立地質(zhì)量評價方法研究與模型輔助構(gòu)建系統(tǒng)研建 ——以廣西高峰林場杉木為例
發(fā)布時間:2021-09-25 13:50
立地質(zhì)量評價對林木經(jīng)營與決策具有重要作用,是科學(xué)造林以及后續(xù)經(jīng)營的前提條件。本文針對立地質(zhì)量評價模型的構(gòu)建方法進(jìn)行了研究,以廣西杉木人工林為研究對象,分別采用變動系數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)差調(diào)整法、數(shù)量化方法、基于BP網(wǎng)絡(luò)的潛在生長量法完成了3種模型構(gòu)建。基于3種模型構(gòu)建方法設(shè)計開發(fā)了立地質(zhì)量評價模型輔助構(gòu)建系統(tǒng)。具體研究內(nèi)容與結(jié)果如下:(1)以標(biāo)準(zhǔn)差調(diào)整法與變動系數(shù)調(diào)整法構(gòu)建適用于有林地的地位指數(shù)模型,該方法所構(gòu)建的模型為參數(shù)化模型。模型構(gòu)建過程中確定了Richards方程為杉木最佳生長方程,并依據(jù)變動系數(shù)變化率確定杉木基準(zhǔn)年齡為20a。最后通過解析木數(shù)據(jù)對構(gòu)建的兩種模型進(jìn)行檢驗,結(jié)果表明:變動系數(shù)調(diào)整法整體精度高于標(biāo)準(zhǔn)差調(diào)整法,均方根誤差相比標(biāo)準(zhǔn)差調(diào)整法低了10%,且R2更高。(2)為了兼顧宜林地立地質(zhì)量評價的情況,本文利用數(shù)量化方法I理論,以7種環(huán)境因子為輸入變量,以地位指數(shù)為輸出變量,構(gòu)建了可用于宜林地的立地質(zhì)量評價模型。通過因子貢獻(xiàn)度分析得到影響廣西杉木立地質(zhì)量的環(huán)境因子,按貢獻(xiàn)度由大到小依次為土層厚度、腐殖層厚度、坡向、坡度、枯枝落葉層厚度、坡位、海拔。與前人研究對比...
【文章來源】:北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線圖
立地質(zhì)量評價方法研究與模型輔助構(gòu)建系統(tǒng)研建——以廣西高峰林場杉木為例12目劃分出了若干等級,稱為類目,最終通過線性擬合方法確定各類目的權(quán)重,從而得出最終關(guān)系式。具體公式如下(董文泉等,1979):=∑∑(,)+(=1,2,……)=1=1(2-5)式中i為樣本,j為項目,k為類目,為要求的各類目的未知參數(shù),為抽樣誤差,由式(2-6)給出:(,)={1,項目,類目存在值0,否則(2-6)本文采用數(shù)量化理論I,建立立地因子與地位指數(shù)之間的關(guān)系模型,用于宜林地的立地質(zhì)量評價。2.2.3BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP(Backpropagation)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由Rumelhart和McClelland等科學(xué)家于1986年提出,是一種誤差逆向傳播的多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(聞新等,2015)。算法的基本思想是利用輸出后的誤差來估計輸出層前一層的誤差,再利用這層誤差來估計更前一層的誤差,如此獲取所有的各層誤差估計,通過反向傳播不斷的調(diào)整網(wǎng)絡(luò)各層的連接權(quán)值和閾值,使輸出的誤差達(dá)到符合的要求(王小川等,2013)。圖2.1BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖Figure2.1TopologicalstructureofBPneuralnetwork
立地質(zhì)量評價方法研究與模型輔助構(gòu)建系統(tǒng)研建——以廣西高峰林場杉木為例30業(yè)務(wù)層包含了系統(tǒng)所需要的所有功能的實現(xiàn)算法與處理流程,模型的具體構(gòu)建流程在業(yè)務(wù)層相關(guān)類中進(jìn)行封裝,這些類提供接口供表示層調(diào)用;模型解析器作為核心類庫屬于業(yè)務(wù)層的一部分。業(yè)務(wù)層另一個作用是與數(shù)據(jù)層交互,將處理的結(jié)果向下傳遞到數(shù)據(jù)層進(jìn)行持久化,或從數(shù)據(jù)層抽取元信息進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)層封裝了對數(shù)據(jù)庫的操作邏輯,包括存儲過程調(diào)用、數(shù)據(jù)庫事務(wù)、表操作函數(shù)等,該層使得數(shù)據(jù)庫對業(yè)務(wù)層變得透明,降低業(yè)務(wù)層與數(shù)據(jù)庫耦合度,亦方便了業(yè)務(wù)層對數(shù)據(jù)庫的操作。