본 연구는 5차 국가산림자원조사(National Forest Inventory, NFI) 표본점 자료를 이용하여 충청도 지역에 분포하는 주요 수종에 대한 수고-흉고직경 생장모델을 개발하고자 하였다. 충청도 지역 고정표본지 내에서 수고와 흉고직경이 측정된 주요 수종의 총 임목 본수는 2,681본이었으며, 무작위로 생장모델의 개발을 위해 90% 자료와 모델 타당성 검정을 위해 10% 자료로 나누어서 분석하였고, 본 연구에서 제시된 최종모형의 추정된 계수는 100% 자료를 이용하였다. 8개 주요 수종에 대한 생장모델들의 적합성 검정은 결정계수($R^2$), 추정치의 오차인 평균제곱근오차(RMSE), 평균편의(MD), 절대평균편의(AMD)와 직경급별로 평균편의(MD)를 비교 분석하였다. 본 연구 결과에 의하면, 6개 주요 생장식의 결정계수는 모두 94% 이상의 높은 설명력을 나타냈으며, 특히 C-R 생장모델과 Weibull 생장모델은 다른 모델에 비해 좋은 결과를 나타냈다. 직경급 30 cm 이하에서는 소나무, 리기다소나무, 굴참나무, 신갈나무가 상대적으로 가장 작은 평균편의를 나타낸 반면, 직경급 30 cm 이상에서는 신갈나무, 상수리나무, 졸참나무가 큰 평균편의를 나타냈다. 또한 본 연구의 결과로 제시된 6개 주요 생장식에서 추정한 수고를 임목자원평가 프로그램에 적용하여 간재적을 분석한 결과, 직경급 30 cm까지는 큰 차이를 보이지 않지만, 30 cm 이상인 대경목의 경우 추정된 간재적은 큰 차이를 보이므로, 생장모델 선정에 주의를 기울여야 한다.
본 연구는 5차 국가산림자원조사(National Forest Inventory, NFI) 표본점 자료를 이용하여 충청도 지역에 분포하는 주요 수종에 대한 수고-흉고직경 생장모델을 개발하고자 하였다. 충청도 지역 고정표본지 내에서 수고와 흉고직경이 측정된 주요 수종의 총 임목 본수는 2,681본이었으며, 무작위로 생장모델의 개발을 위해 90% 자료와 모델 타당성 검정을 위해 10% 자료로 나누어서 분석하였고, 본 연구에서 제시된 최종모형의 추정된 계수는 100% 자료를 이용하였다. 8개 주요 수종에 대한 생장모델들의 적합성 검정은 결정계수($R^2$), 추정치의 오차인 평균제곱근오차(RMSE), 평균편의(MD), 절대평균편의(AMD)와 직경급별로 평균편의(MD)를 비교 분석하였다. 본 연구 결과에 의하면, 6개 주요 생장식의 결정계수는 모두 94% 이상의 높은 설명력을 나타냈으며, 특히 C-R 생장모델과 Weibull 생장모델은 다른 모델에 비해 좋은 결과를 나타냈다. 직경급 30 cm 이하에서는 소나무, 리기다소나무, 굴참나무, 신갈나무가 상대적으로 가장 작은 평균편의를 나타낸 반면, 직경급 30 cm 이상에서는 신갈나무, 상수리나무, 졸참나무가 큰 평균편의를 나타냈다. 또한 본 연구의 결과로 제시된 6개 주요 생장식에서 추정한 수고를 임목자원평가 프로그램에 적용하여 간재적을 분석한 결과, 직경급 30 cm까지는 큰 차이를 보이지 않지만, 30 cm 이상인 대경목의 경우 추정된 간재적은 큰 차이를 보이므로, 생장모델 선정에 주의를 기울여야 한다.
Six commonly used non-linear growth functions were fitted to individual tree height-dbh data of eight major tree species measured by the $5^{th}$ National Forest Inventory in Chungcheong province. A total of 2,681 trees were collected from permanent sample plots across Chungcheong provinc...
