全 文 ：第 !" 卷 第 " 期
# $ % $ 年 " 月
林 业 科 学
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2345!# $ % $
基于 ./U/4/H图和 CM0E34EX三角网的
林分空间结构量化分析
赵春燕6李际平6李建军
"中南林业科技大学6长沙 !%$$$!$
摘6要!6利用./U/4/H图具有最近性’邻接性特点!以单株木视为平面点构建 ./U/4/H图和 CM0E34EX三角网!此结
构具有以下特点& 对象木的最近邻木株数与./U/4/H图中相对应多边形边的数目相等# 对象木与最近邻木的距离
和CM0E34EX三角网的相对应边长相等#任意 # 个最近相邻木的夹角即为对应CM0E34EX三角网 # 条边的夹角% 在广
东湛江红树林国家自然保护区选择样地进行试验!把基于 ./U/4/H图和 CM0E34EX三角网计算林分空间结构指数的
结果与最近邻木数取 ! 的传统算法结果进行对比分析!结果表明& 两者在计算混交度’大小比数时结果有较高的相
关性和一致性!但两者在计算角尺度时结果差异较大!构建 ./U/4/H图确定最近邻木时各个方向都有选取!角尺度
的取值均小于传统计算方法!但是CM0E34EX三角网结构本身较好反映个体在水平地面的分布格局!且基于 ./U/4/H
图和CM0E34EX三角网林分空间结构研究不需要对象木与邻木距离量算和角度测量%
关键词&6 林分空间结构# ./U/4/H图# CM0E34EX三角网# 混交度# 大小比数# 角尺度
中图分类号! &8<81%( +d%9 666文献标识码!,666文章编号!%$$% A8!99"#$%$#$" A$$89 A$8
收稿日期& #$$7 A$7 A#$#修回日期& #$$7 A%% A#<%
基金项目& 国家自然基金项目"=$88%8#!$# 湖南省教育厅科研项目"$7’%$$$$# 中南林业科技大学青年基金项目"$"$$!B$%
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T(1($(,Q,#%1#JcQ&-#7$#/ 91,#$%7-#*&4W&*@(1R
fLE/’L34XE46-H2H\H4F6-H2HE4h34
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=>’*1#0*&6g/UMKWKWE4V K\EWHE0KWU3YW3UMUMT0MYWKKWU3YW3UMEKK/YHEWMV ZHWL WUMMKK\EWHE0\/KHWH/4! ZLHYL HKFM4MUE0X
VMKYUH^MV ^XOH4F0H4F!4MHFL^/UL//V Y/O\EUHK/4 E4V 4MHFL^/UL//V \EWMU45+LMO/KWHO\/UWE4WWLH4FT/UYE0Y30EWH4FWLM
WLUMMK\EWHE0KWU3YW3UMH4VM_MKHKVMWMUOH4H4FWLMWEUFMW(K4MEUMKW4MHFL^/UWUMMKE4V WLM43O^MU/TWLMO5./U/4/HVHEFUEO
HK/4M/T\EUWHWH/4 \EWMU4KT/UK\EWHE05+LHKEUWHY0MUMFEUVKH4VH[HV3E0WUMMEKE\0E4EU\/H4WE4V ^3H0VK./U/4/HVHEFUEOE4V
CM0E34EXWUHE4F30EWMV 4MWZ/U‘ ^EKMV /4 ./U/4/HVHEFUEO(K4MEUMKWE4V EVhEYM4WYLEUEYWMUHKWHYK! ZLHYL LE[MWLMT/0/ZH4F
