一種新的樹冠競爭度計算方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種新的樹冠競爭度計算方法。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重確定Voronoi圖最鄰近點間面的劃分位置，劃分位置即可反映兩棵樹之間的競爭度，重復上述的步驟判斷每一棵競爭木與對象木之間的最鄰近點間面的劃分位置，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，計算圖中每個相鄰點之間點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算方法
一、【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種新樹冠競爭度計算方法，其特征是:根據(jù)對象木樹的冠幅大小確定的加權Voronoi圖面積指標從而描述對象樹木的競爭區(qū)域。
二、技術背景 [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，并且對群落的結構以及演替進程具有重要影響。個體間的競爭是導致群體分化的重要因素之一，樹木間的競爭只有當林分發(fā)育到一定階段才會發(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)劣都有直接的關系。20世紀60年代以來，很多學者為了更加準確地預測林木生長，相繼提出了許多描述林木競爭強度的數(shù)量指標，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系的數(shù)學描述，但其實質(zhì)則是反映樹木生長對物理環(huán)境的需求與現(xiàn)實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描述型指標的函數(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弱，比例因子由試驗確定。本發(fā)明在此原理的基礎上提出一種新的可變競爭區(qū)域類競爭指標——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Voronoi圖來計算樹冠競爭度。根據(jù)對象木樹的冠幅大小確定的加權Voronoi圖面積指標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重確定Voronoi圖最鄰近點間面的劃分位置，劃分位置即可反映兩棵樹之間的競爭度，重復上述的步驟判斷每一棵競爭木與對象木之間的最鄰近點間面的劃分位置，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,計算Voronoi圖中每個相鄰點之間點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X1-(WjWj)/^ < Xj< xi+(wi+wJ)/2時,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，，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上再進行東西方向上的選擇:當hj時，不存在競爭；當≤hj時，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的計算公式為:
【權利要求】
1.一種新的樹冠競爭度計算方法，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重確定VOTonoi圖最鄰近點間面的劃分位置，劃分位置即可反映兩棵樹之間的競爭度，重復上述的步驟判斷每一棵競爭木與對象木之間的最鄰近點間面的劃分位置，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，計算Voronoi圖中每個相鄰點之間點間面的劃分位置即可得出競爭度。
2.根據(jù)權利要求書I所述的一種新的樹冠競爭度計算方法，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X1-(Wfwj) / 2 < Xj < Xi+ (W^Wj) / 2時，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，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上再進行東西方向上的選擇:當hj時，不存在競爭；當≥hj時，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)權利要求書I所述的一種新的樹冠競爭度計算方法，其特征是:其中對象木i的遮擋度Qsi的計算公式為:
4.根據(jù)權利要求書I所述的一種新的樹冠競爭度計算方法，其特征是:其中根據(jù)對象木的樹冠遮擋度作為權重確定Voronoi圖最鄰近點間面的劃分位置的計算公式是:
5.根據(jù)權利要求書I所述的一種新的樹冠競爭度計算方法，其特征是:其中競爭度的計算公式為:
【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