底層數(shù)據(jù)庫為地理空間數(shù)據(jù)庫與MySQL數(shù)據(jù)庫,分別用于存儲小班地圖及其屬性數(shù)據(jù)、評價模型與模型構(gòu)建方法。系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖5.1所示。圖5.1系統(tǒng)架構(gòu)圖Figure5.1Systemarchitecture5.2.2系統(tǒng)功能模塊設(shè)計根據(jù)需求分析,本文對立地質(zhì)量評價模型輔助構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)行了功能結(jié)構(gòu)設(shè)計。根據(jù)需求分析可知系統(tǒng)應(yīng)分為四部分:模型構(gòu)建模塊、模型解析器、模型管理模塊、地圖操作模塊。(1)模型構(gòu)建模塊1)模型構(gòu)建源數(shù)據(jù)加載功能系統(tǒng)在模型構(gòu)建時支持多種源數(shù)據(jù)格式,包括矢量地圖小班數(shù)據(jù)、Excel表格、滿足一定格式的文本文檔。該功能用于從多種數(shù)據(jù)源導(dǎo)入模型構(gòu)建所需的基本因子,以便后續(xù)建模時使用。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于清查數(shù)據(jù)的立地質(zhì)量評價方法準(zhǔn)確性分析[J]. 劉智軍,朱麗艷,吳恒,孔雷. 西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)). 2019(05)
[2]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的廣東省針闊混交異齡林立地質(zhì)量評價[J]. 沈劍波,王應(yīng)寬,雷相東,雷淵才,汪求來,葉金盛. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2019(05)
[3]樺木溝林場華北落葉松人工林立地質(zhì)量評價研究[J]. 王玉芝,劉紅梅,呂世杰,劉麗英,劉清泉. 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(04)
[4]吉林省林地立地質(zhì)量評價及生產(chǎn)潛力研究[J]. 付曉,曹霖,王雪軍,張璐. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報. 2019(05)
[5]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和不同立地質(zhì)量的森林蓄積量遙感估測[J]. 劉唐,江濤,李昂,郭連杰. 山東科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(02)
[6]遼東山區(qū)油松建筑材林立地質(zhì)量評價研究[J]. 劉平,于磊,李仁平,王玉濤. 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2019(01)
[7]基于隨機(jī)森林模型的天然林立地生產(chǎn)力預(yù)測研究[J]. 高若楠,謝陽生,雷相東,陸元昌,蘇喜友. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報. 2019(04)
[8]基于林分潛在生長量的立地質(zhì)量評價方法與應(yīng)用[J]. 雷相東,符利勇,李?,李玉堂,唐守正. 林業(yè)科學(xué). 2018(12)
[9]林業(yè)信息化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用[J]. 袁首乾,陳秀娟,鄧新禹. 農(nóng)業(yè)與技術(shù). 2017(11)
[10]高峰林場多樹種人工林之間土壤差異分析和對策[J]. 莫冰萍,伍輝勇. 綠色科技. 2017(09)
博士論文
[1]基于生長過程的吉林省林分類型分類與潛在生產(chǎn)力預(yù)估[D]. 段光爽.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2018
[2]西南樺人工林生長模擬及立地質(zhì)量評價[D]. 唐誠.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2017
[3]河北省楊樹速生林培育決策支持系統(tǒng)若干問題的研究[D]. 海占廣.北京林業(yè)大學(xué) 2009
[4]森林資源資產(chǎn)評估專家系統(tǒng)研究[D]. 呂勇.中南林學(xué)院 2004
碩士論文
[1]服務(wù)于人工林經(jīng)營的知識方法模型庫系統(tǒng)研建[D]. 李宜瑾.北京林業(yè)大學(xué) 2019
[2]桉樹立地質(zhì)量評價與適宜性研究[D]. 杜雨菲.北京林業(yè)大學(xué) 2019
[3]立地質(zhì)量評價方法與系統(tǒng)研建[D]. 范闊.北京林業(yè)大學(xué) 2019
[4]浙江省毛竹林立地分類與立地質(zhì)量評價研究[D]. 沈錢勇.浙江農(nóng)林大學(xué) 2019
