[发明专利]一种顾及邻域与地理差异的林分平均高与胸径计算方法

摘要

本发明公开了一种顾及邻域与地理差异的林分平均高与胸径计算方法，包括数据提取、地域区域统计、建立分层数据集、模型训练、模型精度修正、模型计算和检查整体数据几个环节。本发明提出了一个以生长环境、树种、经营状况与各类调查数据为基础，对具有历史调查数据而又缺乏生长模型或现有生长模型不适用的树种结合现有常见的各类生长模型的建模过程，并应用空间区域统计、空间插值、地理加权回归、机器学习以及ArcGIS软件构建模型，能根据数据情况自我学习与优化的区域小班优势树种平均树高与平均胸径计算方法，可在区域范围内针对目标小班动态建立计算模型对小班的平均树高与胸径进行计算，可为森林蓄积量的计算提供可靠的数据支撑。

主权项

1.一种顾及邻域与地理差异的林分平均高与胸径计算方法，其特征在于：所述计算方法包括下列步骤：1)数据提取：A、使用森林资源管理平台软件,复制上一年度森林资源小班数据，备份小班平均高、平均胸径，并清空小班平均高、平均胸径，将小班数据分解为具备自然生长模型的树种小班和缺乏自然生长模型的树种小班,采用相应的模型进行数据更新,将缺乏自然生长模型小班数据按树种、年龄、县及林场范围、林木权属建立层次图层，将年龄相应的加1，建立待计算目标树种小班分布数据集T0；B、根据T0中树种、年龄、县及林场范围、林木权属从上一年度森林资源小班数据中分别提取相应的小班数据，建立对应的图层数据集S0；C、整理年度伐区调查数据D1，并将树高、胸径根据年龄、树种、小班号修正或回填至S0相应的小班；2)地理区域统计：A、应用ArcGIS软件的区域统计功能对T0与S0中各小班按图形区域统计土壤分布数据D3、生物气候变量数据D4、太阳辐射量D5‑2、地形信息D5‑3的各个指标数据，在T0与S0中新增相应的字段将值填入对应新建的字段中；B、经营管理抚育数据D2在缺乏经营措施数据的情况下使用林木权属；C、流域分类数据D5‑1根据水文分析工具获取的各流域分布数据，在区域内按由西至东，自北向南进行统一编号，将编号结果赋值至T0与S0数据集的流域字段中；3)建立分层数据集：应用ArcGIS软件中的选择功能按树种、年龄、林木权属将T0与S0按年龄层级分层,建立T1与S1数据集，同时如果存在上一年度外业核实调查数据,则这一部分数据相应也加入至S1数据集中；4)模型训练：针对S1数据集中各树种、年度小班数据层,分别进行模型训练与精度检查，保存满足精度要求的模型并用该模型计算对应的T1数据集中的小班图层数据进行步骤6)模型计算，对于不满足精度要求的模型进行步骤5)模型精度修正；5)模型精度修正：从不满足建模精度要求的树种的历史小班分布数据中，随机或系统抽取40％的小班数据生成外业补充调查数据，进行树高、胸径外业补充调查，将调查数据返回至S1数据集中，然后重新开展步骤4)模型训练至模型精度达到要求。同时该部分数据亦将进入下一年度模型训练中；6)模型计算：应用步骤4)模型训练的模型结果对T1数据集中相应的树种、年龄所对应的小班数据进行计算，对异常数据进行检查与修正；7)检查成果数据：检查数据处理精度，精度不满足要求的数据则进行步骤5)模型精度修正，精度满足要求则将结果应用模型的predict函数或SQL语句的Update命令更新至T0，然后生成最终年度更新成果数据T3。