[发明专利]一种新的树冠竞争度计算方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种新树冠竞争度计算方法，其特征是：根据对象木树的冠幅大小确定的加权Voronoi图面积指标从而描述对象树木的竞争区域。 

二、技术背景

植物间的竞争作用是影响植物生长、形态和存活的主要因素之一。在植物群落特别是天然群落中，竞争是普遍存在的，并且对群落的结构以及演替进程具有重要影响。个体间的竞争是导致群体分化的重要因素之一，树木间的竞争只有当林分发育到一定阶段才会发生，竞争出现的早晚与林分的密度、林木的生长特性及立地条件的优劣都有直接的关系。20世纪60年代以来，很多学者为了更加准确地预测林木生长，相继提出了许多描述林木竞争强度的数量指标，即竞争指数系统。虽然竞争指数在形式上是对树木间生存空间竞争关系的数学描述，但其实质则是反映树木生长对物理环境的需求与现实生境下树木对物理环境的占有量这一对矛盾。 

可变竞争区域类竞争指标指对某一对象木来说其竞争区域是固定的，而不同对象木之间则是变化的，竞争区域的大小是对象木某个描述型指标的函数。Beck用与对象木直径成比例的竞争半径选择竞争木，并用竞争木的断面积和表示对象木的竞争强弱，比例因子由试验确定。本发明在此原理的基础上提出一种新的可变竞争区域类竞争指标——Voronoi树冠竞争度。 

三、发明内容

树冠在树木的生长过程中具有重要的作用，并且反映了树木的长期竞争水平。本发明的目的是通过加权Voronoi图来计算树冠竞争度。根据对象木树的冠幅大小确定的加权Voronoi图面积指标从而描述对象树木的竞争区域。首先确定竞争木和对象木，根据两棵树木之间的遮挡判断是否符合竞争条件，以树冠遮挡度作为权重确定Voronoi图最邻近点间面的划分位置，划分位置即可反映两棵树之间的竞争度，重复上述的步骤判断每一棵竞争木与对象木之间的最邻近点间面的划分位置，从而描述对象树木与周围最邻近木之间的Voronoi图竞争区 域，计算Voronoi图中每个相邻点之间点间面的划分位置即可得出竞争度。确定两棵树是否存在竞争的条件是：首先，水平东西方向上：当x_i-(w_i+w_j)/2＜x_j＜x_i+(w_i+w_j)/2时，竞争木j对对象木i存在竞争，反之，不存在竞争。其中：x_i、x_j分别为对象木和竞争木的东西坐标，w_i、w_j，分别为对象木、竞争木的东西冠幅。然后，在选择的竞争木基础上再进行东西方向上的选择：当r_ij+h_枝下高＞h_j时，不存在竞争；当r_ij+h_枝下高≤h_j时，存在竞争。其中：r_ij为对象木与竞争木的距离，h_枝下高为对象木的枝下高，h_j为竞争木的树高。 

其中对象木i的遮挡度Q_si的计算公式为： 

Qsi=Σj=1nQSij,QSij=1-|xi-xj|(wi+wj)/2,]]>