[5]基于森林資源連續(xù)清查數(shù)據(jù)的浙江省杉木林立地質(zhì)量評價[D]. 楊海賓.浙江農(nóng)林大學(xué) 2019
[6]魯中山區(qū)主要針葉林立地質(zhì)量評價[D]. 朱勁.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2019
[7]地形因子對紅松人工林土壤養(yǎng)分影響及評價[D]. 李剛.東北林業(yè)大學(xué) 2019
[8]將樂林場杉木人工林立地類型劃分與立地質(zhì)量評價[D]. 李艷潔.北京林業(yè)大學(xué) 2017
[9]濟(jì)南市南部山區(qū)立地類型劃分與工程造林關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 秦樂.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2009
本文編號:3409852
【文章來源】:北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:58 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線圖
立地質(zhì)量評價方法研究與模型輔助構(gòu)建系統(tǒng)研建——以廣西高峰林場杉木為例12目劃分出了若干等級,稱為類目,最終通過線性擬合方法確定各類目的權(quán)重,從而得出最終關(guān)系式。具體公式如下(董文泉等,1979):=∑∑(,)+(=1,2,……)=1=1(2-5)式中i為樣本,j為項目,k為類目,為要求的各類目的未知參數(shù),為抽樣誤差,由式(2-6)給出:(,)={1,項目,類目存在值0,否則(2-6)本文采用數(shù)量化理論I,建立立地因子與地位指數(shù)之間的關(guān)系模型,用于宜林地的立地質(zhì)量評價。2.2.3BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP(Backpropagation)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)由Rumelhart和McClelland等科學(xué)家于1986年提出,是一種誤差逆向傳播的多層前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(聞新等,2015)。算法的基本思想是利用輸出后的誤差來估計輸出層前一層的誤差,再利用這層誤差來估計更前一層的誤差,如此獲取所有的各層誤差估計,通過反向傳播不斷的調(diào)整網(wǎng)絡(luò)各層的連接權(quán)值和閾值,使輸出的誤差達(dá)到符合的要求(王小川等,2013)。圖2.1BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖Figure2.1TopologicalstructureofBPneuralnetwork
立地質(zhì)量評價方法研究與模型輔助構(gòu)建系統(tǒng)研建——以廣西高峰林場杉木為例30業(yè)務(wù)層包含了系統(tǒng)所需要的所有功能的實現(xiàn)算法與處理流程,模型的具體構(gòu)建流程在業(yè)務(wù)層相關(guān)類中進(jìn)行封裝,這些類提供接口供表示層調(diào)用;模型解析器作為核心類庫屬于業(yè)務(wù)層的一部分。業(yè)務(wù)層另一個作用是與數(shù)據(jù)層交互,將處理的結(jié)果向下傳遞到數(shù)據(jù)層進(jìn)行持久化,或從數(shù)據(jù)層抽取元信息進(jìn)行處理。數(shù)據(jù)層封裝了對數(shù)據(jù)庫的操作邏輯,包括存儲過程調(diào)用、數(shù)據(jù)庫事務(wù)、表操作函數(shù)等,該層使得數(shù)據(jù)庫對業(yè)務(wù)層變得透明,降低業(yè)務(wù)層與數(shù)據(jù)庫耦合度,亦方便了業(yè)務(wù)層對數(shù)據(jù)庫的操作。底層數(shù)據(jù)庫為地理空間數(shù)據(jù)庫與MySQL數(shù)據(jù)庫,分別用于存儲小班地圖及其屬性數(shù)據(jù)、評價模型與模型構(gòu)建方法。系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖5.1所示。圖5.1系統(tǒng)架構(gòu)圖Figure5.1Systemarchitecture5.2.2系統(tǒng)功能模塊設(shè)計根據(jù)需求分析,本文對立地質(zhì)量評價模型輔助構(gòu)建系統(tǒng)進(jìn)行了功能結(jié)構(gòu)設(shè)計。根據(jù)需求分析可知系統(tǒng)應(yīng)分為四部分:模型構(gòu)建模塊、模型解析器、模型管理模塊、地圖操作模塊。(1)模型構(gòu)建模塊1)模型構(gòu)建源數(shù)據(jù)加載功能系統(tǒng)在模型構(gòu)建時支持多種源數(shù)據(jù)格式,包括矢量地圖小班數(shù)據(jù)、Excel表格、滿足一定格式的文本文檔。該功能用于從多種數(shù)據(jù)源導(dǎo)入模型構(gòu)建所需的基本因子,以便后續(xù)建模時使用。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于清查數(shù)據(jù)的立地質(zhì)量評價方法準(zhǔn)確性分析[J]. 劉智軍,朱麗艷,吳恒,孔雷. 西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)). 2019(05)
