CN105136095A - 一种树干任意点形状指数的测定方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种树干任意点形状指数的测定方法。通过测量样木的地径、胸径、树高、任意高度处直径及对应高度，按照径阶分布，归一化处理后求得每个测量断面处的形状指数，并根据实测数据拟合形状指数与上述变量的数学模型，用以推测树干任意点处形状指数，可无损、快速确定树干任意点处形状指数，操作方便，有效保护了环境，提高了树干形状指数确定的效率与精度。

Description

一种树干任意点形状指数的测定方法

一、技术领域

本发明涉及一种树干任意点形状指数的测定方法，特别是利用无损精测技术的形状指数确定方法。

二、技术背景

树干形状是重要的森林特征参数，对树干材积的确定和部分林业数表的编制有决定性作用。如何准确、完整表达树干形状，一直是林业工作者的研究重点。利用干形曲线来研究树干形状是近年来此领域的研究热点和重点，相对干形理论的提出促进了干形研究。据国内外学者研究，干形曲线式难以使用一个初等函数来确定，一般用分段线性或非线性数学模型进行拟合，但其节点位置随机性较大，难以确定，国内外文献也鲜见报道。KunzeM.孔兹干曲线是常用的描述树干形状的曲线，反映了树干的饱满程度。利用该曲线不仅可以求算树干材积，而且可以获得树干的完整形状。然而，孔兹干曲线中r的不确定性，导致一般求积式的不确定性。由于该曲线是分段函数，而在生产实践中获取立木任意高度处直径存在困难，所以孔兹干曲线的干形指数研究较少。在林业调查中常使用形数、形率等指标来研究干形和求算立木材积，然而这些指标对整个树干形状的变化情况描述不够精细。传统干形指数研究中，利用伐倒解析木获取分区段树干的高度及直径研究树干干形指数，该方法虽然精度较高，但需要对树木伐倒后作业，工作量大，周期长，成本高，对生态环境的破坏不可逆。本研究使用电子经纬仪对立木树高、材积、任意高度处直径进行精确测算，弥补了任意高度处直径获取困难的缺陷，并且具有无损、快速、高精度的优点。

树干孔兹干曲线干形指数取值通常为0，1，2，3的整数值，研究表明，自然界中树干形状指数一般都不是整数，具体对应高度的取值的确定研究甚少。本发明通过使用电子经纬仪立木无损精测，可快速精准获取树干任意高度处直径、树高，计算材积，通过数据处理，可快速精准确定任意处形状指数。

三、发明内容

为了改进传统树干形状指数的确定只是分段数据，缺乏任意一点处形状指数的确定方法，且传统的确定需要伐倒木等缺陷，本发明的目的是提供一种树干任意点处形状指数的确定方法。

本发明的目的是这样实现的：

1)根据抽样原理，在林分内选择合适样木，测量其地径、胸径、树高，任意高度处直径，所对应高度，并按照径阶分布处理；

2)归一化处理，以地径为基准，计算相对任意高度处直径；以全树高为基准，计算所对应相对高度；

3)利用数学模型求算树干任意点处的树干形状指数，通过曲线拟合，求出任意处形状指数的模型，利用此模型进行推算任意处形状指数。

本项发明具有以下优点：

1)数据获取精准无损，对林木的测量快速、无伐倒；

2)通过归一化方法、模型拟合等方法对树干任意点处形状指数进行推算，弥补了以往形状指数只对分段处的近似算法。

四、具体实施方式：

一种树干任意点形状指数的测定方法，区别在于：

1)根据抽样原理，在林分内选择合适样木，标注其1.3m处，以普通围尺为工具，测量其地径D₀、胸径D_1.3，以电子经纬仪为工具，测量树高H、任意高度处直径d_i，所对应高度H_i，其中，i为树干实测断面的个数(i为正整数)，并按照径阶分布处理，设有k个径阶；

2)归一化处理，以地径为基准，利用数学模型计算相对任意高度处直径；以全树高为基准，利用数学模型计算所对应相对高度，经处理后可得的值域为(0，1)。

3)利用数学模型求算树干任意点处的树干形状指数，通过曲线拟合，求出任意处的拟合模型，利用此模型进行推算任意处形状指数。

Claims (1)

1.一种树干任意点形状指数的测定方法，其特征是：通过测量样木的地径、胸径、树高、任意高度处直径及对应高度，按照径阶分布，归一化处理后求得每个测量断面处的形状指数，并根据实测数据拟合形状指数与上述变量的数学模型，用以推测树干任意点处形状指数，其具体步骤如下：

1)根据抽样原理，在林分内选择合适样木，测量其地径D₀、胸径D_1.3、树高H，任意高度处直径d_i，所对应高度H_i，其中，i为树干实测断面的个数(i为正整数)，并按照径阶分布处理，设有k个径阶；

2)归一化处理，以地径为基准，利用数学模型计算相对任意高度处直径；以全树高为基准，利用数学模型计算所对应相对高度，经处理后可得d′_i、h′_i的值域为(0，1)。

3)利用数学模型求算树干任意点处的树干形状指数，通过曲线拟合，求出任意处r_i＝f(D_1.3，H，h′_i)的拟合模型，利用此模型进行推算任意处形状指数。