基于频谱分析用针刺仪测定树木年龄的算法

编号 zgly0001728435

文献类型 期刊论文

文献题名 基于频谱分析用针刺仪测定树木年龄的算法

作者 潘虹  卢军  郭旭展  唐守正  高瑞东  徐建军 

作者单位 中国林业科学研究院资源信息研究所  信阳师范学院数学与统计学院  管涔山国有林管理局  管涔山国有林管理局羊圈沟林场 

母体文献 林业科学研究 

年卷期 2021,34(1)

页码 19-25

年份 2021 

分类号 S758 

关键词 树木年龄  针刺仪  抗钻阻力值  傅里叶级数  离散谱分析 

文摘内容 [目的]研究离散谱分析在针刺仪抗钻阻力序列中的应用,为活立木年龄的微损测定提供方法。[方法]以山西省羊圈沟林场落叶松为对象,使用针刺仪在同一水平位置不同方向钻入落叶松,获取323组抗钻阻力值序列作为研究样本,并在针刺位置5 cm内截取104个圆盘作为参考样本。选择恰当的窗口,将抗钻阻力值序列去趋势后,进行离散谱分解,寻找代表年度变化的谐波,将其周期数的一半作为树木年龄估计值。并将频谱分析算法估计的树木年龄以及针刺仪自带软件DECOM自动判定年龄分别与相应的圆盘年轮数进行成对数据t检验。[结果]根据活立木的胸径大小来选择窗口参数Wid,将频谱分析算法应用于323组活立木的抗钻阻力序列,该算法估计树木年龄与实测年龄非常接近。频谱分析算法估计年龄的最小相对误差为0,最大相对误差为27.98%,平均相对误差为-0.35%。经过成对数据t检验得到t值为0.85,说明该算法估计树木年龄均值与真实年龄均值之间无显著差异。而针刺仪自带DECOM软件自动分析估计年龄结果相对误差较大,最小相对误差为-7.69%,最大相对误差达到-84.78%,平均相对误差达到-40.49%,与实际年龄进行成对数据t检验得到t值为20.25,差异显著。[结论]频谱分析应用于针刺仪抗钻阻力值序列来估计树木年龄,能够比较准确地估计落叶松年龄,提高了针刺仪测定活立木年龄的精度,为活立木年龄的微损测定提供了一种有效途径。