[發(fā)明專利]一種防護林水平配置方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110300416.1
• 申請日: 2011-09-28
• 公開（公告）號: CN102360453A
• 公開（公告）日: 2012-02-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余新曉;陳麗華;賈國棟;李軼濤;吳海龍;牛健植;樊登星;信忠保
• 申請（專利權(quán)）人: 北京林業(yè)大學
• 主分類號: G06N3/08
• 分類號: G06N3/08
• 代理公司: 北京路浩知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 韓國勝;王瑩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及林業(yè)科學中造林技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種防護林水 平配置方法。

背景技術(shù)

根據(jù)自然地理條件，對各個林種及其配置以建立綜合的森林體系 和達到合理的森林覆蓋率，對防護林林帶的結(jié)構(gòu)與配置、樹種選擇、 營林技術(shù)等方面都能夠取得很好的技術(shù)效果。

現(xiàn)有技術(shù)中，通過以農(nóng)、林、牧、漁各行業(yè)基本情況為約束條件， 建立線性規(guī)劃模型，進行林種配置；通過以林業(yè)綜合發(fā)展策略為基礎(chǔ)， 借助系統(tǒng)動力學(System?Dynamics，SD)仿真手段對林種配置進行 調(diào)控；通過以生態(tài)、社會、經(jīng)濟效益為基礎(chǔ)的層次分析法對防護林體 系進行林種配置；應(yīng)用生態(tài)經(jīng)濟學和多目標灰色局勢決策的原理與方 法，對研究地區(qū)農(nóng)業(yè)總產(chǎn)值及其構(gòu)成進行灰色關(guān)聯(lián)分析和灰色預測， 在此基礎(chǔ)上配置防護林體系；運用多目標線性規(guī)劃的方法，以定量分 析為核心，以生態(tài)、經(jīng)濟、社會效益最大為目標，建立優(yōu)化的數(shù)學模 型，調(diào)整了林種結(jié)構(gòu)。

但是，上述的現(xiàn)有技術(shù)存在以下問題；在不同的地理環(huán)境，不同 的生態(tài)條件以及不同的經(jīng)濟背景下，適宜的防護林林種配置模式不 同，上述技術(shù)方法描述了特定背景環(huán)境下的林種配置模式，對于不同 的社會、自然條件下，不能進行廣泛的推廣。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何在快速、全面、能夠結(jié)合實際環(huán) 境條件的情況下，提高防護林林種配置模式在不同背景環(huán)境下的適應(yīng) 性，便于其廣泛的推廣使用。

(二)技術(shù)方案

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種防護林水平配置方法， 其包括以下步驟：

S1：確定決定植被類型配置的指標；

S2：對所述指標的數(shù)值進行歸一化處理，使其值域在[0，1]或[-1，1] 之間；

S3：將所述指標作為輸入節(jié)點，植被類型作為輸出節(jié)點，確定 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入層和輸出層；

S4：確定BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；

S5：根據(jù)所確定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，輸入所述指標的歸一化數(shù)值，輸出 植被類型的數(shù)值，確定防護林的水平配置。

上述防護林水平配置方法中，步驟S4中，所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模 型的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的確定具體包括：

采用誤差反傳學習算法，使用梯度搜索技術(shù)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的實際輸 出與期望輸出的均方差最小化；

使用防護林的所述植被類型對所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進行訓練，包括 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)初始化、為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)提供學習樣本、以及對每個學習樣本進 行p循環(huán)；

采用附加動量法修正神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值，調(diào)整神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的自適應(yīng)學 習速率，以及采用Levernberg-Marquart算法使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的誤差平方和 最小。

上述防護林水平配置方法中，步驟S5中，根據(jù)所述網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)輸 出的植被類型的數(shù)值，確定防護林的水平配置具體包括：求解該數(shù)值 與防護林原有植被類型數(shù)值的差值，確定防護林的水平配置結(jié)果。

上述防護林水平配置方法中，所述指標包括：海拔、坡向、坡度、 坡位、裸巖率、土壤類型、土壤厚度和土壤質(zhì)地中的一種或幾種。

上述防護林水平配置方法中，所述歸一化處理采用premnmx函 數(shù)。

上述防護林水平配置方法中，所述BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)包含多層隱含層。

上述防護林水平配置方法中，所述海拔由GPS測定，所述坡度由 手持羅盤儀測定。

(三)有益效果

上述技術(shù)方案所提供的防護林水平配置方法中，以“近自然林業(yè)” 為理論基礎(chǔ)，以BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法為工具，以林地自然、地理、氣候 條件為源數(shù)據(jù)對防護林林種配置進行研究，能使防護林的林種符合自 然地理氣候條件，達到防護效果。

附圖說明

圖1是BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入輸出結(jié)構(gòu)圖示；

圖2是本發(fā)明實施例的防護林水平配置方法的流程圖；

圖3是本發(fā)明實施例中土門西溝流域防護林配置前的林種分布示 意圖；

圖4是本發(fā)明實施例中土門西溝流域防護林配置后的林種分布示 意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和實施例，對本發(fā)明的具體實施方式作進一步詳細 描述。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。