LY T 3183-2020 林分形高表编制技术规程.pdf

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1、ICS 65.020 B60 LY 中 华 人 民 共 和 国 林业 行 业 标 准 LY/T 3183 2020 林分形高表 编制技术规程 Technical regulations for development of stand form height table 2020 - 03 - 30 发布 2020 - 10 - 01 实施 国家林业和草原局 发布 LY/T 3183 2020 1 LY/T 3183 2020 2 目 录 前 言 . 4 1 范围 . 5 2 规范性引用文件 . 5 3 术语和定义 . 5 4 数据采集与处理 . 5 5 林分形高表编制 . 6 6 林分形高表

2、编制成果 . 10 附 录 A （ 资料性 附录） 常用形高数学模型 .11 LY/T 3183 2020 3 LY/T 3183 2020 4 前 言 本标准依据标准化工作导则 GB/T1.1 2009的规则编写。 本标准由国家林业和草原局提出 并 归口。 本标准起草单位：国家林业 和草原 局调查规划设计院 、 北华大学 林学院 。 本标准主要起草人： 翁国庆、 葛丽丽 、 刘伟 、王鹤智、 卞斐 、 马燕娥 、 栾国军 、 宋昊然 、 杨布朗、 王红春 、 张启昌 、 王梁泓 。 附录 A（资料 性附录 ） 林分形高数学模型 。 LY/T 3183 2020 5 林分形高表 编制技术规程

3、1 范围 本标准规定了 编制 林分形高表 的样本数量 ， 数据采集与处理 ， 形高模型的选择、建立 和 检验 ，以及 林分形高表 展开等技术要求。 本标准适用于全国范围 内 林分形高表 的编制、使用。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 林业数表编制数据采集技术规程（ LY/T 2416） 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 林分 stand 内部特征相同而且与四周相邻部分有显著区别的森林地段。 3.2 林分平均高 average

4、height of stand； stand mean height 林分中林木树高的平均值。 3.3 林分形高 stand form height 林分单位面积蓄积量与其相应的胸高断面积的比值。 3.4 林分形高表 stand form height table 依据林分形高与林分平均高之间的 相关 关系编制而成的森林调查用表。 4 数据采集与处理 4.1 数据采集 按照林业数表编制数据采集技术规程的规定执行 。 LY/T 3183 2020 6 4.2 数据处理 4.2.1 异常数据确定 按照以下方法确定异常数据。 1）散点图法 在直角平面坐标系中，绘制林分形高（纵轴）与林分平均高（横轴）

5、 的散点图 ，观察样本数据在 直角平面坐标系中的分布状况。如果某一样本数据显著偏离于其它样本数据，则该样本数据可视为异常 数据。 2）三倍标准差法 以树高阶为单位，计算各树高阶的林分平均形高、标准差。以树高阶 的 平均形高 3 倍标准差为区 间，当树高阶内 某 林分形高位于该区间以外时，则该样本数据可视为异常数据。 4.2.2 异常数据剔除原则 异常数据剔除原则如下： 1）对各 异常数据进行检查，分析原因，是否错测 、 误测或记载错误， 或者 确实异常等，根据检查 结果进行处理。 2）对于错测、误测的样 本 应进行改正，无法改正的 则 予以剔除。 3）当某数据在两种方法中均显示为异常时，应予以

6、剔除。 4）对于其它异常数据，应进行详细的分析，并采取慎重原则，尽量予以保留。 4.2.3 样本有效性 样本有效性按照以下原则确定： 1）当异常数据剔除数量小于样本总数的 5%时，则样本有效，可以作为编制林分 形高 表的样本。 2）当异常数据剔除数量等于或大于样本总数的 5%时，则样本无效，不能作为编制林分 形高 表的 样本，需要补充样本数据，或重新采集数据 ，直至符合要求为止 。 5 林分 形高 表 编制 以林分形高数学模型为基础 ， 编制林分形高表。 5.1 形高数学模型建立 5.1.1 形高 数学模型 构建 用林分形高（纵轴） 与 林分平均高（横轴）在直角平面坐标系中作散点图，根据散点图

7、分布趋势， 初步确定形高 数学模型 的 类型，并选择或推导与该类型一致或相近的若干数学模型作为形高数学模型。 形高数学模型通式如（ 1）式表示。可选择的 常用形高数学 模型见附录 A。 LY/T 3183 2020 7 )(HfHF (1) 式中： HF 林分形高； H 林分平均高。 5.1.2 模型参数估计 应直接采用样本数据估计形高数学模型参数。不应将样本按树高阶归类整理后，以树高阶中值或树 高阶平均值作为样本数据进行参数估计。 参数估计采用最小二乘法。 估计非线性数学模型参数时，不应对数学模型做非等价变换。如对非线性数学模型做等价线性变换， 则应采用等价线性变换前的非线性数学模型计算拟合

8、优度或模型评价指标。 5.1.3 模型 拟合效果评 价指标 采用以下指标评价形高数学模型拟合效果。 1） 离差平方和 )FH-( 1 2n i HF i iSSR (2) 式中， SSR 离差平方和； HFi 第 i 林分形高实际值； FH i 第 i 林分形高估计值。 n 样本数。 2）相关 指数 )-()-( 1 1 22 /-1 n i n i FHHFFHHF iiiR (3) 式中， R 相关指数； FH 各林分形高实际值的平均值。 3） 总相对相 差 111 )-( n i i n i i n i i FHFHHFRS 100% (4) 式中： RS 总相对 误差 。 4）相对 相

