森林经营决策模拟系统研究——以天然混交林为例

摘要

通过模拟生成一个与现实林分相似的虚拟林分,应用Weibull分布、Monte Carlo方法和随机分布方法对林分的直径结构进行模拟；利用数学分析和统计方法计算林分经营决策因子:根据林分经营决策因子的决策准则,建立森林经营决策模型,然后对其进行检验。由此构建了森林经营决策模拟系统(FMDSS),并研制了模拟系统软件。
　　 森林经营决策模拟系统(FMDSS)的核心部分包括林分直径结构模拟模块,林木水平位置模拟模块,森林经营决策因子计算模块和森林经营决策模块。
　　 以Microsoft Visual Basic6.0为软件开发工具,通过优化设计,开发出界面友好、功能丰富、易于维护和升级、便于扩充的模拟系统。该系统集成了数据库(Access)、表格处理与图形图像处理等先进技术,提高了系统的可视化程度。
　　 FMDSS运行表明:模拟系统性能良好、操作与维护方便,并为今后的系统集成预留了技术接口,为模拟系统的持续开发留有充分的空间；可以动态地模拟林分直径结构,模拟结果非常稳定,不论是采用1次模拟(抽样1次)还是10次或上百次模拟(抽样),显示结果与湖南省攸县黄丰桥林场的实测数据的实际分布差异均不显著；能动态地模拟林木的地面位置,每次运行,N株林木的地面位置不同,每次择伐的树木也不一样。
　　 FMDSS融合森林经营决策模拟模型、统计分析、图表处理、计算机程序设计等科学研究方法,是一个可用于科研、教学和生产管理中分析、预测和决策支持的一个重要工具。该系统具有较强的实用性,大大提高了模型与系统应用于科研生产的可行性,并为森林经营决策进一步的研究提供了一个新型的技术平台。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 研究背景及意义

1.1.1 研究背景

1.1.2 研究意义

1.2 国内外研究现状

1.2.1 森林生态系统经营

1.2.2 森林动态模拟的发展

1.2.3 研究模型

1.2.4 森林动态模拟的软件开发及其应用

1.3 本研究的目标和内容

1.3.1 研究目标

1.3.2 研究内容

2 试验区概况与研究方法

2.1 试验区概况

2.1.1 试验区自然概况

2.1.2 试验区社会经济发展情况

2.1.3 试验区森林资源

2.2 研究方法

2.2.1 建模方法

2.2.2 系统设计与软件研制方法

2.2.3 模型检验方法

2.2.4 研究技术路线

3 森林经营决策模拟系统(FMDSS)的模块分析与设计

3.1 虚拟现实林分的模拟理论

3.1.1 Weibull分布理论

3.1.2 Monte Carlo模拟技术

3.2 林分直径结构模拟模块

3.2.1 模拟原理

3.2.2 数据产生的方法

3.2.3 林分直径结构模拟算法

3.2.4 林分直径结构模拟结果与检验

3.3 林木水平位置模拟模块

3.3.1 树木的位置信息分析

3.3.2 随机分布算法

3.4 森林经营决策因子计算模块

3.4.1 多样性指数

3.4.2 大小比数

3.4.3 角度尺

3.4.4 健康指数

3.4.5 空间密度指数

3.4.6 目的树种特性指数

3.4.7 森林经营决策因子的计算

3.5 森林经营决策模块

3.5.1 经营决策因子的决策准则

3.5.2 经营决策模型

4 森林经营决策模拟系统(FMDSS)软件设计与实现

4.1 系统概述

4.1.1 系统设计思想

4.1.2 开发环境

4.1.3 软件系统运行环境

4.2 系统结构设计和功能组成

4.2.1 系统结构设计

4.2.2 系统功能组成

4.2.3 系统主界面结构

4.2.4 系统主流程图

4.3 虚拟林分经营模拟结果分析

4.4 现实林分经营模拟结果分析

5 结论与展望

5.1 结论与创新点

5.2 展望

参考文献

附录 A 程序

附录 B 攻读学位期间的主要学术成果

致谢