森林資源系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真和現(xiàn)代化管理

1、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:（北京林業(yè)業(yè)大學(xué)信信息學(xué)院院，10000883）崔賽華（北京林業(yè)業(yè)大學(xué)信信息學(xué)院院，10000883）鄭治剛（國(guó)家林業(yè)業(yè)局規(guī)劃劃院，11007714）摘要 本本文論述述了森林林資源系系統(tǒng)的計(jì)計(jì)算機(jī)仿仿真理論論和方法法，它是是森林資資源現(xiàn)代代化管理理的理論論基礎(chǔ)和和最主要要的系統(tǒng)統(tǒng)方法之之一。關(guān)鍵詞 森林資資源 模型型 計(jì)算機(jī)機(jī)仿真 現(xiàn)現(xiàn)代化管管理1 引言森林資源系系統(tǒng)的計(jì)計(jì)算機(jī)仿仿真，就就是借助助描述森森林資源源系統(tǒng)的的數(shù)學(xué)模模型，在在計(jì)算機(jī)機(jī)上對(duì)森森林資源源系統(tǒng)的的動(dòng)

2、態(tài)變變化規(guī)律律和生滅滅過(guò)程進(jìn)進(jìn)行各種種模擬、試試驗(yàn)和計(jì)計(jì)算分析析。由于于計(jì)算機(jī)機(jī)仿真具具有模擬擬、試驗(yàn)驗(yàn)、協(xié)調(diào)調(diào)、控制制、優(yōu)化化、運(yùn)籌籌、決策策等功能能，使得得其成為為現(xiàn)代化化管理理理論的依依據(jù)和最最主要的的系統(tǒng)方方法之一一。因此此，森林林資源系系統(tǒng)的計(jì)計(jì)算機(jī)仿仿真是林林業(yè)科學(xué)學(xué)工作和和系統(tǒng)理理論工作作者研究究的熱點(diǎn)點(diǎn)問(wèn)題。目前，無(wú)論論是國(guó)外外還是國(guó)國(guó)內(nèi)所進(jìn)進(jìn)行的森森林資源源的計(jì)算算機(jī)仿真真，所使使用的數(shù)數(shù)學(xué)模型型不是經(jīng)經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ托途褪墙y(tǒng)統(tǒng)計(jì)模型型，并多多為常微微分方程程。它們們都不是是根據(jù)森森林資源源的動(dòng)態(tài)態(tài)變化規(guī)規(guī)律和生生滅過(guò)程程而推出出的數(shù)理理方程，這這些模型型都不能能從空間間和時(shí)間間狀態(tài)

3、同同時(shí)對(duì)森森林資源源的“生”、“長(zhǎng)”、“死”及動(dòng)態(tài)態(tài)變化規(guī)規(guī)律作出出深刻而而準(zhǔn)確的的描述和和表達(dá)。因因此，用用這樣的的數(shù)學(xué)模模型進(jìn)行行的計(jì)算算機(jī)仿真真不可能能對(duì)森林林資源的的動(dòng)態(tài)變變化規(guī)律律和生滅滅過(guò)程作作深刻、精精確的描描述和表表達(dá)，不不能對(duì)森森林資源源進(jìn)行準(zhǔn)準(zhǔn)確的模模擬、試試驗(yàn)和分分析，用用這樣的的模型對(duì)對(duì)森林資資源進(jìn)行行計(jì)算機(jī)機(jī)仿真很很難建立立起森林林資源現(xiàn)現(xiàn)代化管管理的計(jì)計(jì)算機(jī)仿仿真理論論和技術(shù)術(shù)方法。本文論述的的森林資資源系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)算機(jī)機(jī)仿真所所使用的的數(shù)學(xué)模模型是我我們?cè)谝岩淹瓿傻牡膰?guó)家自自然科學(xué)學(xué)基金項(xiàng)項(xiàng)目中所所推導(dǎo)的的描述森森林資源源動(dòng)態(tài)變變化和生生滅過(guò)程程的數(shù)理理方程，這這些模

