一種新的樹冠競爭度計(jì)算方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新的樹冠競爭度計(jì)算方法。其特征是：首先確定競爭木和對象木，根據(jù)兩棵樹木之間的遮擋判斷是否符合競爭條件，以樹冠遮擋度作為權(quán)重確定Voronoi圖最鄰近點(diǎn)間面的劃分位置，劃分位置即可反映兩棵樹之間的競爭度，重復(fù)上述的步驟判斷每一棵競爭木與對象木之間的最鄰近點(diǎn)間面的劃分位置，從而描述對象樹木與周圍最鄰近木之間的Voronoi圖競爭區(qū)域，計(jì)算圖中每個(gè)相鄰點(diǎn)之間點(diǎn)間面的劃分位置即可得出競爭度。Voronoi樹冠競爭度能較好的描述林木間的競爭狀況，且計(jì)算簡單，數(shù)據(jù)容易獲得，在研究林木競爭中有重要作用。
【專利說明】一種新的樹冠競爭度計(jì)算方法
一、【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新樹冠競爭度計(jì)算方法，其特征是:根據(jù)對象木樹的冠幅大小確定的加權(quán)Voronoi圖面積指標(biāo)從而描述對象樹木的競爭區(qū)域。
二、技術(shù)背景 [0002]植物間的競爭作用是影響植物生長、形態(tài)和存活的主要因素之一。在植物群落特別是天然群落中，競爭是普遍存在的，并且對群落的結(jié)構(gòu)以及演替進(jìn)程具有重要影響。個(gè)體間的競爭是導(dǎo)致群體分化的重要因素之一，樹木間的競爭只有當(dāng)林分發(fā)育到一定階段才會(huì)發(fā)生，競爭出現(xiàn)的早晚與林分的密度、林木的生長特性及立地條件的優(yōu)劣都有直接的關(guān)系。20世紀(jì)60年代以來，很多學(xué)者為了更加準(zhǔn)確地預(yù)測林木生長，相繼提出了許多描述林木競爭強(qiáng)度的數(shù)量指標(biāo)，即競爭指數(shù)系統(tǒng)。雖然競爭指數(shù)在形式上是對樹木間生存空間競爭關(guān)系的數(shù)學(xué)描述，但其實(shí)質(zhì)則是反映樹木生長對物理環(huán)境的需求與現(xiàn)實(shí)生境下樹木對物理環(huán)境的占有量這一對矛盾。
[0003]可變競爭區(qū)域類競爭指標(biāo)指對某一對象木來說其競爭區(qū)域是固定的，而不同對象木之間則是變化的，競爭區(qū)域的大小是對象木某個(gè)描述型指標(biāo)的函數(shù)。Beck用與對象木直徑成比例的競爭半徑選擇競爭木，并用競爭木的斷面積和表示對象木的競爭強(qiáng)弱，比例因子由試驗(yàn)確定。本發(fā)明在此原理的基礎(chǔ)上提出一種新的可變競爭區(qū)域類競爭指標(biāo)——Voronoi樹誕競爭度。
三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]樹冠在樹木的生長過程中具有重要的作用，并且反映了樹木的長期競爭水平。本發(fā)明的目的是通過加權(quán)Voronoi圖來計(jì)算樹冠競爭度。根據(jù)對象木樹的冠幅大小確定的加權(quán)Voronoi圖面積指標(biāo)從而描述對象樹木的競爭區(qū)域。首先確定競爭木和對象木,根據(jù)兩棵樹木之間的遮擋判斷是否符合競爭條件，以樹冠遮擋度作為權(quán)重確定Voronoi圖最鄰近點(diǎn)間面的劃分位置，劃分位置即可反映兩棵樹之間的競爭度，重復(fù)上述的步驟判斷每一棵競爭木與對象木之間的最鄰近點(diǎn)間面的劃分位置，從而描述對象樹木與周圍最鄰近木之間的Voronoi圖競爭區(qū)域,計(jì)算Voronoi圖中每個(gè)相鄰點(diǎn)之間點(diǎn)間面的劃分位置即可得出競爭度。確定兩棵樹是否存在競爭的條件是:首先，水平東西方向上:當(dāng)X1-(WjWj)/^ < Xj< xi+(wi+wJ)/2時(shí),競爭木j對對象木i存在競爭，反之，不存在競爭。其中:X1、Xj分別為對象木和競爭木的東西坐標(biāo)，，分別為對象木、競爭木的東西冠幅。然后，在選擇的競爭木基礎(chǔ)上再進(jìn)行東西方向上的選擇:當(dāng)hj時(shí)，不存在競爭；當(dāng)≤hj時(shí)，存在競爭。其中為對象木與競爭木的距離，hSTS為對象木的枝下高，h為競爭木的樹聞。
[0005]其中對象木i的遮擋度Qsi的計(jì)算公式為:
【權(quán)利要求】
1.一種新的樹冠競爭度計(jì)算方法，其特征是:首先確定競爭木和對象木，根據(jù)兩棵樹木之間的遮擋判斷是否符合競爭條件，以樹冠遮擋度作為權(quán)重確定VOTonoi圖最鄰近點(diǎn)間面的劃分位置，劃分位置即可反映兩棵樹之間的競爭度，重復(fù)上述的步驟判斷每一棵競爭木與對象木之間的最鄰近點(diǎn)間面的劃分位置，從而描述對象樹木與周圍最鄰近木之間的Voronoi圖競爭區(qū)域，計(jì)算Voronoi圖中每個(gè)相鄰點(diǎn)之間點(diǎn)間面的劃分位置即可得出競爭度。
2.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種新的樹冠競爭度計(jì)算方法，其特征是:確定兩棵樹是否存在競爭的條件是:首先，水平東西方向上:當(dāng)X1-(Wfwj) / 2 < Xj < Xi+ (W^Wj) / 2時(shí)，競爭木j對對象木i存在競爭，反之，不存在競爭。其中:χ?、χ]分別為對象木和競爭木的東西坐標(biāo)，WpWp分別為對象木、競爭木的東西冠幅。然后，在選擇的競爭木基礎(chǔ)上再進(jìn)行東西方向上的選擇:當(dāng)hj時(shí)，不存在競爭；當(dāng)≥hj時(shí)，存在競爭。其中:r^.為對象木與競爭木的距離，hSTS為對象木的枝下高，hj為競爭木的樹高。
3.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種新的樹冠競爭度計(jì)算方法，其特征是:其中對象木i的遮擋度Qsi的計(jì)算公式為:
4.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種新的樹冠競爭度計(jì)算方法，其特征是:其中根據(jù)對象木的樹冠遮擋度作為權(quán)重確定Voronoi圖最鄰近點(diǎn)間面的劃分位置的計(jì)算公式是:
5.根據(jù)權(quán)利要求書I所述的一種新的樹冠競爭度計(jì)算方法，其特征是:其中競爭度的計(jì)算公式為:
【文檔編號】G06F19/00GK103617339SQ201310121929
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年4月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月10日
【發(fā)明者】馮仲科, 鞏垠熙, 樊江川 申請人:北京林業(yè)大學(xué)