森林資源系統(tǒng)計算機仿真理論(編輯修改稿)
2025-07-21 21:46 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 、試驗、對比等仿真計算，尋求最優(yōu)或最佳方案和措施。這是計算機仿真的一大優(yōu)點，人工計算是不可想象的。(3)控制的仿真計算在控制論中，許多復(fù)雜系統(tǒng)的控制問題都是利用系統(tǒng)的仿真計算而實現(xiàn)可控計算和討論，把仿真計算作為實現(xiàn)可控計算的工具和方法之一。同樣森林資源的結(jié)構(gòu)調(diào)整以及森林資源的最優(yōu)控制等都可以通過描述森林資源的數(shù)理方程在計算機上進行仿真計算來實現(xiàn)。森林資源的結(jié)構(gòu)調(diào)整其實質(zhì)是森林資源的分布結(jié)構(gòu)調(diào)整。就是由現(xiàn)在的一種不合理（不理想）的分布結(jié)構(gòu)狀態(tài)出發(fā)，在一定時間內(nèi)或在最短的時間內(nèi)通過不斷的調(diào)整控制變量，平穩(wěn)過渡到理想（合理）的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，是一個控制問題。在林業(yè)實際生產(chǎn)中，森林資源分布結(jié)構(gòu)的調(diào)整主要是通過采伐和造林更新達到調(diào)控的目的，在目前的科技水平下林木的生長速度還無法做到控制。森林資源的控制就是通過可控制變量的取值范圍和大小進行調(diào)控，在使得路徑最短（最優(yōu)）或時間最短（最優(yōu)）或結(jié)構(gòu)最佳等的情況下由目前的狀態(tài)過渡到理論或要求的狀態(tài)。這一討論和分析過程同樣也可以通過仿真計算而實現(xiàn)。例如森林資源的可持續(xù)發(fā)展的定量描述只有通過描述森林資源的數(shù)理方程而建立的控制理論和方法、仿真理論和方法才能建立和完成。同樣，森林資源與環(huán)境和人類社會關(guān)系的協(xié)調(diào)、平衡和發(fā)展及其實現(xiàn)也只有通過森林資源的控制理論和方法與森林資源的仿真理論和方法才能建立和實現(xiàn)。(4)運用森林資源的計算機仿真替代傳統(tǒng)的經(jīng)營方案編制森林經(jīng)理學(xué)（森林的經(jīng)營和管理的科學(xué)）的主要研究內(nèi)容之一是編制施業(yè)案或稱經(jīng)營方案等。過去編制經(jīng)營方案是根據(jù)森林的現(xiàn)狀（靜態(tài)）和林分的狀況及地形、土壤、氣候等因素，并且根據(jù)編制人員理論和經(jīng)驗而確定森林資源今后5年或10年或更長時間對經(jīng)營的目的（要達到目標(biāo)），應(yīng)采取的措施如撫育、間伐等編制一個實施方案。這樣編制出的方案是一個靜態(tài)、一成不變的東西，是憑人的某種主觀意識和經(jīng)驗而編制的。而森林資源及其環(huán)境時刻都在變化，其中很多因素是人無法控制和預(yù)知的。因此，用一個既定的方案去要求一個分復(fù)雜而不斷變化著的系統(tǒng)以實現(xiàn)預(yù)先的目標(biāo)，這是很難想象的。事實上生產(chǎn)中幾乎所有編制的經(jīng)營方案都無法實踐，都行不通。借助森林資源的數(shù)理模型，在計算機實現(xiàn)森林資源系統(tǒng)動態(tài)變化和模擬仿真，從而達到制定各種最佳方案并加以實施，做到時時掌握森林資源系統(tǒng)的變化情況以及發(fā)展趨勢。因此，用建立森林資源計算機仿真計算和決策支持系統(tǒng)代替經(jīng)營方案及其編制完全可能和可行。 森林資源仿真的輔助計算為了實現(xiàn)各種仿真計算的目標(biāo)，需要進行仿真的輔助計算，以滿足仿真計算所需的參數(shù)，指標(biāo)、數(shù)據(jù)及處理數(shù)據(jù)的技術(shù)方法，使得仿真計算有較好的效果。其內(nèi)容主要有基本參數(shù)的提取，參數(shù)的延伸、指標(biāo)參數(shù)體系的計算，將n階轉(zhuǎn)移矩陣變?yōu)橐浑A轉(zhuǎn)移矩陣的計算等。(1)基本參數(shù)的提取的計算在進行森林資源的計算機仿真計算時，需要基本參數(shù)即郁閉成林率φ(t)，生長率ψ(t)，死亡率μ(t)才能進行各種模擬計算。這些參數(shù)的獲取主要是通過森林資源的各種調(diào)查資料如連續(xù)定位調(diào)查的材料；各種圖面材料；遙感的衛(wèi)片或航片；森林資源的各種檔案等，從它們當(dāng)中進行提取、統(tǒng)計而獲得。因此形成了較為完整的參數(shù)提取方法。(2)基本函數(shù)值外延的計算利用數(shù)學(xué)模型對森林資源進行預(yù)測，其實就是對模型的基本函數(shù)μ(死)、φ（生）、ψ（長）等進行外推。根據(jù)這些基本函數(shù)的物理意義、特點和規(guī)律可以從許多外推的數(shù)學(xué)方法中選取適合于基本函數(shù)的特點和需要的外推方法進行外推計算。其方法一般有平均法、曲線擬合法、參數(shù)辯識法、時間序列法等等。(3)指標(biāo)參數(shù)體系的計算在森林資源仿真計算時，不僅需要計算出森林資源的狀態(tài)值而且需要計算出許多評價森林資源質(zhì)量和數(shù)量的各種指標(biāo)參數(shù)，而每一項指標(biāo)參數(shù)是從某一方面和某一角度定量的刻畫系統(tǒng)的動態(tài)變化規(guī)律
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