4、型型是維數(shù)數(shù)不等的的偏微分分方程，描描述了森森林資源源的狀態(tài)態(tài)空間和和時(shí)間空空間內(nèi)的的動(dòng)態(tài)變變化規(guī)律律、生滅滅過(guò)程和和運(yùn)動(dòng)軌軌跡。因因此，森森林資源源系統(tǒng)的的計(jì)算機(jī)機(jī)仿真是是屬于分分布參數(shù)數(shù)系統(tǒng)的的計(jì)算機(jī)機(jī)仿真。2 森林資資源系統(tǒng)統(tǒng)仿真的的數(shù)學(xué)模模型森林資源是是森林的的數(shù)量和和質(zhì)量的的統(tǒng)一標(biāo)標(biāo)度和表表達(dá)，是是森林具具有財(cái)產(chǎn)產(chǎn)和價(jià)值值的屬性性部分。目目前，森森林資源源一般是是指森林林的面積積資源和和立木蓄蓄積資源源。森林林資源是是由森林林各種各各樣維數(shù)數(shù)不等的的數(shù)量分分布結(jié)構(gòu)構(gòu)組成，森森林的這這種數(shù)量量分布結(jié)結(jié)構(gòu)稱(chēng)為為森林資資源分布布結(jié)構(gòu)。森森林資源源是森林林?jǐn)?shù)量分分布結(jié)構(gòu)構(gòu)的總稱(chēng)稱(chēng)，是各各種特

5、定定（具體體）的森森林資源源分布結(jié)結(jié)構(gòu)的集集合體，每每一種特特定的森森林資源源分布結(jié)結(jié)構(gòu)表示示了一種種特定（具具體）的的森林資資源。根據(jù)森林資資源是由由許許多多多一維維、二維維n維等數(shù)數(shù)量分布布結(jié)構(gòu)組組成，并并依據(jù)森森林資源源分布結(jié)結(jié)構(gòu)的動(dòng)動(dòng)態(tài)變化化規(guī)律和和生滅過(guò)過(guò)程推導(dǎo)導(dǎo)出了描描述森林林資源分分布結(jié)構(gòu)構(gòu)動(dòng)態(tài)變變化規(guī)律律和生滅滅過(guò)程的的數(shù)理方方程。(1)同齡齡純林的的林齡面面積分布布結(jié)構(gòu)變變化方程程： (11 )(2)林木木直徑分分布結(jié)構(gòu)構(gòu)結(jié)構(gòu)變變化方程程： (2 )(3)林木木株數(shù)的的直徑樹(shù)高分分布結(jié)構(gòu)構(gòu)變化方方程：(3 )(4)混交交林的林林木直徑徑分布結(jié)結(jié)構(gòu)變化化方程： (44 )(5)

6、混交交異齡林林的林木木株數(shù)的的直徑林齡分分布結(jié)構(gòu)構(gòu)變化方方程： (5 )(6)混交交異齡林林的面積積按混交交系數(shù)平均年年齡分布布的分布布結(jié)構(gòu)變變化方程程： (6 )(7)森林林資源分分布結(jié)構(gòu)構(gòu)變化方方程的一一般形式式（通式式方程） (7 )以上均為方方程的連連續(xù)型模模型。森森林資源源的計(jì)算算機(jī)仿真真就是用用上述方方程的離離散型模模型。離離散型模模型一般般可用向向量的形形式或矩矩陣的形形式表示示，由于于篇幅關(guān)關(guān)系上述述方程的的離散型型模型從從略。在上述方程程中，（11）至（66）式是是描述森森林資源源某些具具體分布布結(jié)構(gòu)的的動(dòng)態(tài)變變化規(guī)律律和生滅滅過(guò)程的的數(shù)理方方程；（77）式是是描述森森林資源

7、源各種連連續(xù)型、階階梯型分分布結(jié)構(gòu)構(gòu)的動(dòng)態(tài)態(tài)變化規(guī)規(guī)律和生生滅過(guò)程程的數(shù)理理方程，是是通式方方程，（11）至（66）式是是（7）式式的具體體化。由由于森林林資源是是由各種種分布結(jié)結(jié)構(gòu)組成成，因此此森林資資源就得得到了描描述。上述所有模模型都把把自己所所描述的的系統(tǒng)（分分布結(jié)構(gòu)構(gòu)）在tt時(shí)的狀狀態(tài)（PP(t)），起起始狀態(tài)態(tài)（p(o)）、t時(shí)刻生生的狀態(tài)態(tài)（(t)）、死死的狀態(tài)態(tài)（(t)）、長(zhǎng)長(zhǎng)的狀態(tài)態(tài)（(t)）等有有機(jī)的連連系在一一起，充充分地表表示了它它們之間間的數(shù)量量關(guān)系，描描述了系系統(tǒng)與個(gè)個(gè)體、個(gè)個(gè)體與個(gè)個(gè)體之間間的相互互數(shù)量關(guān)關(guān)系及生生滅過(guò)程程的數(shù)量量關(guān)系，深深刻地揭揭示了森森林資源源