TMEW3UMK& WLM43O^MU/T4MEUMKW4MHFL^/UWUMMKMR3E0KWLM43O^MU/TY/UMK\/4VH4F\/0XF/4 MVFMKH4 ./U/4/HVHEFUEOK! WLM
VHKWE4YM^ MWZMM4 WLMWEUFMWWUMMKE4V WLM4MEUMKW4MHFL^/UWUMMKMR3E0KWLM0M4FWL /TY/UMK\/4VH4F\/0XF/4 MVFMKH4
CM0E34EXWUHE4F30EWMV 4MWZ/U‘! E4V WLME4F0M^MWZMM4 E4XWZ/4MEUMKW4MHFL^/UWUMMKMR3E0KWLME4F0M^MWZMM4 WZ/
Y/UMK\/4VH4FMVFMKH4 CM0E34EXWUHE4F30EWMV 4MWZ/U‘5SHWL WMKWH4FH4 WLM\0/WH4 QE4FU/[M*EWH/4 *EW3UE0NMKMU[MEW
fLE4hHE4F! WLHKEUWHY0MY/O\EUEWH[ME4E0XKHKMKWLM/3WY/OMK/TYE0Y30EWH4FWLMK\EWHE0KWU3YW3UMH4VM_MK^ EKMV /4 ./U/4/H
VHEFUEOE4V CM0E34EXWUHE4F30EWMV 4MWZ/U‘ E4V WLM/3WY/OMK/TWUEVHWH/4E0E0F/UHWLOKZLHYL WLM43O^MU/TWLM4MEUMKW
4MHFL^/UWUMMKHK!1+LMUMK30WKL/ZK& WLM/3WY/OMKLE[MKHF4HTHYE4W0XY/UM0EWH/4 E4V EFUMMOM4W^MWZMM4 WLMWZ/ZLM4
YE0Y30EWH4FOH4F0H4FE4V 4MHFL^/UL//V Y/O\EUHK/4! ^3WWLM/3WY/OMKM_HKWUMOEU‘E^0XVHTMUM4YMZLM4 YE0Y30EWH4F
4MHFL^/UL//V \EWMU45BMYE3KMKM0MYWH/4 HKH4 E0VHUMYWH/4 ZLM4 ^3H0V ./U/4/HVHEFUEOW/VMWMUOH4MWLM4MEUMKW4MHFL^/U
WUMMK! WLM4MHFL^/UL//V \EWMU4 [E03MKEUM0MKKWLE4 WLM[E03MK/TWUEVHWH/4E0E0F/UHWLOK! ^3WCM0E34EXWUHE4F30EWMV 4MWZ/U‘
KWU3YW3UMKUMT0MYWZM0WLMVHKWUH^3WH/4 \EWMU4 /TH4VH[HV3E0/4 L/UHa/4WE0FU/34V! E4V E0K/WLMUMKMEUYL /TT/UMKWKWE4V
K\EWHE0KWU3YW3UM! ZLHYL ^EKMV /4 ./U/4/HVHEFUEOE4V CM0E34EXWUHE4F30EWMV 4MWZ/U‘! V/4/W4MMV OMEK3UMVHKWE4YME4V
YE0Y30EWME4F0MK^MWZMM4 WLMWEUFMWWUMMKE4V WLM4MEUMKW4MHFL^/UWUMMK5
?&/ @(14’&6T/UMKWKWE4V K\EWHE0KWU3YW3UM# ./U/4/HVHEFUEO# CM0E34EXWUHE4F30EWMV 4MWZ/U‘# OH4F0H4F# 4MHFL^/UL//V
Y/O\EUHK/4# 4MHFL^/UL//V \EWMU4
6第 " 期 赵春燕等& 基于./U/4/H图和CM0E34EX三角网的林分空间结构量化分析
66与林木空间位置有关的结构称为林分空间结构%
林分空间结构决定了树木之间的竞争优势及其空间
