4042

31

Рис. 22 Выбор математической модели

Далее программа предложит произвести расчѐт теоретических значений высот, рассчитанной по найденной математической модели. Нажмите

«Отменить».

Далее будет предложено вывести на экран график регрессии – ответить

«Нет».

На следующий запрос программы отвечаем «Анализ остатков».

Рис 23. Выбор действия в программе STADIA

32

Отказываемся от вывода на экран двух последующих графиков. Затем выбираем пункт «Закончить анализ».

Рис. 24 Результаты счѐта программы STADIA – аппроксимация верхней границы варьирования высот

На рис. 24 показаны результаты счѐта, которые можно вывести на печать, нажав левой кнопкой мыши на изображение принтера в верхней части диалогового окна. В нижней части экрана показаны «закладки», с помощью которых можно переключаться между диалоговыми окнами:

Dat – таблица исходных данных;

33

Rez – результаты счѐта.

Окна Rez и Dat можно очистить нажатием клавиши F5.

Итак, параметры математической модели для аппроксимации ВЕРХНЕЙ границы варьирования высот получены. Поэтому в пояснительной записке необходимо написать конкретный вид уравнения:

Hверх = 4.12 + 1.004∙D1.3 – 0.0108∙ D1.32

Теперь, в диалоговом окне ввода исходных данных (Dat) вводятся значения обмера диаметров и высот НИЖНЕЙ границы варьирования. Порядок работы аналогичен вышеописанному.

Итак, результатом работы в программе STADIA должно быть две распечатки, одна для верхней границы варьирования высот (рис. 24), а вторая для нижней (пример не приведен). Распечатки необходимо подписать и вклеить в пояснительную записку, обозначив как:

Таблица 2.5

Аппроксимация верхней границы высот

Таблица 2.6

Аппроксимация нижней границы высот

Кроме того, должны быть написаны оба конкретных уравнения − для верхней и для нижней границы варьирования высот. Далее оформляется, построенный на миллиметровой бумаге, график регрессии. Он должны быть вклеен в пояснительную записку, подписан, и обозначен как «Рис. 2.4». На нем должны быть обозначены точки исходных экспериментальных данных, которые выравнивались и теоретические значения, рассчитанные по полученным уравнениям. На одном графике строятся две кривые − для верхней границы варьирования высот и для нижней границы.

В пояснительной записке не забудьте четко поставить задачу. После этого можно привести распечатки. На их основе кратко опишите модель, обоснуйте выбор функции (почему парабола?). Алгоритм, программу можно не анализировать, проверку адекватности результатов счѐта математическими методами можно не выполнять, так как Вы используете готовую программу. Проверку корректности проведите визуально по графику (рис. 2.4), где

34

выровненные теоретические значения показывайте в виде плавных кривых, а экспериментальные (эмпирические) данные – в виде точек.

Более подробно следует провести интерпретацию результатов счѐта. Сделайте разъяснения, что означают данные полученных распечаток. В заключение напишите конкретные уравнения пределов, подставив в общий вид функций полученные значения коэффициентов регрессии и обозначив H и D1.3.

3.8.2Порядок работы в программе RANG – получение таблицы рангов

исредних значений высот для разрядов высот

Вглавном меню программного вычислительного комплекса по математическому моделированию в лесоустройстве запускаем программу

RANG (рис. 25).

Рис.25 Ввод иcходных данных в программу RANG

35

В таблицу исходных данных программы RANG вводятся ступени толщины (Xэксп) и выровненные (рассчитанные по уравнению) значения высот деревьев (Yрегр) из ранее полученных в программе STADIA распечаток для верхней границы варьирования высот (см. рис. 24) и для нижней границы варьирования высот (рис. не приведен).

Пример результатов расчѐта показан на рис. 26.

Отпечатанная таблица будет иметь в пояснительной записке следующее обозначение:

Таблица 2.7

Ранги и средние значения высот разрядов

Текст программы RANG на языке БЕЙСИК поместите в пояснительной записке в соответствии с этапами схемы вычислительного эксперимента.