8、系統(tǒng)的的動(dòng)態(tài)變變化規(guī)律律和生滅滅過(guò)程，描描述了森森林資源源在時(shí)間間空間上上運(yùn)動(dòng)的的軌跡。同同時(shí)這些些模型都都有解，且且解唯一一，并具具有連續(xù)續(xù)依賴(lài)變變量而變變化。這這些都為為森林資資源的計(jì)計(jì)算機(jī)仿仿真提供供了可靠靠的數(shù)學(xué)學(xué)模型，堅(jiān)堅(jiān)實(shí)的理理論依據(jù)據(jù)和數(shù)理理方法。3 森林資資源計(jì)算算機(jī)仿真真計(jì)算的的主要內(nèi)內(nèi)容森林資源系系統(tǒng)計(jì)算算機(jī)仿真真的關(guān)鍵鍵是對(duì)偏偏微分方方程進(jìn)行行求解，即即如何將將數(shù)學(xué)模模型變?yōu)闉榉抡婺ＤＰ?。由由仿真模模型可以以研制適適合于森森林資源源特點(diǎn)的的分布參參數(shù)系統(tǒng)統(tǒng)仿真軟軟件，從從而在計(jì)計(jì)算機(jī)上上實(shí)現(xiàn)仿仿真計(jì)算算。本文文對(duì)如何何具體編編制仿真真軟件不不作討論論，只對(duì)對(duì)如何通通過(guò)仿真

9、真實(shí)現(xiàn)各各種仿真真目標(biāo)進(jìn)進(jìn)行討論論。3.1森林林資源仿仿真計(jì)算算的主要要目標(biāo)(1)模擬擬森林資資源的動(dòng)動(dòng)態(tài)變化化和生滅滅過(guò)程的的仿真計(jì)計(jì)算描述森林資資源分布布結(jié)構(gòu)動(dòng)動(dòng)態(tài)變化化和生滅滅過(guò)程的的連續(xù)型型模型離離散化變變?yōu)殡x散散型模型型。將其其任意時(shí)時(shí)間t的起始始（初值值）狀態(tài)態(tài)p(0)、生的的狀態(tài)(t)、長(zhǎng)的的狀態(tài)(t)、死的的狀態(tài)(t)等值代代入方程程，可得得到系統(tǒng)統(tǒng)（森林林資源分分布結(jié)構(gòu)構(gòu)）在各各個(gè)不同同時(shí)間，不不同的生生、長(zhǎng)、死死狀態(tài)下下的狀態(tài)態(tài)值，從從而在計(jì)計(jì)算機(jī)上上實(shí)現(xiàn)森森林資源源分布結(jié)結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)態(tài)度化和和生滅過(guò)過(guò)程的模模擬仿真真計(jì)算。森林資源源的監(jiān)測(cè)測(cè)與預(yù)測(cè)測(cè)計(jì)算。監(jiān)監(jiān)測(cè)就是是通過(guò)各各種

10、調(diào)查查、統(tǒng)計(jì)計(jì)、遙感感等方法法和手段段，即時(shí)時(shí)獲得各各個(gè)時(shí)間間段上系系統(tǒng)的造造林更新新率(t)、保存存率(t)、生長(zhǎng)長(zhǎng)率(t)、死亡亡率(t)等參數(shù)數(shù)代入方方程，計(jì)計(jì)算出各各時(shí)間段段上森林林資源（系系統(tǒng)）的的狀態(tài)值值，進(jìn)行行動(dòng)態(tài)監(jiān)監(jiān)測(cè)。利利用模型型進(jìn)行預(yù)預(yù)測(cè)計(jì)算算，其實(shí)實(shí)質(zhì)就是是對(duì)模型型的基本本函數(shù)(t)、(t)、(t)、(t)、(t)等進(jìn)行行外推，外外推值代代入方程程計(jì)算，實(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)某某系統(tǒng)未未來(lái)的預(yù)預(yù)測(cè)。森林資源源現(xiàn)狀分分析計(jì)算算。森林資源源再現(xiàn)計(jì)計(jì)算。有有了森林林資源現(xiàn)現(xiàn)在的狀狀態(tài)值SS（k）和k1時(shí)到KK時(shí)的（k-11）、(k-11)、(k-11)的值就就可以計(jì)計(jì)算過(guò)去去（k-1）的的森

