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地基激光三维扫描技术(TLS)提供的点云数据可以无损测量林木上部直径,从而提高林木参数提取的精度。采用这一技术可以为林木三维建模、生长研究、森林资源变化监测提供新途径,尤其是基于地基激光数据分析杨树造林密度对测树因子的影响从而优选造林密度,可以为人工林培育选择最佳方案、实现森林可持续经营、合理利用森林资源以缓解森林资源短缺提供科学依据。本研究的方法是基于地基激光数据,利用K均值聚类对点云数据进行林木定位分割并分层次提取林木主干,在树干横断面的点云切片基础上自动提取林木直径、树高参数,为不同造林密度杨树林分提供活立木基础数据;通过测树因子以及削度方程拐点进一步分析不同造林密度林分的造材质量,建立基于地基激光数据的分密度林分收获预估模型。基于地基激光数据和以上研究方法对4种不同造林密度由高到低(株行距配置3m×8m、5m×5m、4.5m×8m、6m×6m)和3种无性系(南林-95杨、南林-797杨、南林-895杨)的杨树实验林进行研究,主要研究结果与结论如下:(1)基于地基激光数据的林木参数自动提取的精度较高。最小二乘法的直径自动提取精度(P)最高达到96%,效果优于Hough变换检测圆方法,树高提取精度(P)达到95.3%。对林木胸径、树高、单株材积有显著性影响的因子有:造林密度、株行距配置、无性系、造林密度×无性系的交互作用,其中以低密度正方形株行距配置6m×6m林分显著大于其他林分,平均值分别为24.96cm、24.5m、0.4883 m~3,树干干形以高密度林分较为饱满,低密度林分相对尖削。(2)基于地基激光数据自动提取不同造林密度活立木林木参数数据进行树干干形模型研建,高密度、低密度、不分密度林分的胸高形数与形率关系式模型都以式5.1.1-4较优,不同造林密度林分的削度方程模型都以5.1.2-3即分段削度方程模型较优。低密度最优削度方程拟合的效果高于高密度,高密度林分之间以及低密度林分之间各参数值非常接近。高密度上、下拐点相对高度为0.94、0.23,低密度上下拐点相对高度为0.81、0.09,结果表明高密度树干干形饱满,低密度树干尖削。高密度下正方形株行距配置(5m×5m)促进树干干形优生长,低密度下不同株行距配置的树干干形无明显差异。(3)基于地基激光数据建立的最优削度方程模型编制的分密度二元材积表以及材种出材率表,估计单株材积以低密度株行距配置6m×6m最大达到0.5819m~3。单株小径材材种出材率以高密度株行距配置3m×8m最大达到18.80%,中径材材种出材率以低密度株行距配置6m×6m的林分最大达到40.87%。分析4种不同造林密度单位面积林分总蓄积、总材种出材量的差异,高密度株行距配置5m×5m与低密度正方形株行距配置6m×6m单位面积林分总蓄积差异不明显都在160 m~3/hm~2以上,单位面积林分总小径材出材量以高密度株行距配置5m×5m林分最大达到25.3594 m~3/hm~2;单位面积林分总中径材出材量以低密度株行距配置6m×6m林分最大达到65.4676 m~3/hm~2。结果表明在不同材种的目的林分造林密度以正方形株行距配置要明显优于矩形株行距配置。