树干形态对辛普森均匀度指数(SIEI)有极显著影响,对LSI有显著影响,LSI在树干弯曲与通直并存时数值较大,SIEI在树干通直时数值较大;林分密度与灌草盖度的交互作用对LSI、SPI、SIEI有显著影响,3个指数随林分密度的增大而减小,随灌草盖度的增大而增大。林分密度与树干形态的交互作用对LSI、SIEI有显著影响,两个指数随林分密度的增大而减小,LSI在树干弯曲与通直并存时数值较大,SIEI在树干通直时数值较大;灌草盖度与树干形态的交互作用对SIEI有显著影响,SIEI随灌草盖度的增大而增大,在树干弯曲与通直并存时数值较大。【结论】林分密度、灌草盖度、树干形态及其交互作用均对林内景观指数有显著影响。主要原因是结构要素的变化引起视域内斑块数量以及形状的改变从而引起斑块指数的变化。
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