11、林資資源的狀狀態(tài)值，實(shí)實(shí)現(xiàn)森林林資源的的再現(xiàn)。計(jì)算指標(biāo)標(biāo)參數(shù)體體系，對(duì)對(duì)森林資資源進(jìn)行行評(píng)價(jià)。由由于描述述森林資資源分布布結(jié)構(gòu)的的數(shù)學(xué)模模型是數(shù)數(shù)理方程程即理論論模型，因因而所有有描述森森林資源源質(zhì)量和和數(shù)量的的指標(biāo)參參數(shù)都可可以通過(guò)過(guò)它的狀狀態(tài)函數(shù)數(shù)而計(jì)算算出來(lái)。通通過(guò)模擬擬仿真計(jì)計(jì)算，只只要計(jì)算算出它任任意時(shí)間間后狀態(tài)態(tài)值，就就可以計(jì)計(jì)算出相相應(yīng)時(shí)間間的各種種指標(biāo)參參數(shù)，形形成指標(biāo)標(biāo)參數(shù)體體系?？煽梢詫?shí)現(xiàn)現(xiàn)隨時(shí)隨隨地對(duì)森森林資源源進(jìn)行科科學(xué)的評(píng)評(píng)價(jià)。(2)對(duì)經(jīng)經(jīng)營(yíng)方案案，措施施等進(jìn)行行優(yōu)化的的仿真計(jì)計(jì)算模型中的(t)、(t)、(t)、(t)、(t)等基本本函數(shù)值值的大小小，在實(shí)實(shí)際生產(chǎn)產(chǎn)中

12、和森森林資源源經(jīng)營(yíng)和和管理活活動(dòng)中的的經(jīng)營(yíng)措措施和經(jīng)經(jīng)營(yíng)方案案等有密密切的關(guān)關(guān)系。而而這些基基本函數(shù)數(shù)的值在在已知tt時(shí)的狀狀態(tài)值PP(t)，起始始狀態(tài)（初初值）的的值P(0)及其它它基本函函數(shù)值的的情況下下，無(wú)論論是通過(guò)過(guò)方程的的連續(xù)型型模型還還是離散散型模型型都可以以求出。在在實(shí)際生生產(chǎn)中就就是在已已知經(jīng)營(yíng)營(yíng)森林資資源者所所需要的的狀態(tài)或或要達(dá)到到的狀態(tài)態(tài)P(t)，以及及目前的的狀態(tài)即即起始狀狀態(tài)P(0)，如何何從目前前的狀態(tài)態(tài)P(0)達(dá)到所所需要或或要達(dá)到到的狀態(tài)態(tài)P(t)，應(yīng)采采取什么么經(jīng)營(yíng)措措施，即即通過(guò)采采（）多少少，造（）多少，長(zhǎng)（）多少才能達(dá)到所要求的狀態(tài)，即通過(guò)什么樣的經(jīng)營(yíng)措

13、施和方案才能達(dá)到。這些都可以通過(guò)方程分別求得每一個(gè)基本函數(shù)的值，該值就是應(yīng)該采取的措施值，這一完整的經(jīng)營(yíng)方案，經(jīng)營(yíng)措施的優(yōu)化過(guò)程，通過(guò)系統(tǒng)的仿真模型編制成仿真軟件，在計(jì)算機(jī)上通過(guò)仿真計(jì)算完全可以實(shí)現(xiàn)。并且可以對(duì)多個(gè)方案，各種可能的經(jīng)營(yíng)措施進(jìn)行模擬、試驗(yàn)、對(duì)比等仿真計(jì)算，尋求最優(yōu)或最佳方案和措施。這是計(jì)算機(jī)仿真的一大優(yōu)點(diǎn)，人工計(jì)算是不可想象的。(3)控制制的仿真真計(jì)算在控制論中中，許多多復(fù)雜系系統(tǒng)的控控制問(wèn)題題都是利利用系統(tǒng)統(tǒng)的仿真真計(jì)算而而實(shí)現(xiàn)可可控計(jì)算算和討論論，把仿仿真計(jì)算算作為實(shí)實(shí)現(xiàn)可控控計(jì)算的的工具和和方法之之一。同同樣森林林資源的的結(jié)構(gòu)調(diào)調(diào)整以及及森林資資源的最最優(yōu)控制制等都可可以通