生态位!在很大程度上影响着林分生长’发育和稳定
性% 按照森林经理的观点!空间结构可从 = 个方面加
以描述& 体现树种空间隔离程度的树种混交度"惠刚
盈!#$$%$# 反映林木个体大小的大小比数"惠刚盈
等!%777$# 反映林木个体在水平地面上分布格局的
角尺度"惠刚盈等!%777$% 混角度’大小比数和角尺
度完全可以恰当地表征一个林分的空间结构"惠刚
盈!%777$% 在空间结构指数研究中!其最重要的参数
即对象木的最近邻木株数 +的取值尚有争议! +取值
过大时!可能把非最近邻木也纳入计算范围# + 取值
过小不能兼顾对象木周围最近邻木的所有可能情形%
这 #种状况都将导致空间结构参数的有偏估计"汤孟
平等!#$$7$%
./U/4/H图是按照对象集合中元素的最近属性
将空间划分成许多单元区域!是对空间的一种剖分
方式!./U/4/H图中任意一个凸多边形!任意一个内
点到该凸多边形的控制点的距离小于该点到其他任
何控制点的距离% ./U/4/H图具有最近性’邻接性的
性质!利用 ./U/4/H图这些性质为林分空间结构量
化分析提供依据% 汤孟平等"#$$7$在用混交度表
达树种空间隔离程度时!用 ./U/4/H图确定最近邻
木株数 + !克服 +取值过大或过小导致混交度偏估%
在用大小比数表示林木个体大小时!同样可以利用
./U/4/H图确定最近邻木株数% 在用角尺度表示林
木个体在水平地面上分布格局时!利用 ./U/4/H图
的对偶结构CM0E34EX三角网!这种三角网具有最小
角最大化原则!即每 # 个相邻的三角形构成凸四边
形的对角线!在相互交换后!" 个内角的最小角不再
增大"-EZK/4!%788$!这样可以最大程度地保持均
衡!避免狭长形三角形的出现!且 CM0E34EX三角网
中每个三角形边长对应相邻木之间的距离!这种结
构能够较好反映水平地面的分布格局% 本文在广东
湛江红树林国家自然保护区选择样地进行试验!以
单株木视为平面上的离散点!构建 CM0E34EX三角网
和./U/4/H图!以此结构为依据确定每株对象木的
最近邻木数和最近邻木!计算混交度’大小比数和角
尺度!并把计算结果与最近邻木数取 ! 的传统算法
进行对比分析!以此探索使用计算几何中的数据结
构分析林分空间结构的可行性和合理性%
%6林分空间结构指数
CBCD混交度
混交度计算公式为"惠刚盈等!#$$%$&
F-O
%
+#
+
@O%
f-@% "%$
式中&F-为对象木 -的混交度!+ 为最近邻木株数!
f-@是一个离散性的变量!当对象木-与第@株相邻木
非同种时!f-@O%!反之!f-@O$%显然!$ %F-% %%
F-O$表示参照树-的周围 +株相邻木与参照树均
属同一树种# F-O% 则表示参照树-的周围 + 株相
邻木与参照树均属不同树种% 混交度表明了任意一
株树的最近相邻木为它种的概率%
CBAD大小比数
大小比数被定义为大于参照树的相邻木数占所
考察的全部最近相邻木的比例!用公式表示为"惠
刚盈等!%777$&
J-O
%
+#
+
@O%
9-@% "#$
式中& 相邻木@比参照树-小!9-@k$# 否则9-@O%%
大小比数量化了参照树与其相邻木的关系!其值
"J-$越低!说明比参照树大的相邻木越少%
CBED角尺度"C1#
角尺度用来描述相邻树木围绕参照数 -的均匀
性% 对参照树-的 +个相邻最近树而言!均匀分布时
其位置分布角应各为 ="$be+ "惠刚盈!%777$% 定
义 &$"&$ k="$be+ q="$be%$ +$为标准角!角尺度
"B-$ 定义为 &角小于标准角 &$ 的个数占所考察的
相邻最近树的比例!用下式表示"惠刚盈!%777$&
B-O
%
+#
+