[2]基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的廣東省針闊混交異齡林立地質(zhì)量評價[J]. 沈劍波,王應(yīng)寬,雷相東,雷淵才,汪求來,葉金盛. 北京林業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2019(05)
[3]樺木溝林場華北落葉松人工林立地質(zhì)量評價研究[J]. 王玉芝,劉紅梅,呂世杰,劉麗英,劉清泉. 內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(04)
[4]吉林省林地立地質(zhì)量評價及生產(chǎn)潛力研究[J]. 付曉,曹霖,王雪軍,張璐. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報. 2019(05)
[5]基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和不同立地質(zhì)量的森林蓄積量遙感估測[J]. 劉唐,江濤,李昂,郭連杰. 山東科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2019(02)
[6]遼東山區(qū)油松建筑材林立地質(zhì)量評價研究[J]. 劉平,于磊,李仁平,王玉濤. 沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2019(01)
[7]基于隨機(jī)森林模型的天然林立地生產(chǎn)力預(yù)測研究[J]. 高若楠,謝陽生,雷相東,陸元昌,蘇喜友. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報. 2019(04)
[8]基于林分潛在生長量的立地質(zhì)量評價方法與應(yīng)用[J]. 雷相東,符利勇,李?,李玉堂,唐守正. 林業(yè)科學(xué). 2018(12)
[9]林業(yè)信息化技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用[J]. 袁首乾,陳秀娟,鄧新禹. 農(nóng)業(yè)與技術(shù). 2017(11)
[10]高峰林場多樹種人工林之間土壤差異分析和對策[J]. 莫冰萍,伍輝勇. 綠色科技. 2017(09)
博士論文
[1]基于生長過程的吉林省林分類型分類與潛在生產(chǎn)力預(yù)估[D]. 段光爽.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2018
[2]西南樺人工林生長模擬及立地質(zhì)量評價[D]. 唐誠.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2017
[3]河北省楊樹速生林培育決策支持系統(tǒng)若干問題的研究[D]. 海占廣.北京林業(yè)大學(xué) 2009
[4]森林資源資產(chǎn)評估專家系統(tǒng)研究[D]. 呂勇.中南林學(xué)院 2004
碩士論文
[1]服務(wù)于人工林經(jīng)營的知識方法模型庫系統(tǒng)研建[D]. 李宜瑾.北京林業(yè)大學(xué) 2019
[2]桉樹立地質(zhì)量評價與適宜性研究[D]. 杜雨菲.北京林業(yè)大學(xué) 2019
[3]立地質(zhì)量評價方法與系統(tǒng)研建[D]. 范闊.北京林業(yè)大學(xué) 2019
[4]浙江省毛竹林立地分類與立地質(zhì)量評價研究[D]. 沈錢勇.浙江農(nóng)林大學(xué) 2019
[5]基于森林資源連續(xù)清查數(shù)據(jù)的浙江省杉木林立地質(zhì)量評價[D]. 楊海賓.浙江農(nóng)林大學(xué) 2019
[6]魯中山區(qū)主要針葉林立地質(zhì)量評價[D]. 朱勁.山東農(nóng)業(yè)大學(xué) 2019
[7]地形因子對紅松人工林土壤養(yǎng)分影響及評價[D]. 李剛.東北林業(yè)大學(xué) 2019
[8]將樂林場杉木人工林立地類型劃分與立地質(zhì)量評價[D]. 李艷潔.北京林業(yè)大學(xué) 2017
[9]濟(jì)南市南部山區(qū)立地類型劃分與工程造林關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 秦樂.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2009
本文編號:3409852
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