Six commonly used non-linear growth functions were fitted to individual tree height-dbh data of eight major tree species measured by the $5^{th}$ National Forest Inventory in Chungcheong province. A total of 2,681 trees were collected from permanent sample plots across Chungcheong province. The available data for each species were randomly splitted into two sets: the majority (90%) was used to estimate model parameters and the remaining data (10%) were reserved to validate the models. The performance of the models was compared and evaluated by $R^2$, RMSE, mean difference (MD), absolute mean difference (AMD) and mean difference(MD) for diameter classes. The combined data (100%) were used for final model fitting. The results showed that these six sigmoidal models were able to capture the height-diameter relationships and fit the data equally well, but produced different asymptote estimates. Sigmoidal growth models such as Chapman-Richards, Weibull functions provided the most satisfactory height predictions. The effect of model performance on stem volume estimation was also investigated. Tree volumes of different species were computed by the Forest Resources Evaluation and Prediction Program using observed range of diameter and the predicted tree total height from the six models. For trees with diameter less than 30 cm, the six height-dbh models produced very similar results for all species, while more differentiation among the models was observed for large-sized trees.
Six commonly used non-linear growth functions were fitted to individual tree height-dbh data of eight major tree species measured by the $5^{th}$ National Forest Inventory in Chungcheong province. A total of 2,681 trees were collected from permanent sample plots across Chungcheong province. The available data for each species were randomly splitted into two sets: the majority (90%) was used to estimate model parameters and the remaining data (10%) were reserved to validate the models. The performance of the models was compared and evaluated by $R^2$, RMSE, mean difference (MD), absolute mean difference (AMD) and mean difference(MD) for diameter classes. The combined data (100%) were used for final model fitting. The results showed that these six sigmoidal models were able to capture the height-diameter relationships and fit the data equally well, but produced different asymptote estimates. Sigmoidal growth models such as Chapman-Richards, Weibull functions provided the most satisfactory height predictions. The effect of model performance on stem volume estimation was also investigated. Tree volumes of different species were computed by the Forest Resources Evaluation and Prediction Program using observed range of diameter and the predicted tree total height from the six models. For trees with diameter less than 30 cm, the six height-dbh models produced very similar results for all species, while more differentiation among the models was observed for large-sized trees.
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문제 정의
주요수종의 분포 현황을 살펴보면 소나무, 낙엽송, 리기다소나무, 기타 활엽수로 나타났으며, 축적은 각각 33%, 32%, 31%, 47%를 차지하였고, 주요 수종의 참나무류(굴참나무, 상수리나무, 신갈나무, 갈참나무, 졸참나무)는 기타활엽수에 포함되어 있다. 따라서 2007년도 조사된 NFI 표본점 자료를 이용하여중청도 지역에 분포하는 주요 수종에 대한 개체목 수고와 흉고직경 자료를 추출하였다.
따라서 본 연구에서는 2007년도 조사된 5차 NFI 표본점 자료를 이용하여 충청도 지역에 배치된 고정표본점 105 개(충청남도 고정표본점 49개, 충청북도고정표본점 56개) 의 자료를 이용하여 8개 주요 수종에 대한 수고와 흉고직경 생장모델을 개발하고자 하였으며, 모델 검정을 통하여 생장 모델의 적용성을 평가하고자 하였다.
본 연구에서는 5차 국가산림자원조사 표본점 자료를 이용하여 중청도 지역에 분포하는 주요 수종에 대한 수고- 흉고직경 생장모델을 개발하고자 하였다. 본 연구 결과에 의하면, 6개 주요 생장식의 결정계수는 모두 94% 이상의 높은 설명 력을 나타냈으며, 특히 C-R 생장모델과 Weibull 생장모델은 다른 모델에 비해 좋은 결과를 나타냈다.
제안 방법
137본, 졸참나무는 202본)이 추출되었다. 각 수종에 대하여 수고와 흉고직경 이 측정된 총 본수 중에서 무작위로 모델 개발에 90%, 나머지 10%는 적합성 검정에 사용하고자 하였다(Figure 1). 8개 주요 수종에 대하여 Table 1과 Table 2는 기술적 통계 량을 나타냈으며 , 모델 개발 자료는 최소 123본에서 808본을 나타냈고, 적합성 검 정 자료는 14본에서 90본으로 나타났다.
또한, 모델 타당성 검정은 8개 주요 수종을 직경급별 5 cm(5~10 cm, 10~15 cm, 15~20 cm, 20-25 cm, 25-30 cm, 30~35 cm, 35~40 cm, 40~45 cm, 45~50 cm, overall) 단위로 나누어서 산출하였고, 평균편의는 각 수종마다 직경 급 별로 산출하였다(Figure 2).