@O%
N-@% "=$
式中& 当第@个 &角小于标准角 &$ 则 N-@O%!否则
N-@O$%$ %N-@% %!N-@值越小!分布越均匀% 角尺度
示意如图 %%
图 %6角尺度示意
gHF5%6&YLMOEWHYVHEFUEO/T4MHFL^/UL//V \EWMU4
#6 以树木点位置构建的 ./U/4/H图和
CM0E34EX三角网及其特征分析
ABCDT(1($(,图与Q&-#7$#/三角网
./U/4/H图又叫泰森多边形!A个在平面上有区
别的点!按照最邻近原则划分平面# 每个点与它的
最近邻区域相关联% 点目标的二维 ./U/4/H区域表
78
林 业 科 学 !" 卷6
示为"邬伦等!#$$%$&
E<-OGn6"G!E-$ % 6"G!E@$!E-!E@/!!-3@%
"!$
式中&E<-为目标点E-的./U/4/H区域#G为空间任一
点# 6为平面距离函数% 所有点目标的二维./U/4/H
区域的集合构成点集!的./U/4/H图!f为&
!f O4E<%!E
<
#!/E
<
+5% "<$
!f把平面划分成 +个多边形域!每个多边形域E<-包
含且只包含一个点E-%
CM0E34EX三角形是由与相邻 ./U/4/H多边形共
享 % 条边的相关点连接而成的三角形!CM0E34EX三
角形的外接圆圆心是与三角形相关的 ./U/4/H多边
形的一个顶点% ./U/4/H三角形是 CM0E34EX图的偶
图! 对于给定的初始点集 !!有多种三角网剖分方
式!其中CM0E34EX三角网具有以下特征"许丽敏等!
#$$7$& %$ CM0E34EX三角网是唯一的# #$ 三角网的
外边界构建的多边形为群点凸壳# =$ 任意三角形
的外接圆内不包含其他点# !$ 三角网最大程度地
保持了均衡!避免狭长形三角形的出现%
ABAD由树木点位置生成的 T(1($(,图和 Q&-#7$#/
三角网的特点
在广东湛江红树林国家自然保护区!选择典型的
红树林设置大小为 %$$ Oj%$$ O的样地!用相邻格子
调查方法!把样地划分为 #< 个 #$ Oj#$ O的调查单
元% 用全站仪测定每株树木的坐标!每株树木被视为
平面上的一个点!根据每株树木的平面坐标位置!使用
,UYI(&软件的构建 ./U/4/H图和 CM0E34EX三角网功
能!首先由树木点位置构成的离散点生成三角网!这种
三角网称之为 CM0E34EX三角网"图 #$!./U/4/H图和
CM0E34EX三角网互为对偶!由此建立的 ./U/4/H图和
CM0E34EX三角网具有以下特点&
图 #6./U/4/H图与CM0E34EX三角网
gHF5#6./U/4/HVHEFUEOE4V CM0E34EXWUHE4F30EWMV 4MWZ/U‘
%$ 根据./U/4/H图的特征!每个./U/4/H多边形
内仅包含 % 株树木!对象木的最近邻木株数与相邻
./U/4/H多边形边的数目相等!如图 # 是由点集4 E%!
E#!E=!E!!ECM0E34EX三角网!由 E% 构建的 ./U/4/H多边形边的
数目为 应的最邻木为E#!E=!E!!E#$ 对象木的最邻木数和以此相联接的
CM0E34EX三角网个数相等!图 # 中对象木 E% 与 < 个
最近相邻木构成 < 个 CM0E34EX三角网!依次为
&E%E#E=!&E%E=E!!*E%E!E角形#
=$ 对象木与最近邻木的距离即为构建
CM0E34EX三角网相对应的三角形边长!图 # 中对象
木E% 与 < 个最近相邻木的距离为 CM0E34EX三角网
的边E%E#!E%E=!E%E!!E%E< 和E%E" 的边长#
!$ 从对象木出发!任意 # 个最近相邻木的夹角