14、過(guò)過(guò)描述森森林資源源的數(shù)理理方程在在計(jì)算機(jī)機(jī)上進(jìn)行行仿真計(jì)計(jì)算來(lái)實(shí)實(shí)現(xiàn)。森林資源的的結(jié)構(gòu)調(diào)調(diào)整其實(shí)實(shí)質(zhì)是森森林資源源的分布布結(jié)構(gòu)調(diào)調(diào)整。就就是由現(xiàn)現(xiàn)在的一一種不合合理（不不理想）的的分布結(jié)結(jié)構(gòu)狀態(tài)態(tài)出發(fā)，在在一定時(shí)時(shí)間內(nèi)或或在最短短的時(shí)間間內(nèi)通過(guò)過(guò)不斷的的調(diào)整控控制變量量，平穩(wěn)穩(wěn)過(guò)渡到到理想（合合理）的的結(jié)構(gòu)狀狀態(tài)，是是一個(gè)控控制問(wèn)題題。在林林業(yè)實(shí)際際生產(chǎn)中中，森林林資源分分布結(jié)構(gòu)構(gòu)的調(diào)整整主要是是通過(guò)采采伐和造造林更新新達(dá)到調(diào)調(diào)控的目目的，在在目前的的科技水水平下林林木的生生長(zhǎng)速度度還無(wú)法法做到控控制。森林資源的的控制就就是通過(guò)過(guò)可控制制變量的的取值范范圍和大大小進(jìn)行行調(diào)控，在在使得路路徑最

15、短短（最優(yōu)優(yōu)）或時(shí)時(shí)間最短短（最優(yōu)優(yōu)）或結(jié)結(jié)構(gòu)最佳佳等的情情況下由由目前的的狀態(tài)過(guò)過(guò)渡到理理論或要要求的狀狀態(tài)。這這一討論論和分析析過(guò)程同同樣也可可以通過(guò)過(guò)仿真計(jì)計(jì)算而實(shí)實(shí)現(xiàn)。例例如森林林資源的的可持續(xù)續(xù)發(fā)展的的定量描描述只有有通過(guò)描描述森林林資源的的數(shù)理方方程而建建立的控控制理論論和方法法、仿真真理論和和方法才才能建立立和完成成。同樣樣，森林林資源與與環(huán)境和和人類(lèi)社社會(huì)關(guān)系系的協(xié)調(diào)調(diào)、平衡衡和發(fā)展展及其實(shí)實(shí)現(xiàn)也只只有通過(guò)過(guò)森林資資源的控控制理論論和方法法與森林林資源的的仿真理理論和方方法才能能建立和和實(shí)現(xiàn)。(4)運(yùn)用用森林資資源的計(jì)計(jì)算機(jī)仿仿真替代代傳統(tǒng)的的經(jīng)營(yíng)方方案編制制森林經(jīng)理學(xué)學(xué)（森林

16、林的經(jīng)營(yíng)營(yíng)和管理理的科學(xué)學(xué)）的主主要研究究?jī)?nèi)容之之一是編編制施業(yè)業(yè)案或稱(chēng)稱(chēng)經(jīng)營(yíng)方方案等。過(guò)過(guò)去編制制經(jīng)營(yíng)方方案是根根據(jù)森林林的現(xiàn)狀狀（靜態(tài)態(tài)）和林林分的狀狀況及地地形、土土壤、氣氣候等因因素，并并且根據(jù)據(jù)編制人人員理論論和經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)而確定定森林資資源今后后5年或或10年年或更長(zhǎng)長(zhǎng)時(shí)間對(duì)對(duì)經(jīng)營(yíng)的的目的（要要達(dá)到目目標(biāo)），應(yīng)應(yīng)采取的的措施如如撫育、間間伐等編編制一個(gè)個(gè)實(shí)施方方案。這這樣編制制出的方方案是一一個(gè)靜態(tài)態(tài)、一成成不變的的東西，是是憑人的的某種主主觀意識(shí)識(shí)和經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)而編制制的。而而森林資資源及其其環(huán)境時(shí)時(shí)刻都在在變化，其其中很多多因素是是人無(wú)法法控制和和預(yù)知的的。因此此，用一一個(gè)既定定的方案案去