대상 데이터
있다(산림청, 2010). 본 연구에서는 2007년도 조사된 NFI 표본점 자료를 이용하여 충청도 지역에 배치된 고정표본점 105개(충청남도 고정표본점 49개, 충청북도 고정표본점 56개)의 자료를 이용하였다. 주요수종의 분포 현황을 살펴보면 소나무, 낙엽송, 리기다소나무, 기타 활엽수로 나타났으며, 축적은 각각 33%, 32%, 31%, 47%를 차지하였고, 주요 수종의 참나무류(굴참나무, 상수리나무, 신갈나무, 갈참나무, 졸참나무)는 기타활엽수에 포함되어 있다.
데이터처리
Table 3은 본 연구에 적용된 6개 비선형 수고-흉고직경생장 모델을 나타냈으며, 모수 추정은 통계 분석 시스템인 SAS의 NLIN procedure(2004» 사용하여 추정하였다. 또한 각 모델의 검정통계량은 결정계수(R2), 추정치의 오차인 평균제곱근오차(RMSE), 평균편으](MD), 절대평균편의 (AMD)를 다음 식을 이용하여 산출하였다.
또한 각 모델의 검정통계량은 결정계수(R2), 추정치의 오차인 평균제곱근오차(RMSE), 평균편으](MD), 절대평균편의 (AMD)를 다음 식을 이용하여 산출하였다.
이론/모형
Table 3. Nonlinear height-dbh models selected for this study.
성능/효과
무작위로 추출된 10% 자료를 이용하여 생장 모델 타당성을 검정한 결과, 전반적인 평균편의는 -2~4 m 사이에 나타났고, 6개 생장모델 식에서도 유사한 평균편의를 나타냈다. 8개 주요 수종에 대한 생장모델의 타당성 검정에 평균편의를 비교 분석한 결과, 직경급 30 cm 이하에서는 소나무, 리기다소나무, 굴참나무, 신갈나무가 상대적으로 가장 작은 평균편의를 나타낸 반면, 직경급 30 cm 이상에서는 신갈나무, 상수리나무, 졸참나무가 큰 평균 편의를 나타냈다. 소나무와 리기다소나무의 경우 직경 급이 25~30 cm일 때 평균편의가 가장 작게 나타났고, 굴참나무는 20~25 cm일 때 평균편의가 작았으며, 15~20 cm, 30~35 cm일 때 약간의 차이를 나타냈다.
238 m 로 나타났다. Schn니te식 에서는 리기 다소나무와 갈참나무가 더 좋은 결과를 나타냈으며, 소나무, 리기다소나무, 일본잎갈나무 등의 경우에는 Chapman-Richards, Meib니11식이 다른 생장모델에 비해 더 좋은 결과를 나타냈다.
나타났다. 각 수종별 생장모델들의 결정계수는 0.9403~0.9775로 나타났고, Weib니11식 에서는 일본잎갈나무가 0.9775로 가장 높은 결정계수를 나타냈으며, 소나무는 Sclm니te식에서 0.9403으로 가장 낮은 설명력을 나타냈다. 전반적인 평균편의는 - 0.
직경 급 30 cm 이하에서는 소나무, 리기다소나무, 굴참나무, 신갈나무가 상대적으로 가장 작은 평균편의를 나타낸 반면, 직경급 30 cm 이상에서는 신갈나무, 상수리나무, 졸참나무가 큰 평균편의를 나타냈다. 또한 본 연구의 결과로 제시된 6개 주요 생장식에서 추정한 수고를 임목 자원평가프로그램에 적용하여 간재적을 분석한 결과, 직경급 30 cm까지는 큰 차이를 보이지 않지만, 30 cm 이상인 대경목의 경우 주정된 간재적은 큰 차이를 보이므로, 수고-흉고직경 생장모델식 선정에 주의를 기울여야 한다.
있다. 무작위로 추출된 10% 자료를 이용하여 생장 모델 타당성을 검정한 결과, 전반적인 평균편의는 -2~4 m 사이에 나타났고, 6개 생장모델 식에서도 유사한 평균편의를 나타냈다. 8개 주요 수종에 대한 생장모델의 타당성 검정에 평균편의를 비교 분석한 결과, 직경급 30 cm 이하에서는 소나무, 리기다소나무, 굴참나무, 신갈나무가 상대적으로 가장 작은 평균편의를 나타낸 반면, 직경급 30 cm 이상에서는 신갈나무, 상수리나무, 졸참나무가 큰 평균 편의를 나타냈다.