即为对应CM0E34EX三角网 # 条边的夹角!图 # 中对
象木E% 的最近相邻木E!E< 的夹角即为 &!<%
=6实例分析
EBCD试验区概况
本研究区位于广东湛江红树林国家自然保护
区!%$7b!$i+%%$b=积占全国红树林面积的 ==:% 其中以白骨壤
"8<-($++-& =&’-+&$树种为优势的林分最多!其次为
以红海榄 "#)-N/E)/’& %,53/%& $ 和秋茄 "9&+6$3-&
(&+6$3$为优势树种的 # 种林分%
根据林分空间结构理论和森林生态系统经营理
论"惠刚盈等!#$$=# 刘素青!#$$"$及红树林生长环
境特殊性等特点!分析红树林保护区典型林分!确定
每株林木的空间属性因子"李春干!#$$=$!采用标
准调查方法!对所选林分胸径大于 # YO的进行每木
调查%
EBAD混交度%大小比数%角尺度计算
其中一个调查样地范围内共有 7< 株树木!除去
周边 #"株树木!对象木共 "7 株% 计算混交度’大小
比数和角尺度!首先取对象木的最近相邻木 +为 !!对
调查区域内 "7株对象木进行每木调查!按照式"%$’
式"#$和式"=$进行计算!其中大小比数以胸径为大
小对比依据!得到结果如表 %"编号为图 = 中对象木
的编号$%
66把每株树木视为平面上的一个点!根据每株树
木的平面坐标位置!使用 ,UYI(& 软件的构建
./U/4/H图和CM0E34EX三角网功能!由树木点位置生
成 ./U/4/H图和 CM0E34EX三角网如图 =! 根据
./U/4/H图确定参照木的最邻木数和最近邻木!计算
空间结构指数的结果如表 #%
$9
6第 " 期 赵春燕等& 基于./U/4/H图和CM0E34EX三角网的林分空间结构量化分析
表 CD空间结构指数的计算结果
9#>ICD9"&0#-07-#*,($1&’7-*’()’2#*,#-’*170*71&,$4&L&’
编号
*/5
混交度
QH4F0H4F
大小比数
*MHFL^/UL//V
Y/O\EUHK/4
角尺度
*MHFL^/UL//V
\EWMU4
编号
*/5
混交度
QH4F0H4F
大小比数
*MHFL^/UL//V
Y/O\EUHK/4
角尺度
*MHFL^/UL//V
\EWMU4
= $1<$ $18< $1<$ %< $1#< $18< $18<
< $18< $18< $18< %" $ $19$ $18<
" $ $1#< $ %7 $ $18< $18<
8 $1<$ $1#< $1<$ #$ $1#< $1#< $18<
9 $1<$ $1<$ $1<$ #% $18< $ $1<$
%$ $1<$ $1#< $1#< ## $18< $1<$ $18<
%% $1#< $1#< $18< #! $1<$ $18< $1<$
%# $1<$ $1<$ $18< #< $1#< $ $1<$
%= $1#< $ %1$$ / / / /
%! $ $18< $1<$ 7< $ $1#< $18<
EBED结果对比
在研究区域范围内!共测试 "7= 株对象木!由树
木点位置构建 ./U/4/H图和 CM0E34EX三角网!确定
对象木的最近邻木数!由,UYI(&软件分析对象木与
最近邻木的距离!计算林分个体的混交度’大小比
数’角尺度!与最近邻木数取 ! 计算的结果进行对比
分析!能够得出&
%$ 基于 ./U/4/H图和 CM0E34EX三角网的混交
度’大小比数和传统方法计算结果有较高的相关性
和一致性趋势"图 !$!均为有效指数!这与汤孟平等
"#$$7$基于./U/4/H图的常绿阔叶林混交度研究结
果一致% 对比 # 种计算方法!计算结果差异较小!混
交度指数计算结果相等和相差 $1% 的共有 <$7 株!