17、要求求一個(gè)分分復(fù)雜而而不斷變變化著的的系統(tǒng)以以實(shí)現(xiàn)預(yù)預(yù)先的目目標(biāo)，這這是很難難想象的的。事實(shí)實(shí)上生產(chǎn)產(chǎn)中幾乎乎所有編編制的經(jīng)經(jīng)營(yíng)方案案都無(wú)法法實(shí)踐，都都行不通通。借助助森林資資源的數(shù)數(shù)理模型型，在計(jì)計(jì)算機(jī)實(shí)實(shí)現(xiàn)森林林資源系系統(tǒng)動(dòng)態(tài)態(tài)變化和和模擬仿仿真，從從而達(dá)到到制定各各種最佳佳方案并并加以實(shí)實(shí)施，做做到時(shí)時(shí)時(shí)掌握森森林資源源系統(tǒng)的的變化情情況以及及發(fā)展趨趨勢(shì)。因因此，用用建立森森林資源源計(jì)算機(jī)機(jī)仿真計(jì)計(jì)算和決決策支持持系統(tǒng)代代替經(jīng)營(yíng)營(yíng)方案及及其編制制完全可可能和可可行。3.2 森森林資源源仿真的的輔助計(jì)計(jì)算為了實(shí)現(xiàn)各各種仿真真計(jì)算的的目標(biāo)，需需要進(jìn)行行仿真的的輔助計(jì)計(jì)算，以以滿(mǎn)足仿仿真計(jì)算算

18、所需的的參數(shù)，指指標(biāo)、數(shù)數(shù)據(jù)及處處理數(shù)據(jù)據(jù)的技術(shù)術(shù)方法，使使得仿真真計(jì)算有有較好的的效果。其其內(nèi)容主主要有基基本參數(shù)數(shù)的提取取，參數(shù)數(shù)的延伸伸、指標(biāo)標(biāo)參數(shù)體體系的計(jì)計(jì)算，將將n階轉(zhuǎn)移移矩陣變變?yōu)橐浑A階轉(zhuǎn)移矩矩陣的計(jì)計(jì)算等。(1)基本本參數(shù)的的提取的的計(jì)算在進(jìn)行森林林資源的的計(jì)算機(jī)機(jī)仿真計(jì)計(jì)算時(shí)，需需要基本本參數(shù)即即郁閉成成林率(t)，生長(zhǎng)長(zhǎng)率(t)，死亡亡率(t)才能進(jìn)進(jìn)行各種種模擬計(jì)計(jì)算。這這些參數(shù)數(shù)的獲取取主要是是通過(guò)森森林資源源的各種種調(diào)查資資料如連連續(xù)定位位調(diào)查的的材料；各種圖圖面材料料；遙感感的衛(wèi)片片或航片片；森林林資源的的各種檔檔案等，從從它們當(dāng)當(dāng)中進(jìn)行行提取、統(tǒng)統(tǒng)計(jì)而獲獲得。因因

19、此形成成了較為為完整的的參數(shù)提提取方法法。(2)基本本函數(shù)值值外延的的計(jì)算利用數(shù)學(xué)模模型對(duì)森森林資源源進(jìn)行預(yù)預(yù)測(cè)，其其實(shí)就是是對(duì)模型型的基本本函數(shù)(死)、（生）、（長(zhǎng)）等進(jìn)行外推。根據(jù)這些基本函數(shù)的物理意義、特點(diǎn)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(diǎn)和需要的外推方法進(jìn)行外推計(jì)算。其方法一般有平均法、曲線擬合法、參數(shù)辯識(shí)法、時(shí)間序列法等等。(3)指標(biāo)標(biāo)參數(shù)體體系的計(jì)計(jì)算在森林資源源仿真計(jì)計(jì)算時(shí)，不不僅需要要計(jì)算出出森林資資源的狀狀態(tài)值而而且需要要計(jì)算出出許多評(píng)評(píng)價(jià)森林林資源質(zhì)質(zhì)量和數(shù)數(shù)量的各各種指標(biāo)標(biāo)參數(shù)，而而每一項(xiàng)項(xiàng)指標(biāo)參參數(shù)是從從某一方方面和某某一角度度定量的的刻畫(huà)系系統(tǒng)的