생장모델을 개발하고자 하였다. 본 연구 결과에 의하면, 6개 주요 생장식의 결정계수는 모두 94% 이상의 높은 설명 력을 나타냈으며, 특히 C-R 생장모델과 Weibull 생장모델은 다른 모델에 비해 좋은 결과를 나타냈다. 직경 급 30 cm 이하에서는 소나무, 리기다소나무, 굴참나무, 신갈나무가 상대적으로 가장 작은 평균편의를 나타낸 반면, 직경급 30 cm 이상에서는 신갈나무, 상수리나무, 졸참나무가 큰 평균편의를 나타냈다.
소나무와 리기다소나무의 경우 직경 급이 25~30 cm일 때 평균편의가 가장 작게 나타났고, 굴참나무는 20~25 cm일 때 평균편의가 작았으며, 15~20 cm, 30~35 cm일 때 약간의 차이를 나타냈다. 상수리나무와 신갈나무는 35~40 cm일 때 큰 평균편의를 보이고있으며, 상수리나무는 Korf식에서 다른 모델에 비해 큰 평균 편의를 나타냈다. 졸참나무는 10~15 cm일 때 다소 작은 평균편의를 나타냈으며, 5~10 cm일 때와 30~35 cm일 때 평균편의가 큰 것으로 나타났다.
본 연구에서는 2007년도 조사된 NFI 표본점 자료를 이용하여 충청도 지역에 배치된 고정표본점 105개(충청남도 고정표본점 49개, 충청북도 고정표본점 56개)의 자료를 이용하였다. 주요수종의 분포 현황을 살펴보면 소나무, 낙엽송, 리기다소나무, 기타 활엽수로 나타났으며, 축적은 각각 33%, 32%, 31%, 47%를 차지하였고, 주요 수종의 참나무류(굴참나무, 상수리나무, 신갈나무, 갈참나무, 졸참나무)는 기타활엽수에 포함되어 있다. 따라서 2007년도 조사된 NFI 표본점 자료를 이용하여중청도 지역에 분포하는 주요 수종에 대한 개체목 수고와 흉고직경 자료를 추출하였다.
무작위로 추출된 10% 자료를 이용하여 생장 모델 타당성을 검정한 결과, 전반적인 평균편의는 -2~4 m 사이에 나타났고, 6개 생장모델 식에서도 유사한 평균편의를 나타냈다. 8개 주요 수종에 대한 생장모델의 타당성 검정에 평균편의를 비교 분석한 결과, 직경급 30 cm 이하에서는 소나무, 리기다소나무, 굴참나무, 신갈나무가 상대적으로 가장 작은 평균편의를 나타낸 반면, 직경급 30 cm 이상에서는 신갈나무, 상수리나무, 졸참나무가 큰 평균 편의를 나타냈다. 소나무와 리기다소나무의 경우 직경 급이 25~30 cm일 때 평균편의가 가장 작게 나타났고, 굴참나무는 20~25 cm일 때 평균편의가 작았으며, 15~20 cm, 30~35 cm일 때 약간의 차이를 나타냈다.
2009). 직경급의 범위는 최소 6 cm에서 1 cm 간격으로 최대 60 cm까지 나타냈으며, 모든 수종들은 흉고직경이 증가함에 따라 재적이 증가하는 경향을 보였다. 또한, 직경급 30 cm까지는 큰 차이를 보이지 않지만, 직경 30 cm 이상인 대경목의 경우 추정된 수고-흉고직경 생장모형별로 간재적에 큰 차이를 보이므로, 수고-흉고직경 생장모형 선정에 주의를 기울여야 한다.
총 105개 NFI 표본점에서 8개 주요 수종에 대한 개체 목수 고와 흉고직경자료를 추출한 결과, 총 2, 681본(소나무는 종 898본, 리기다소나무는 232본, 일본잎갈나무는 198본, 굴참나무는 427본, 상수리나무는 242본, 신갈나무는 345본, 갈참나무는 137본, 졸참나무는 202본)이 추출되었다. 각 수종에 대하여 수고와 흉고직경 이 측정된 총 본수 중에서 무작위로 모델 개발에 90%, 나머지 10%는 적합성 검정에 사용하고자 하였다(Figure 1).
충청도 지역에 분포하는 주요 8개 수종에 대한 수고-흉고직경 생장모델들의 결정계수는 모두 94% 이상의 높은 설명력을 나타냈으며(Table 4), 생장모델의 추정된 모수들은 5% 유의수준에서 통계적으로 유의한 것으로 나타났다. 각 수종별 생장모델들의 결정계수는 0.
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