9、 差 平均 值 1 0 0 %/ n )/)-( 1 n i iii FHFHHFREA (5) LY/T 3183 2020 8 式中， REA 相 对 相 差 平均值。 5）相对 相 差绝对值平均值 1 0 0 % / n )/-( FH i1 FHHF iiniR E A A (6) 式中， REAA 相对 相 差 绝对值平均值。 6）残差图 以 残差为纵轴、 林分平均高为横轴建立直角坐标系，绘制残差分布图。残差计算如下： FHHF iiSR - (7) 7）数学模型行为分析 在林分形高 林分平均高 散点图上叠加拟合出的形高数学模型，分析模型形状与散点图分布变化 趋势的一致性，判别大树高

10、阶、中树高阶、小树高阶各区间对散点图分布趋势的全面切合性。重点察看： 最小树高阶模型形高估计值与实测值的差异及其变化趋势； 中间 树高阶模型形高估计值与实测值的差异及其变化趋势； 最大树高阶模型形高估计值与实测值的差异及其变化趋势。 5.1.4 形高 数学模型 确定 应优先考虑相对相差绝对值平均值、总相对误差、残差图指标，根据以下原则选择最佳的形高数学 模型。 离差平方和小； 相关指数大； 总相对相差小； 相对相差平均值小； 相对相差绝对值平均值小； 残差图以横轴为中心分布均匀； 在数学模型行为分析中，估 计值与实际值的差异不因林分平均高变小而增大，也不因林分平均 高增大而增大。 5.1.5

11、形高 数学 模型有效性 选定的形高 数学 模型拟合总相对相差 RS 小于 5%且大于 -5%时，该形高 数学 模型有效 ； 否则应舍弃， 重新选择数学模型，或重新构建模型，直到模型有效。 5.1.6 形高 数学 模型适用性检验 5.1.6.1 检验数据 采用检验样本作为形高数学模型的适用性检验数据。检验样本数据应满足林业数表编制数据采集 技术规程的规定。 LY/T 3183 2020 9 5.1.6.2 检验方法与指标 1） 总相对相差 111 )-( m i i m i i m i i FHFHHFRS 100% (8) 式中， HFi 检验样本树高实际值； FH i 检验样本树高估计值；

12、m 检验样本数。 2） F 检验 设： IHF =a+b IH FHi (9) 式中， a、 b 估计参数。 检验统计量： 2 222 )(-2-1 )1-()1-)(0-(2)0-(21 ii ii b H FaLm HFbHFbaam F -2-1 2-21 2 2 iiii iiiiii FHHFbFHaFHm HFHFFHHFbFHa FH (10) 式中： F 服从自由度 f1=2、 f2=m-2 的 F 分布。 当 F F0.05 时，推翻假设， 说明 a 不等于 0， b 不等于 1，检验样本实际值和估计值存在显著差异， 形高 数学模型不适用； 当 F F0.05 时， 说明 a

13、 等于 0， b 等于 1，检验样本实际值和估计值没有显著差异， 形高 数学模型适 用。 5.1.6.3 形高数学模型适用性 通过 F 检验（ F F0.05），并且模型检验的 总相对 相差 RS 小于 5%且大于 -5%，则所建立并选择的形 高数学模型适用 ； 否则应选择其它模型，或重新建模，直至模型适用。 5.2 林分形高表 的 展开 5.2.1 林分形高表命名 林分形高表按照前缀起源、树种 （组） 的方式命名 。例如，人工落叶松林分形高表 。 LY/T 3183 2020 10 5.2.2 林分形高表 格式 表 1 起源 树种 林分形高表 林分 平均高 0.0 .1 .2 .3 .4 .

14、5 .6 .7 .8 .9 Hn #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# 6 #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# 7 #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# 8 #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# 9 #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.#

15、 #.# Hm #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# #.# 注： 最左列为 林分平均高 整数值，表头为 林分平均高 小数位，保留一位小数； “ #.#”表示 林分形高 ，整数位数根据实际数确定，小数保留 3 位； Hn 为最小 林分平均高 整数值， Hm 为最大 林分平均高 整数值。 5.2.3 林分形高表 的编制 林分形高数学模型通过适用性检验后，以编表样本中的最小林分平均高，作为 林分形高表 中林分平 均高的起始值；以编表样本中的最大林分平均高，作为 林分形高表 中林分平均高的终值，按照表 1 的格 式展开，即得林分形高表。 6 林分形高表 编制成果 6

16、.1 林分形高数学模型 6.2 林分形高表 6.3 林分形高表 编制报告 内容包括编表范围、参与人员、编制工作过程、原始数据及来源、编制方法与结果、检验方法与结 果，数表使用说明。其中数表使用说明包括 形高数学模型 、编表样本的自变量区间和 因变量 区间以及其 它注意事项； 6.4 编表和检验使用的原始材料 6.5 编表计算机软件等其他技术材料 LY/T 3183 2020 11 A A 附 录 A （规范性附录） 常用形高数学模型 常用 形高数学模型 如下： cbHeaHF )1( . (A.1) e / HbaHF . (A.2) e )/( cHbaHF . (A.3) HbaHF ln

17、 . (A.4) ）（ cHbaHF ln . (A.5) HbaeHF ln . (A.6) 2cHbHaHF . (A.7) HcbHaHF ln . (A.8) HcHbaHF 2lnln . (A.9) cH baHF . (A.10) e cHbaHF . (A.11) 1 cHbe aHF . (A.12) 1 cHb aHF . (A.13) e / cHbaHF . (A.14) b 2 2 Hc HaHF . (A.15) b Hc HaHF . (A.16) LY/T 3183 2020 12 e b eHaHF . (A.17) 式中： ln 自然对数； e 自然对数底； a、 b、 c 模型参数。 _