[发明专利]一种基于最小空间结构单元的林分空间结构自相似可视化模拟方法

权利要求书

1.一种基于最小空间结构单元的林分空间结构自相似可视化模拟方法，其特征在于，所述步骤如下：

步骤一根据林分整体信息计算林分样地边界坐标、林木株数并根据林木株数确定林木最小结构单元个数及其分布规则；

步骤二根据角尺度规则，对最小空间结构单元进行旋转变形等，最后复制、平移到林分范围内；

步骤三相交树的处理，即小于最小距离。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤一中林分整体信息包括林分空间结构分布规则、林分面积和林分密度；其中根据林分整体信息确定林分面积，林分及缓冲区边界坐标；

假定林分/样地形状为正方形，通过林分面积信息S计算林分边长，林分初始坐标为（0，0），因此林分边界四个点坐标为（5，5），缓冲区边界的四个点坐标为（0，0），根据林分密度，确定林木株树以及林木最小空间结构单元个数；根据林分密度A以及林分面积S，求出林木株数N＝AS；根据林木最小结构单元分布规则看出每株单木都对应一个林木结构单元，即每株单木周围都有4株竞争木，因此林分中最小结构单元个数与林木株树的数量一致，最小结构单元个数；根据林分整体信息确定最小结构单元分布规则；林分空间结构分为林木最小结构单元和林分整体结构，林木最小结构单元由一株对象木和与之距离最近的四株竞争木所共同构成，林分整体结构是林分整体呈现的空间结构信息，它是由林木最小结构单元组成；其中，林分整体空间结构由林分中的每个最小结构单元的角尺度，主要包括绝对均匀、均匀、随机、不均匀、团状五种分布方式，的平均值所决定，反映在空间分布上即为绝对均匀、均匀、随机、不均匀、团状中的某一种分布，其中标准角，是竞争木之间的夹角，式1.1可以描述林木最小结构单元分布情况，

W‾=1nΣi=1nWi=14nΣi=1nΣj=14Zij,]]>

林木最小结构单元的变形规则及计算机模拟算法，从式1.1可以看出，林木最小结构单元由竞争木之间的角度A_i以及对象木与竞争木之间的距离S_i决定，因此，在以北方向为Y轴，与X轴夹角0-72゜间任意方向为0方向，并在该方向S₁即0-3.5m处布设竞争木1，根据林木点格局特征依次在合适的角度合适的距离S₂即0-3.5m布设竞争木2，以此类推竞争木3、竞争木4，根据林木最小结构单元的自相似性发现对象木与竞争木之间在角尺度的构造上具有自相似性，但是自相似不是指在结构上的完全相同而是指构成最小结构单元的竞争木之间的角度A与距离S即0-3.5m都可以在规定范围内进行微调，因此角度A和距离S都在一定范围内具有随机性；当林木最小结构单元分布规则确定后，每个最小结构单元的角度A与距离S的范围就确定了，因此在规定范围内的调整就是林木最小结构单元的变形；对于林木最小结构单元的变形包括两种算法，一种是采用随机函数法随机生成角度A与距离S；第二种方法是根据蒙特卡洛插值法，生成角度A与距离S，蒙特卡洛插值法的优点是生成优良的随机数避免出现无序的随机。