(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210876470.9 (22)申请日 2022.07.25 (71)申请人 中国林业科 学研究院资源信息 研究 所 地址 100091 北京市海淀区东小 府2号 (72)发明人 李海奎　黄金金　张逸如　 (74)专利代理 机构 成都方圆聿联专利代理事务 所(普通合伙) 51241 专利代理师 张淑枝 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/18(2006.01) (54)发明名称 一种确定天然林 林分年龄的方法 (57)摘要 本发明公开了一种确定天然林林分年龄的 方法， 包括： 选择具有多期实测胸径的保留木计 算林分平均胸径， 以林分胸径 年生长速率为依据 划分林分立地等级， 基于理论生长方程构建林分 平均胸径与相应调查时间间隔之间的统计模型， 为提高基础模 型的适用性和稳定性， 引入密度变 量体现林分特征、 构造立地等级哑变量反映立地 影响并采用起始点约束， 变换模型形式； 由胸径 生长模型反推天然林分的年龄计算公 式， 确定样 地的立地等级， 再根据初期胸径和参数， 估计天 然林分年龄。 本发明通过保留木的多期胸径数 据， 结合林分密度状况和立地差异， 为天然林分 年龄的估计提供了一种简便的方法， 有效地提高 调查效率和估计精度， 满足林业生产和科研对天 然林分年龄数据的需求。 权利要求书5页 说明书14页 附图3页 CN 115130324 A 2022.09.30 CN 115130324 A 1.一种确定天然林林分年龄的方法， 其特征在于， 包括： 选择具有多期实测胸 径的保留 木计算林分平均胸径， 以林分胸径年生长速率为依据划分林分立地等级， 基于理论生长方 程构建林分平均胸径与相应调查时间间隔之间的统计模型， 再通过模型反推林龄计算公式 确定天然林分年龄 。 2.根据权利要求1所述的一种确定天然林林分年龄的方法， 其特征在于， 包括如下步 骤： 步骤一、 拟合多期林分平均胸径与相应调查时间 间隔的关系， 确定模型参数： 以理论生长方程为基础， 建立林分平均胸径与相应调查 时间间隔的关系模型， 待选的3 个模型形式为： (1)Model  1： 以Mitscherlich生长方程为基础， 通过构造哑变量将立地等级体现在参 数A上， 模型 形式如下： (2)Model  2： 以Richards生长方程为基础， 通过构造哑变量将立地等级体现在参数A 上， 模型形式如下： (3)Model  3： 以Richards生长方程为基础， 通过构造哑变量将立地等级同时体现在参 数A和参数C上， 模型 形式如下： 其中， 式(1)～(5)中： Dgij为第i个样地第j期的林分平均胸径， k为调查期 数， Dgi1为第i个样地 第1期的林分平均胸径， adj为第j期与调查初期的时间间隔， N为立地等级的级数， Sn为哑变 量(即当立地等级属 于第n级时， 其值为1， 否则为0)， d为相邻立地等级间参数a的差值， g为 相邻立地等级 间参数c的差值， BALij为第i个样地第j期的单位面积内林分中所有大于林分 平均胸径的单木的胸高断面积之和， r为与密度有关的参数； 模型参数通过拟合方程后获得： 步骤1‑1、 筛选k个调查期内有k个实测胸径数据的保留木， 每个样地 内的保留木要求不 少于5株， 计算 不同时期下 各样地内保留木的林分平均胸径； 步骤1‑2、 以样地内所有单木为主体， 计算与距离无关的竞争指数BAL； 步骤1‑3、 以首末两期的林分平均胸径确定年 生长速率后， 对建模样地划分立 地等级； 步骤1‑4、 将密度和立 地的影响体现在基础模型中， 并采用起始点约束， 转换模型 形式； 步骤1‑5、 建立多期林分平均胸径与相应调查时间间隔的关系， 采用最小二乘法拟合，权　利　要　求　书 1/5 页 2 CN 115130324 A 2获取模型参数； 步骤二、 反推林分年龄计算公式， 利用模型参数和首期胸径数据估计林分年龄： 步骤2‑1、 由胸径生长模型反推林分年龄的计算公式； 步骤2‑2、 确定样地的立 地等级； 步骤2‑3、 根据样地所处的立地等级明确参数， 再由首期林分平均胸径推算样地的初期 年龄； 步骤2‑4、 根据不同调查时期的时间 间隔可得其余时期下样地的年龄 。 3.根据权利 要求2所述的一种确定天然林林分年龄的方法， 其特征在于： 步骤1 ‑1和1‑2 中， 获取建模数据的处 理过程如下： 林分年龄是林分内各单木年龄的平均值， 同时为了避免样地株数差异影响建模效果， 采用林分平均胸径来估计林分年龄； 基础数据为每间隔一段固定时间的连续调查数据， 每 期调查时记录样地内所有单木的实测胸径， 以第一次调查期作为起始点， 最后一次调查期 作为终点， 共k个调查期； 由于林分内林木竞争会导致树木死亡， 因此筛选样地中k个调查期 内皆存活的保留木参与建模， 即k个调查期内有k个实测胸径数据， 且要求保留木株数不少 于5株， 根据样地内筛选后的保留木胸径计算样地的林分平均胸径Dg， 计算公式如式(6)； 样 地内的所有单木共同反 映林分的密度状况， 因此以所有单木为主体， 计算单位面积上样地 内大于林分平均胸径的单木的胸高断面积之和BAL， 计算公式如式(7)； 林分平均胸径Dg， 计算公式如下： 式中： p为样地内的保留木株数， di为第i株保留木胸径； 与距离无关的竞争指数BAL， 计算公式如下： 式中： T为样地内胸径大于林分平均胸径的单木株数， di为第i株单木胸径， s为样地面 积。 4.根据权利要求3所述的一种确定天然林林分年龄的方法， 其特征在于： 步骤1 ‑3中， 对 样地立地等级划分包括如下步骤： 步骤三、 划分样地的立 地等级： 步骤3‑1、 同一样地的多期林分平均胸径数据皆用样地号标注， 以区分不同的样地并确 保同一样地在不同时期时处于同一 立地等级， 按样地 号升序排列； 步骤3‑2、 采用首末两期的林分平均胸径计算年生长速率v， 降序排列后并采用有序样 本聚类进行初始分级， 获得分类等级数N； 式中： Dgk为样地第k期(最后一期)的林分平均胸径， adk为首末两次调查期的时间 间隔；权　利　要　求　书 2/5 页 3 CN 115130324 A 3