占总数的 8=1!<:!相差 $1# 以上只有 <# 株!占总数
图 =6由试验区内对象木构建./U/4/H图
和CM0E34EX三角网
gHF5=6./U/4/HVHEFUEOE4V CM0E34EXWUHE4F30EWMV
4MWZ/U‘ /TWEUFMWWUMMTU/OM_\MUHOM4WE0EUMEK
表 AD基于T(1($(,图和Q&-#7$#/三角网空间结构指指数计算结果
9#>IAD9"&0#-07-#*,($1&’7-*’()’2#*,#-’*170*71&,$4&L&’>#’&4($T(1($(,4,#%1#J
#$4Q&-#7$#/ *1,#$%7-#*&4$&*@(1R
编号
*/5
最邻木数目
+LM43O^MU/TWEUFMW(K
4MEUMKW4MHFL^/UWUMMK
最邻木编号
+LMKMUHE0*/5/TWEUFMW(K
4MEUMKW4MHFL^/UWUMMK
混交度
QH4F0H4F
大小比数
*MHFL^/UL//V
Y/O\EUHK/4
角尺度
*MHFL^/UL//V
\EWMU4
= < %!#!8!!!< $1!$ $1"$ $1!$
< < %=!%" 8 9#!99!78 8 #!=!9 < #!8!%$!98!7 $1"$ $1"$ $1!$
%$ < 8!9!98!99!%% $1!$ $1#$ $1!$
%% 8 8!%#!#%!##!97!99!%$ $1!= $1#7 $1#7
%# " %= < %!!%"!%%! < %8!%9!!!%=!%" $ $19$ $1!$
%< " %=!%"!%7!#$!%#!< $1#$ $19= $1"8
%" < %9!%!!%=!%=$ 9 =8!=9!!$!!%!<"!<8!<9!#7 $ $1=9 $1=9
=8 ! =%!=9!=$!#7 $ $18< $1#<
/ / / / / /
7< < "!99!97!7$!7! $ $1!$ $1!$
%9
林 业 科 学 !" 卷6
的 81<:% 大小比指数计算结果相等和相差 $1% 的
共有 !=9 株!占总数的 "=1#:!相差 $1# 以上的只有
"9 株!占总数的 719%:%
图 !6基于./U/4/H图和CM0E34EX三角网与
传统空间结构指数计算结果对比
gHF5!6’E0Y30EWH/4 Y/O\EUHK/4 /TK\EWHE0KWU3YW3UMH4VM_MK
^MWZMM4 ^EKMV /4 ./U/4/HVHEFUEOE4V CM0E34EX
WUHE4F30EWMV 4MWZ/U‘ E4V WUEVHWH/4E0E0F/UHWLOK
#$ 基于./U/4/H图和CM0E34EX三角网的角尺度
与传统方法计算结果差异较大"图 !$!对比 # 种计
算方法!角尺度指数计算结果相等和相差 $1% 的共
有 #"9 株!占总数的 =91"8:% 因为构建 ./U/4/H图
确定最近邻木时各个方向都有选取!任何一个
CM0E34EX三角形具有最小角最大化原则!即每 # 个
相邻的三角形构成凸四边形的对角线!在相互交换
后!" 个内角的最小角不再增大"-EZK/4!%788$% 因
此!角尺度的取值均小于传统计算方法% CM0E34EX
三角网属于计算几何中空间特征描述结构!此结构
本身反映个体在水平地面的分布格局%
=$ 通过./U/4/H图和CM0E34EX三角网的相邻多
边形确定对象木的实际最近邻木!比传统方法更准
确地描述种间相互隔离关系和个体大小比% 主要因
为传统方法计算结果取值只有 $!$1#%!缺少中间状态% 而基于 ./U/4/H图和 CM0E34EX三
角网的取值与每个对象木的最近邻木数有关!试验
中!最近邻木数取值 < 和 " 较多!平均取值为 <
"图 <$%汤孟平等"#$$7$基于 ./U/4/H图的常绿阔
叶林混交度研究中平均取值为 "!最近邻木数取值
与林木个体在水平地面的空间分布有关!图 " 中不
同空间分布的最近邻木数取值不同!图 ",中对象
木周围有 ! 株最近邻木!图 "’中对象木周围有 %=
株最近邻木% ./U/4/H图实际上是反映林木之间的
空间竞争的结果!在天然林中反映对象木与临近木
之间对阳光’水分’养分等环境的竞争结果%
图 <6最近邻木数的分布
gHF5<6*MEUMKW4MHFL^/UWUMMK43O^MUVHKWUH^3WH/4
图 "6最近邻木数不同取值的对比
gHF5"6’/O\EUHK/4 /TVHTMUM4W[E03MK/TWLM4MEUMKW4MHFL^/UWUMM43O^MU
,5最近邻木数为 ! +LM43O^MU/TWLM4MEUMKW4MHFL^/UWUMMKHK!# B5最近邻木数为 8 +LM43O^MU/TWLM4MEUMKW4MHFL^/UWUMMKHK8#
’5最近邻木数为 %= +LM43O^MU/TWLM4MEUMKW4MHFL^/UWUMMKHK%=5
!6结论
OBCD基于T(1($(,图和Q&-#7$#/三角网林分空间
结构分析的优点
%$ ./U/4/H图为林分确定参照木的最邻木数提
供灵活性!林分内任意一株单株木和离它最近的 +
株相邻木均可以构成林分空间结构的基本单位!即
林分空间结构单元% 空间结构单元核心的那株树被
称为参照树!而最近的 +株相邻树木则称为相邻木%
最邻木数目影响林分的大小比数’混交度’角尺度的
值!一般取 +为 ! 的较多# 但是在一个研究区域内!
