[發(fā)明專利]一種依賴于相鄰木特征的林木冠幅估算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710840970.6
• 申請日: 2017-09-18
• 公開（公告）號: CN107590540B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李永亮;張懷清;楊廷棟;馬載陽
• 申請（專利權(quán)）人: 中國林業(yè)科學(xué)研究院資源信息研究所
• 主分類號: G06N5/04
• 分類號: G06N5/04
• 代理公司: 北京市商泰律師事務(wù)所 11255
• 代理人: 毛燕生

一種依賴于相鄰木特征的林木冠幅估算方法，屬于森林經(jīng)理學(xué)及計算機程序技術(shù)領(lǐng)域。相鄰木冠幅與距對象木距離計算步驟，建立相鄰木冠幅、距對象木距離與對象木與相鄰木冠幅比值間模糊推理規(guī)則步驟，由相鄰木特征直接估算對象木冠幅。本發(fā)明方法定義了相鄰木冠幅與距對象木距離兩個自變量計算方法，以對象木與相鄰木冠幅比值作為因變量，建立了自變量與因變量間的模糊推理規(guī)則，描述了對象木冠幅與相鄰木冠幅、距離與方位等特征因子間存在的復(fù)雜映射關(guān)系。本發(fā)明方法可在不加入對象木屬性特征的前提下，根據(jù)空間結(jié)構(gòu)單元相鄰木特征，直接實現(xiàn)對對象木冠幅的有效估算。同時，可為探索林木生長、調(diào)控機理，構(gòu)建森林智能模型提供技術(shù)參考。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種依賴于相鄰木特征的林木冠幅估算方法，屬于森林經(jīng)理學(xué)及計算機程序技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

林木冠幅是表征林木形態(tài)結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵指標(biāo)，是其相鄰木生長影響作用的結(jié)果，同時也是預(yù)測森林生長收獲的重要變量。林木冠幅的估算不僅對評價其生存環(huán)境適宜性、健康程度具有重要作用，也為材積與生物量測定、削度方程建立、指導(dǎo)森林經(jīng)營實踐活動提供了可參考的量化因子。

林木形態(tài)結(jié)構(gòu)因子、林分特征因子與競爭因子是林木冠幅估算常用參數(shù)。現(xiàn)有成果中對象木林木冠幅估算模型自變量除含其他因子外，大多含有對象木林木自身測樹因子(胸徑、樹高等)，估算精度與對象木冠幅與其他測樹因子間固有的相關(guān)程度是分不開的，如此，無法直接反映相鄰木對對象木冠幅的影響。

林木冠幅的形成除受其自身遺傳因素的影響外，更多的是受其相鄰木的影響作用，且關(guān)系復(fù)雜。不加入對象木特征因子，建立直接由空間結(jié)構(gòu)單元內(nèi)相鄰木特征估算對象木其他特征的關(guān)系模型，需要解決如何表達其中太多的不確定性和復(fù)雜的非線性映射關(guān)系的問題。智能化算法為其提供了解決途徑，自適應(yīng)神經(jīng)模糊系統(tǒng)具有自學(xué)習(xí)和模糊邏輯推理能力，是處理模型未知、不確定性、非線性、復(fù)雜系統(tǒng)建模問題的強有力手段，能夠建立輸入輸出間的映射關(guān)系模型，為描述相鄰木特征與對象木冠幅間復(fù)雜關(guān)系提供了基礎(chǔ)的技術(shù)方法。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,針對相鄰木特征與對象木冠幅間復(fù)雜關(guān)系，結(jié)合自適應(yīng)神經(jīng)模糊系統(tǒng)，從相鄰木特征出發(fā)，提出一種依賴于相鄰木特征的林木冠幅估算方法，構(gòu)建不含林木自身測樹因子的冠幅估算方法，實現(xiàn)在林木自身測樹因子未知情況下的林木冠幅估算。

一種依賴于相鄰木特征的林木冠幅估算方法，針對相鄰木特征對對象木冠幅影響關(guān)系反映不足的問題，通過構(gòu)建相鄰木冠幅與距對象木距離計算，相鄰木冠幅、距對象木距離與對象木與相鄰木冠幅比值間模糊推理規(guī)則兩個核心方法，解決由相鄰木特征直接估算對象木冠幅的問題，實現(xiàn)依賴于相鄰木特征的林木冠幅估算方法，為揭示冠幅形成影響因子提供方法參考，以提高林木冠幅智能化估算水平。

一種依賴于相鄰木特征的林木冠幅估算方法，包括以下步驟：相鄰木冠幅與距對象木距離計算步驟，建立相鄰木冠幅、距對象木距離與對象木與相鄰木冠幅比值間模糊推理規(guī)則步驟。

相鄰木冠幅與距對象木距離計算步驟：

第一步、以0°-359°(正北、正東、正南、正西)將水平空間劃分為4個象限；若4株最近相鄰木中存在任意兩株與正東方向的夾角之差小于等于5度，則選定距中心木距離較近者為最近相鄰木，舍棄距離較遠者，同時另增選1株最近相鄰木；若最近4株木分別位于4個象限，則不增加林木，但若哪個象限無林木，則增選本象限一株距離最近林木為相鄰木，直至4個象限均有林木存在為止；

第二步、將相鄰木冠幅CW_相、距對象木距離D_相作為估計對象木冠幅 CW_對的特征變量，具體計算時將CW_對/CW_相作為估計值；