广东二元立木材积表的编制与改进方法的研究

摘要

森林资源的监测与估计是森林资源管理中的重要内容，森林资源的估计主要是森林(林分)的估计，单株立木材积的测定是林分蓄积估计的基础工作，单株立木材积的测定除了直接测定外，主要是按树种，测树控制因子编制的立木材积表确定立木材积，对大量林木材积的确定，材积表是一种有效的方法。　　目前广泛采用的立木材积表有一元立木材积表和二元立木材积表，一元立木材积表的控制因子只有胸径，适用于区域小的范围，二元立木材积表的控制因子有胸径和树高，可适用于大区域的地区，二元立木材积表是编制立木材积表的重要基础，在很多情况下都可用二元立木材积表导算出一元立木材积表。　　材积表的编制涉及多种学科如测树学，数学，计算机，生态学等。建国已来，我国对森林资源调查与林业规划投入了大量的人力，物力，材积表的编制已基本形成了较完整的体系，从方法上大部分是按采用选测一定量的树木胸径和树高，应用伐倒分段求出树木体积，再利用这三者之间的关系导算出各树种的二元材积表。　　本文论述了有效建模样本的组成，分析了回归模型特点，提出了回归模型的的评价指标，并以广东森林调查资料结合生产实践中常用模型进行了分析应用。说明了非线性模型必须要用加权最小二乘算法，并论证了以模型本身构造权函数就是所要的最佳权函数。总结出编制材积表的基本步骤，并根据此步骤对广东杉木二元立木材积表进行了编制。　　应用数学非线性回归理论，以marquardt非线性模型参数辩识为基础，对阻尼最小二乘算法做了改进，提出参数估计新的迭代的公式，分析了估计方法的误差，从而使材积模型的估计精度得到提高，并以山本式二元立木动态材积模型为例对改进的方法进行了检验。以经典抗差理论和最小二乘方法为基础，详细阐述了抗差因子的选取，从抵抗粗差的角度出发，提高了非线性模型在有粗差干扰条件下参数估计的精度，在此基础上提出了抗差估计的迭代公式。

目录

文摘

英文文摘

致谢

第一章绪论

第二章广东立木材积表编制的依据与必要性

第一节研究区基本情况

第二节理论依据与必要性

一、编制的目的与意义

二、理论依据

第三章二元立木材积表编制的基本理论方法

第一节关于加权最小二乘法中权函数的选择与回归模型评价

一、加权最小二乘法的概念

二、关于权函数的选择

三、实例

四、回归模型评价

第二节收集建模样本的基本原则

一、样本单元数

二、样本构成

三、建模样本组织

四.检验样本与精度检验

第三节二元立木材积表编制的步骤

一、前期准备工作

二、建模样本采集

三、样木数据整理

四、建模基本方程选择和模型结构设计

五、模型的拟合

六、模型的检验与评价(关于这一部分前前面已叙述)

七、模型行为分析

八、编写建模说明书

九、二元立木材积模型的用前审批程序

第四章二元立木材积模型的改进算法

第一节非线性模型参数辩识的改进算法及其应用

一、非线性参数的辨识

二、方法的应用与检验

第二节非线性模型抗差最小二乘估计方法

一、粗差与抗差估计

二、基本原理

三、权因子的选取

三、观测中误差方差σ0的最优无偏估计

四、算法的应用与检验

第五章广东杉木二元立木材积表的编制

第一节样本资料的收集与模型拟合检验

一、建模样本组织

二、建模数据的整理

三、模型建立与检验

第二节模型的比较与选择

一、以往用作编制二元立木材积表的模型

二、拟合结果及统计指标

三、结果分析

结论与建议

参考文献