不同样地内或同一样地不同空间位置林分空间结构
#9
6第 " 期 赵春燕等& 基于./U/4/H图和CM0E34EX三角网的林分空间结构量化分析
不同!基于 ./U/4/H图确定最邻木数及最近邻木往
往更能反映实际的空间结构!如图 "’中!基于
./U/4/H图确定最近邻木为 %=!与对象木距离相差不
大的临近范围内有 %= 株林木!按照最近邻木取 ! 的
方法!不同样地调查人员所取最近邻木可能不同!影
响空间结构指数计算结果%
#$ CM0E34EX三角网为对象木确定最近邻木提
供技术支持!根据 CM0E34EX三角网性质!每个三角
形的外接圆范围内没有其他节点!任何一个
CM0E34EX三角形具有最小角最大化规则 "许丽敏
等!#$$7$!三角形的每一条边是连接相对应方向最
邻近 # 个节点!以此可以确定最近邻木%
图 86不同空间分布形式的./U/4/H图和CM0E34EX三角网
gHF586+LM./U/4/HVHEFUEOE4V CM0E34EXWUHE4F30EWMV 4MWZ/U‘ ZHWL VHTMUM4WK\EWHE0VHKWUH^3WH/4 T/UOK
,5聚集分布,FFUMFEWMV VHKWUH^3WH/4# B5随机分布NE4V/OVHKWUH^3WH/4# ’5均匀分布m4HT/UOVHKWUH^3WH/45
=$ CM0E34EX三角网中三角形边长即为对应参
照木与最邻木之间距离!任意 # 个最近相邻木的夹
角即为对应 CM0E34EX三角网 # 条边的夹角!因此!
样地调查时不需要参照木与最邻木之间距离和角度
量算% ./U/4/H图和 CM0E34EX三角网构建使用
,UYI(&软件实现!此结构中边长和角度的计算可以
通过计算机程序实现%
OBAD空间分布格局对空间结构指数技术的影响
由单株木为平面点构建 ./U/4/H图和 CM0E34EX
三角网!确定对象木的最近邻木时!对象木与最近邻
木的距离最近为 #= YO!距离最远为 ==$ YO!差异较
大% 在实际分析中!距离较远的往往不作为最近邻
木考虑!因此!对这种情况需要分析处理% 对象木与
最近邻木的距离与空间分布格局有关!林木个体的
空间分布格局是指林木个体在水平空间的分布状
况% 林木空间分布格局类型基本有 = 种& 随机分
布!每个个体的出现具有同等的机会!个体的分布相
互间没有联系!林木以连续而均匀的概率在林地上
分布# 均匀分布!林木在水平空间均匀等距地分布!
或者说林木对其最近相邻木以尽可能最大的距离均
匀地分布在林地上!林木之间互相排斥# 聚集分布!
