voronoi图泰森多边形法在角规测树中的应用

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1、2006年6月林业资源管理June12006第3期FORESTRESOURCESMANAGEMENTNO13Voronoi图—泰森多边形法在角规测树中的应用112冯仲科,郭清文,朱　萍(11北京林业大学测绘与3S技术中心,北京100083;21北京工业职业技术学院,北京100041)摘要:介绍了Voronoi图—泰森多边形的概念,以及在角规测树中的实现方法。实例分析结果表明,Voronoi图—泰森多边形法比以往的算术平均法更合理,蓄积总量估测精度更高。关键词:角规;蓄积量;Voronoi图;泰森多边形中图分类号:S758151文献标识码:A文章编号:1002-6622(

2、2006)03-0044-04ApplicationoftheVoronoiDiagram-ThiessenPolygonMethodinTreeSurveyingwithAngleGauges112FENGZhongke,GUOQingwen,ZHUPing(11Surveymappingand3STechnologycenter,BeijingForestryUniversity,Beijing100083,China;21BeijingIndustryvocationalTechnologySchool,Beijing100041,China)Abstract:C

3、onceptiononVoronoiDiagram-thiessenpolygonmethodanditsimplementationtechniquefortreesurveyingwithanglegaugesareallintroducedinthisthesis1Anexampleanalysisisalsopro2videdbyauthors,whichprovesthatVoronoi-thiessenpolygonmethodismorereasonabletheoretical2lyandhashigherprecisionthanarithmetica

4、veragemethodwhichisusuallyemployedintreesurveyingwithanglegauges1Keywords:anglegauge,volume,Voronoidiagram,ThiessenPolygonMethod　　角规测树原理与技术方法,自奥地利林学家比量。算术平均法简便易行,但仅适用于林分面积小、特里希(W·Bitterich)1947年发明以来得到了广泛地形起伏不大,林木生长空间分布又较为均匀的林[1,2]的应用。角规在所有的测树工具中属于较优秀分,如同龄人工林。然而在现实自然界,森林生态体的一种,在现代森林调查中,特别

5、是在森林资源二类系是很复杂的,特别是天然林,林木生长总是与地形[3]清查中,发挥了积极作用。条件等各种立地条件相关的。Voronoi图-泰森以往角规测树时,往往在林分内设置若干个角多边形法,考虑了林分蓄积的空间分布不均匀特点,规点,以所有角规点每公倾蓄积量算术平均值代替以各角规点的控制面积为权重,比算术平均法更合整个林分平均蓄积量,从而估算出整个林分蓄积总理,蓄积总量估测精度更高。收稿日期:2006-01-16;修回日期:2006-03-12基金项目:“863”国家计划项目(2003AA245030);国家自然科学基金项目(90302014);北京自然科学基金重点项目(

6、4041002)作者简介:冯仲科(1962-),男,甘肃灵台人,教授,博士生导师,主要研究方向:精准林业,林业3S技术应用。　第3期冯仲科等:Voronoi图—泰森多边形法在角规测树中的应用451Voronoi图及泰森多边形概念广泛应用。Voronoi图又称为Dirichlet镶嵌(tessellation),其概念由Dirichlet于1850年首先提出;1907后俄2Voronoi图—泰森多边形在角规测树中的实现国数学家Voronoi对此作了进一步阐述,并提出高方法次方程化简;1911年荷兰气候学家A1H1Thiessen以往人们大多采用求积仪求取各角规点的控制为提

7、高大面积气象预报的准确度,应用Voronoi图面积,但是在考虑的林分较大,角规点也很多的情况[4]对气象观测站进行了有效区域划分。因此在二维下,所组成的多边形面积小、个数多,用求积仪求面空间中[7],Voronoi图也称为泰森(Thiessen)多边形。积操作起来不方便。因此,必须实现业务自动化。简单地说,Voronoi图是平面的一个划分,其控在计算机上实现每公倾蓄积量计算程序自动化,其制点集P={p1,p2,⋯,pn}中任意两点都不共位,且技术难点在于确定环绕每一个角规点的多边形的唯[5]任意四点不共圆。任意的一个凸多边形(泰森多一性和