Рис. 26 Результат счѐта программы RANG

36

Читая текст программы, восстановите алгоритм (обратный ход вычислительного эксперимента) и опишите его в соответствующей части пояснительной записки. По данным табл. 2.7 дополните рис. 2.4 кривыми границ и средних значений разрядов – 1, 2 и т.д., как показано на примере:

Рис. 2.4. График разрядов высот (1,…,5):

○– эмпирические данные обмера стволов;

–средние высоты разрядов;

–ранги высот;

–средняя кривая Нср. = f(Д1,3);

x– ранги высот в средней ступени толщины (Дср.);

abcd – внешние параметры моделируемой совокупности

Полученные данные позволяют получить не просто объѐмные таблицы, а по разрядам высот – табличную форму модели объѐмов стволов конкретной породы.

3.9 Выполнение раздела «2.7 Построение объѐмных таблиц по разрядам высот»

Для построения таблиц имеем:

а) конкретное уравнение объѐма стволов изучаемой породы (см. подраздел

2.5);

37

б) градации D1.3 и Hср. по каждому разряду высот (табл. 2.7) в пределах внешних параметров исследуемой совокупности. Можем приступить к завершению общего вычислительного эксперимента, осуществив счѐта по программе PE.

Порядок работы в программе PE при построении объѐмных таблиц

Введите исходные данные в таблицы программы PE, как показано на рис.

27.

Рис. 27 Ввод исходных данных в программу PE

Средние значения высот разрядов по ступеням толщины берѐм из распечатки программы RANG, коэффициенты для расчѐта объѐмов стволов – из программы KEN.

38

Рис. 28 Результаты счѐта программы PE – объѐмные таблицы

В пояснительной записке обозначьте полученные объѐмные таблицы номером 2.8. Опишите, где можно использовать полученные таблицы (практическое назначение) и оцените корректность полученных данных.

3.10 Выполнение раздела “3. Моделирование возрастной динамики древостоев. Анализ исходных данных и общее содержание

вычислительного эксперимента”

Содержание данного раздела, а именно: анализ исходных данных, общее содержание вычислительного эксперимента подробно описано в учебном пособии [1] в разделе 3.5. На этом этапе необходимо получить у преподавателя исходные данные для выполнения расчѐтов по данной главе − форму 3.3, вклеить еѐ в пояснительную записку и обозначить как «Таблица 3.1». Для примера приводится таблица 3.1 (нумерация как в курсовой работе!).

\

39

Таблица 3.1

Исходная информация для ввода в компьютер («Форма 3.3») Область: Самарская, Лесхоз: Ново-Буяновский,

Преобладающая порода: сосна естественного происхождения, ТЛУ: B2, C2 - B2, C3. Средний бонитет I,1

Необходимо охарактеризовать таблицу с исходными данными. Очень важно понять, как они были получены.

3.11 Выполнение раздела «3.2 Моделирование таблиц хода роста модальных насаждений»

Исходные данные для построения таблиц хода роста ТХР модальных древостоев берут из таблицы 3.1. Для обработки данных используется

40

программный вычислительный комплекс по математическому моделированию в лесоустройстве, а именно, программа USS4.

Порядок работы с программой USS4 – построение таблиц хода роста

На рисунке 29 показано диалоговое окно ввода исходных данных. После ввода фамилии, реквизитов, характеризующих местоположение и условия произрастания насаждений, заполните таблицу динамики таксационных показателей, полученных экспериментальным путем из таблицы 3.1 курсовой работы. Последняя колонка таблицы исходных данных (рис. 29) – «Коэф.К» − это коэффициент перевода объѐма среднего дерева растущей части древостоя в объѐм среднего дерева выбираемой части (отпада). Коэффициент К рассчитывается студентами самостоятельно, с использованием существующих таблиц хода роста (например, из ЛВК) по данной древесной породе.

Формулы для расчѐта см. в учебном пособии [1].

Итак, предварительно рассчитанные коэффициенты К заносятся в последнюю колонку таблицы исходных данных. По умолчанию, в этой колонке будет стоять единица. Если не изменять К, то есть так и оставить единицу, то в расчѐте Ваших ТХР выбираемая часть будет рассчитана неверно. Объѐм среднего дерева отпада будет приравнен к объѐму среднего дерева растущей части, а это неправильно (объясните, почему?).

После ввода исходных данных выполняем расчѐт двумя способами:

а) «по параболе» – в качестве основной функции роста используется модель параболы второго порядка;

б) «по функции Митчетрлиха» – в качестве основной функции роста используется функция Митчерлиха;