林木之间互相吸引!具有相对较高的超平均密度占
据的范围%
= 种空间分布格局情况下构建的 ./U/4/H图和
CM0E34EX三角网"图 8$!以均匀分布的林木构建的
./U/4/H图的多边形呈现一定规则性!每个 ./U/4/H
图的多边形是近四边形!每个对象木的最近邻木数
取值范围为 ! ;9!其对应 ./U/4/H图为四边形至八
边形!但是每个多边形中有 ! 条边的边长相对较长!
其余边长较短% 聚集分布的林木呈簇状!以聚集分
布林木构建的 ./U/4/H图!簇内 CM0E34EX三角网的
边长较短!簇间 CM0E34EX三角网边长较长!只把聚
集在一团内的林木作为最邻木考虑!在 CM0E34EX三
角网内边长大于一定阈值的三角形边不考虑在内%
本文利用,UYI(&的空间分析功能!以林分中单
株木视为平面点构建的 ./U/4/H图和 CM0E34EX三角
网能够为林分空间结构研究提供技术支持!以此为
基础确定对象木的最近邻木更加灵活’合理!在此基
础上计算的混交度’大小比数能反映实际空间结构
特征!而./U/4/H图是对空间的一种剖分!./U/4/H图
的构图形式本身反映林木空间分布格局% 通过分析
./U/4/H图的结构特征!来剖析林木空间分布格局将
成为后续研究!以此探索使用计算几何中的数据结
构分析林分空间结构的合理性和有效性!并在此基
=9
林 业 科 学 !" 卷6
础上挖掘I(&中空间数据结构在林分空间结构量化
分析%
参 考 文 献
冯仲科!郭清文!朱6萍5#$$"1./U/4/H图A泰森多边形法在角规测
树中的应用5林业资源管理!"=$& !! A!85
惠刚盈!D0E3K[/4 IEV/Z!QEWLHEK,0^MUW5%7771一个新的林分空间
结构参数+++大小比数5林业科学研究! %#"%$& % A"5
惠刚盈!胡艳波!徐6海5#$$<1森林空间结构的量化分析方法5东北
林业大学学报! =="增$& !< A!95
惠刚盈!胡艳波5#$$%1混交林树种空间隔离程度表达方式的研究5
林业科学研究!%!"%$& #= A#85
惠刚盈!胡艳波5#$$"1角尺度在林分空间结构调整中的应用5林业
资源管理!"#$& =% A=<5
惠刚盈!冯佳多5#$$=1森林空间结构量化分析方法5北京& 中国科
学技术出版社5
惠刚盈5%7771角尺度+++一个描述林木个体分布格局的结构参数5
林业科学!=<"%$& =8 A!#1
雷相东!唐守正5#$$#1林分结构多样性指标研究综述5林业科学!
=9"=$& %!$ A%!"5
李春干5#$$=1广西红树林资源的分布特点和林分结构特征5南京
林业大学学报& 自然科学版!#8"<$& %< A%75
刘6彦!余新晓!岳永杰!等5#$$71北京密云水库集水区刺槐人工林
空间结构分析5北京林业大学学报!=%"<$& #< A#95
刘素青5#$$"1森林生态系统经营与自适应模型研究5中南林业科
技大学博士学位论文5
汤孟平!唐守正!雷相东5#$$!1两种混交度的比较分析5林业资源
管理!"!$& #< A#85
汤孟平!周国模!陈永刚!等5#$$71基于 [/U/4/H图的天目山常绿阔
叶林混角度5林业科学!!<""$& % A<5
邬6伦!刘6瑜!张6晶!等5#$$%1地理信息系统+++原理’方法和
应用5北京& 科学出版社5
许丽敏!薛6安5#$$71基于 CM0E34EX三角网与 ./U/4/H图联合提取
等高线骨架的地形重建算法研究5北京大学学报& 自然科学
版!!<"!$& "!8 A"<#5
-EZK/4 ’(5%7881&/TWZEUMT/U’K3UTEYMH4WMU\/0EWH/4$NHYM2N5
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!责任编辑6石红青"
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