一種樹干任意點形狀指數的測定方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種樹干任意點形狀指數的測定方法，特別是利用無損精測技術的形 狀指數確定方法。 二、 技術背景
[0002] 樹干形狀是重要的森林特征參數，對樹干材積的確定和部分林業數表的編制有決 定性作用。如何準確、完整表達樹干形狀，一直是林業工作者的研究重點。利用干形曲線來 研究樹干形狀是近年來此領域的研究熱點和重點，相對干形理論的提出促進了干形研究。 據國內外學者研究，干形曲線式難以使用一個初等函數來確定，一般用分段線性或非線性 數學模型進行擬合，但其節點位置隨機性較大，難以確定，國內外文獻也鮮見報道。Kunze M.孔茲干曲線是常用的描述樹干形狀的曲線，反映了樹干的飽滿程度。利用該曲線不僅可 以求算樹干材積，而且可以獲得樹干的完整形狀。然而，孔茲干曲線中r的不確定性，導致 一般求積式的不確定性。由于該曲線是分段函數，而在生產實踐中獲取立木任意高度處直 徑存在困難，所以孔茲干曲線的干形指數研究較少。在林業調查中常使用形數、形率等指標 來研究干形和求算立木材積，然而這些指標對整個樹干形狀的變化情況描述不夠精細。傳 統干形指數研究中，利用伐倒解析木獲取分區段樹干的高度及直徑研究樹干干形指數，該 方法雖然精度較高，但需要對樹木伐倒后作業，工作量大，周期長，成本高，對生態環境的破 壞不可逆。本研究使用電子經煒儀對立木樹高、材積、任意高度處直徑進行精確測算，彌補 了任意高度處直徑獲取困難的缺陷，并且具有無損、快速、高精度的優點。
[0003] 樹干孔茲干曲線干形指數取值通常為0，1，2,3的整數值，研究表明，自然界中樹 干形狀指數一般都不是整數，具體對應高度的取值的確定研究甚少。本發明通過使用電子 經煒儀立木無損精測，可快速精準獲取樹干任意高度處直徑、樹高，計算材積，通過數據處 理，可快速精準確定任意處形狀指數。 三、
【發明內容】
[0004] 為了改進傳統樹干形狀指數的確定只是分段數據，缺乏任意一點處形狀指數的確 定方法，且傳統的確定需要伐倒木等缺陷，本發明的目的是提供一種樹干任意點處形狀指 數的確定方法。
[0005] 本發明的目的是這樣實現的：
[0006] 1)根據抽樣原理，在林分內選擇合適樣木，測量其地徑、胸徑、樹高，任意高度處直 徑，所對應高度，并按照徑階分布處理；
[0007] 2)歸一化處理，以地徑為基準，計算相對任意高度處直徑；以全樹高為基準，計算 所對應相對高度；
[0008] 3)利用數學模型求算樹干任意點處的樹干形狀指數，通過曲線擬合，求出任意處 形狀指數的模型，利用此模型進行推算任意處形狀指數。
[0009] 本項發明具有以下優點：
[0010] 1)數據獲取精準無損，對林木的測量快速、無伐倒；
[0011] 2)通過歸一化方法、模型擬合等方法對樹干任意點處形狀指數進行推算，彌補了 以往形狀指數只對分段處的近似算法。 四、【具體實施方式】：
[0012] -種樹干任意點形狀指數的測定方法，區別在于：
[0013] 1)根據抽樣原理，在林分內選擇合適樣木，標注其I. 3m處，以普通圍尺為工具，測 量其地徑D。、胸徑Du，以電子經煒儀為工具，測量樹高H、任意高度處直徑Cl1，所對應高度 H1，其中，i為樹干實測斷面的個數（i為正整數），并按照徑階分布處理，設有k個徑階；
[0014] 2)歸一化處理，以地徑為基準，利用數學模型< =$計算相對任意高度處直徑； 以全樹高為基準，利用數學模型/i丨=合計算所對應相對高度，經處理后可得d丨、Λ丨的值域 為（〇,1)〇
[0015] 3)利用數學模§5
求算樹干任意點處的樹干形狀指數，通過曲線擬合，求 出任意處
的擬合模型，利用此模型進行推算任意處形狀指數。
【主權項】
1. 一種樹干任意點形狀指數的測定方法，其特征是：通過測量樣木的地徑、胸徑、樹 高、任意高度處直徑及對應高度，按照徑階分布，歸一化處理后求得每個測量斷面處的形狀 指數，并根據實測數據擬合形狀指數與上述變量的數學模型，用以推測樹干任意點處形狀 指數，其具體步驟如下：1) 根據抽樣原理，在林分內選擇合適樣木，測量其地徑D。、胸徑Du、樹高H，任意高度處 直徑Cl1，所對應高度H1，其中，i為樹干實測斷面的個數（i為正整數），并按照徑階分布處 理，設有k個徑階； 2) 歸一化處理，以地徑為基準， H十算相對任意高度處直徑；以全 樹高為基準，，計算所對應相對高度，經處理后可得d'ph'i的值域 為（〇,1)〇 3):算樹干任意點處的樹干形狀指數，通過曲線擬合，求出任 意處A=f(Du，H，h'J的擬合模型，利用此模型進行推算任意處形狀指數。
【專利摘要】本發明是一種樹干任意點形狀指數的測定方法。通過測量樣木的地徑、胸徑、樹高、任意高度處直徑及對應高度，按照徑階分布，歸一化處理后求得每個測量斷面處的形狀指數，并根據實測數據擬合形狀指數與上述變量的數學模型，用以推測樹干任意點處形狀指數，可無損、快速確定樹干任意點處形狀指數，操作方便，有效保護了環境，提高了樹干形狀指數確定的效率與精度。
【IPC分類】G01B21/20
【公開號】CN105136095
【申請號】CN201510500533
【發明人】馮仲科, 高祥, 劉明艷, 孫夢營
【申請人】北京林業大學
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年8月14日