森林資源系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真理論(已修改)
2025-07-06 21:46 本頁面
【正文】 7 / 7森林資源系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真與現(xiàn)代化管理李 昀**李昀，1968年出生，博士，副教授。主要研究方向：資源與環(huán)境信息管理。Email:liyun@（北京林業(yè)大學(xué)信息學(xué)院，100083）崔賽華（北京林業(yè)大學(xué)信息學(xué)院，100083）鄭治剛（國家林業(yè)局規(guī)劃院，100714）摘要 本文論述了森林資源系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真理論和方法，它是森林資源現(xiàn)代化管理的理論基礎(chǔ)和最主要的系統(tǒng)方法之一。關(guān)鍵詞 森林資源 模型 計(jì)算機(jī)仿真 現(xiàn)代化管理1 引言森林資源系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真，就是借助描述森林資源系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，在計(jì)算機(jī)上對森林資源系統(tǒng)的動態(tài)變化規(guī)律和生滅過程進(jìn)行各種模擬、試驗(yàn)和計(jì)算分析。由于計(jì)算機(jī)仿真具有模擬、試驗(yàn)、協(xié)調(diào)、控制、優(yōu)化、運(yùn)籌、決策等功能，使得其成為現(xiàn)代化管理理論的依據(jù)和最主要的系統(tǒng)方法之一。因此，森林資源系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真是林業(yè)科學(xué)工作和系統(tǒng)理論工作者研究的熱點(diǎn)問題。目前，無論是國外還是國內(nèi)所進(jìn)行的森林資源的計(jì)算機(jī)仿真，所使用的數(shù)學(xué)模型不是經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ途褪墙y(tǒng)計(jì)模型，并多為常微分方程。它們都不是根據(jù)森林資源的動態(tài)變化規(guī)律和生滅過程而推出的數(shù)理方程，這些模型都不能從空間和時(shí)間狀態(tài)同時(shí)對森林資源的“生”、“長”、“死”及動態(tài)變化規(guī)律作出深刻而準(zhǔn)確的描述和表達(dá)。因此，用這樣的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行的計(jì)算機(jī)仿真不可能對森林資源的動態(tài)變化規(guī)律和生滅過程作深刻、精確的描述和表達(dá)，不能對森林資源進(jìn)行準(zhǔn)確的模擬、試驗(yàn)和分析，用這樣的模型對森林資源進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真很難建立起森林資源現(xiàn)代化管理的計(jì)算機(jī)仿真理論和技術(shù)方法。本文論述的森林資源系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真所使用的數(shù)學(xué)模型是我們在已完成的國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目中所推導(dǎo)的描述森林資源動態(tài)變化和生滅過程的數(shù)理方程，這些模型是維數(shù)不等的偏微分方程，描述了森林資源的狀態(tài)空間和時(shí)間空間內(nèi)的動態(tài)變化規(guī)律、生滅過程和運(yùn)動軌跡。因此，森林資源系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真是屬于分布參數(shù)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真。2 森林資源系統(tǒng)仿真的數(shù)學(xué)模型森林資源是森林的數(shù)量和質(zhì)量的統(tǒng)一標(biāo)度和表達(dá)，是森林具有財(cái)產(chǎn)和價(jià)值的屬性部分。目前，森林資源一般是指森林的面積資源和立木蓄積資源。森林資源是由森林各種各樣維數(shù)不等的數(shù)量分布結(jié)構(gòu)組成，森林的這種數(shù)量分布結(jié)構(gòu)稱為森林資源分布結(jié)構(gòu)。森林資源是森林?jǐn)?shù)量分布結(jié)構(gòu)的總稱，是各種特定（具體）的森林資源分布結(jié)構(gòu)的集合體，每一種特定的森林資源分布結(jié)構(gòu)表示了一種特定（具體）的森林資源。根據(jù)森林資源是由許許多多一維、二維……n維等數(shù)量分布結(jié)構(gòu)組成，并依據(jù)森林資源分布結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化規(guī)律和生滅過程推導(dǎo)出了描述森林資源分布結(jié)構(gòu)動態(tài)變化規(guī)律和生滅過程的數(shù)理方程。(1)同齡純林的林齡面積分布結(jié)構(gòu)變化方程： (1 )(2)林木直徑分布結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)變化方程： (2 )(3)林木株數(shù)的直徑樹高分布結(jié)構(gòu)變化方程：(3 )(4)混交林的林木直徑分布結(jié)構(gòu)變化方程： (4 )(5)混交異齡林的林木株數(shù)的直徑林齡分布結(jié)構(gòu)變化方程： (5 )(6)混交異齡林的面積按混交系數(shù)平均年齡分布的分布結(jié)構(gòu)變化方程： (6 )(7)森林資源分布結(jié)構(gòu)變化方程的一般形式（通式方程） (7 )以上均為方程的連續(xù)型模型。森林資源的計(jì)算機(jī)仿真就是用上述方程的離散型模型。離散型模型一般可用向量的形式或矩陣的形式表示，由于篇幅關(guān)系上述方程的離散型模型從略。在上述方程中，（1）至（6）式是描述森林資源某些具體分布結(jié)構(gòu)的動態(tài)變化規(guī)律和生滅過程的數(shù)理方程；（7）式是描述
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