基于地面激光点云数据的单木三维重建方法

目的 使用地面三维点云数据,提出一种单株树木三维网格模型重建方法,为精准获取测树因子提供技术支撑。 方法 对获取的点云进行预处理,使用k-d树构建近邻关系图,用Dijkstra算法求算出子图的根。检测出有效路径后,使用探测半径计算关键路径。计算树枝骨架,然后对初始骨架进行Bezier曲线半径平滑,得到平滑的骨架,再将骨架连接,使用半径平滑和圆柱拟合减少点云密度小造成的拟合不足的情况,能够最大限度保留树枝的细节。结果 使用3株落叶松点云数据构建了树枝树干表面网格模型,重建了树木三维结构。将树干、树枝的三维网格模型与点云匹配后,效果较好;所构建的模型能够进行细小枝条的重建,而不是模拟细枝,通过观察重建结果,一级枝的重建效果非常好,大的二级枝也能得到很好的展示;整套算法计算快速,计算时间与枝条的复杂程度、连接关系有关。结论 基于关键路径探测的方法能够很好地构建树木的三维网格模型,可以用于单株树木测树因子的精确提取。     

森林作业法的历史发展与面向我国森林经营规划的三级作业法体系

从森林作业法的发展历史和概念定义开始,19世纪初期在德国执行的作业法技术体系中,第1级产品目标分为两个大类,第2级按森林形态分为5个小类,第3级按作业方式划分出14个具体的作业法。简要说明了森林作业法技术体系在全球不同区域的演化和应用发展情况;在中国多功能森林经营科学定义的基础上,论述了我国三级结构的多功能森林作业法的方法学要点,理解应用“自然与人工协同合力”的核心科学机理和“多层次、多功能、近自然、全周期”的技术关键,阐述了规范经营方式和主导功能的一级森林作业法、规范森林类型或树种组成的二级作业法和规范林分全周期经营计划的三级作业法的体系架构及关键技术要领,展示了技术体系在国家、省级森林经营样板基地的示范应用情况和初步效益结果。综合分析认为,混交林、保留性择伐作业和保障部分优势林木生命过程的经营计划等三方面技术是实现森林生态系统经营的关键技术,是践行“绿水青山就是金山银山”重要思想的现代林业经营模式,持续执行将有利于推动生态文明社会的发展。     

海南岛东北部木麻黄立木生物量建模

【目的】木麻黄是海南岛沿海主要的造林防护树种,量化估测木麻黄林生物量有利于明确木麻黄的碳汇贡献能力。【方法】以海南岛东林场木麻黄林为研究对象,选取了44株标准木,并获得其生物量实测数据。基于筛选的41株木麻黄样木生物量数据,分别选出地上和地下生物量最优独立模型,依据非线性度量误差模型的理论和求解方法,以及地上、地下生物量与材积变量之间的转换关系,建立了木麻黄地上生物量和地下生物量相容性模型,并采用加权回归消除各模型的异方差。【结果】地上、地下生物量最优独立模型为以胸径D为自变量的一元方程,立木材积的最优独立模型为以胸径D和树高H为自变量的二元独立模型; 非线性度量误差联立方程组能够很好地解决生物量相容性的问题,地上、地下生物量和立木材积的决定系数R²均大于0.95,并很好地改进了单株预测精度(平均百分标准误差E_MPSE均小于10%)和控制了平均预估误差; 同时,得出生物量转换因子(E_BCEF)和根茎比(R)的二元方程。【结论】此次建立的木麻黄生物量非线性联立方程组可用于大范围尺度估算木麻黄防护林的生物量及其碳储能力。     

加勒比松人工林近自然化改造中的发展类型设计

针对海南加勒比松人工林存在的立地条件衰退、生物多样性降低和林分稳定性变差等问题,运用近自然经营中的理论和方法并结合当地的实际情况,对加勒比松人工林进行相应的森林发展类型设计,通过相应的经营作业实现加勒比松林多效益、可持续发展的目标。     

两种不同起源华北落叶松林空间点格局及植物多样性

【目的】分析山西省黑茶山国家级自然保护区两种不同起源类型落叶松人工林和天然林径级和林层特征,并对落叶松种群空间分布点格局特征和种群对邻域物种多样性的影响效应进行研究。【方法】 采用g(r)函数点格局方法对优势种群落叶松不同生长阶段个体(小树、中树和大树)的空间分布点格局进行研究; 用单物种-面积关系模型(mISAR模型)分析样地中乔木树种对局域群落多样性的影响。【结果】两种不同起源的落叶松林内落叶松种群呈正态分布,根据林木胸径(DBH)将落叶松分为小(5 cm≤DBH<10 cm)、中(10 cm≤DBH<30 cm)、大(DBH≥30 cm)3个阶段。人工林和天然林小、中、大3个不同阶段的株数比分别为10:3:4和10:3:6,树种多样性分别为0.96、0.54、0.52和1.27、0.94、0.63。两种起源落叶松林空间点格局分布总体均表现为小尺度上的聚集分布和中大尺度上的随机分布。此外,两种起源的落叶松林内物种在调查尺度范围内均表现为单物种所有个体对邻域全部树种的丰富度起到促进作用。【结论】研究区长期的干扰使两种起源类型的落叶松林具有较为相似的水平结构和垂直结构,中径级林木个体多但小径级和大径级较少,种群难以实现世代交替。