20、動(dòng)動(dòng)態(tài)變化化規(guī)律和和特點(diǎn)。而而所有的的各種指指標(biāo)參數(shù)數(shù)構(gòu)成了了指標(biāo)參參數(shù)體系系，指標(biāo)標(biāo)參數(shù)體體系是從從各個(gè)方方面較完完整地描描述了系系統(tǒng)數(shù)量量和質(zhì)量量的特點(diǎn)點(diǎn)。對(duì)各各種指標(biāo)標(biāo)參數(shù)的的計(jì)算給給出公式式或計(jì)算算方法并并編成軟軟件，在在森林資資源仿真真計(jì)算時(shí)時(shí)可隨時(shí)時(shí)調(diào)用。(4)將nn階轉(zhuǎn)移移矩陣變變?yōu)橐浑A階轉(zhuǎn)移矩矩陣的計(jì)計(jì)算在進(jìn)行森林林資源系系統(tǒng)分析析中，特特別是在在林業(yè)資資源預(yù)測(cè)測(cè)或監(jiān)測(cè)測(cè)中，怎怎樣將步步長(zhǎng)為nn年的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移頻率率矩陣變變?yōu)橐荒昴甑钠骄D(zhuǎn)移頻頻率矩陣陣，以便便達(dá)到逐逐年對(duì)森森林資源源進(jìn)行系系統(tǒng)分析析以及預(yù)預(yù)測(cè)、監(jiān)監(jiān)測(cè)、結(jié)結(jié)構(gòu)調(diào)整整和其它它用途的的目的，是是一項(xiàng)經(jīng)經(jīng)常遇到到的重要要

21、實(shí)際問(wèn)問(wèn)題和技技術(shù)方法法。目前前我國(guó)的的森林資資源調(diào)查查都有一一定的間間隔期，一一般是每每五年進(jìn)進(jìn)行一次次或更長(zhǎng)長(zhǎng)時(shí)間，由由此得到到的各種種轉(zhuǎn)移矩矩陣其步步長(zhǎng)為55年或更更長(zhǎng)。而而生產(chǎn)中中需要對(duì)對(duì)森林資資源的變變化進(jìn)行行每年的的分析，這這就需要要如何將將步長(zhǎng)為為n年的的轉(zhuǎn)移矩矩陣變?yōu)闉椴介L(zhǎng)為為1年的的轉(zhuǎn)移矩矩陣。有有了這樣樣的計(jì)算算公式及及其軟件件就能順順利進(jìn)行行森林資資源計(jì)算算機(jī)仿真真中的各各種數(shù)值值的年度度計(jì)算。4 森林資資源的計(jì)計(jì)算機(jī)仿仿真在森森林資源源中的作作用由于森林資資源仿真真具有模模擬、試試驗(yàn)、控控制、協(xié)協(xié)調(diào)、優(yōu)優(yōu)化、決決策等功功能和作作用，因因此，在在森林資資源的現(xiàn)現(xiàn)代管理理中

22、具有有重要的的理論意意義和十十分廣泛泛的用途途。其作作用如下下：(1)森林林資源的的現(xiàn)代化化管理提提供了理理論依據(jù)據(jù)通過(guò)森林資資源的計(jì)計(jì)算機(jī)仿仿真可以以隨時(shí)隨隨地的模模擬和掌掌握森林林資源的的動(dòng)態(tài)變變化規(guī)律律和生滅滅過(guò)程，這這為森林林資源的的科學(xué)（定定量）管管理提供供了理論論依據(jù)。通過(guò)森林資資源仿真真的控制制計(jì)算，可可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)隨時(shí)隨隨地控制制森林資資源的變變化速度度和方向向，滿(mǎn)足足各種經(jīng)經(jīng)營(yíng)目的的的要求求和需要要。因此此它是森森林資源源各種管管理的理理論基礎(chǔ)礎(chǔ)和依據(jù)據(jù)。通過(guò)仿真計(jì)計(jì)算可以以制定經(jīng)經(jīng)營(yíng)和管管理森林林資源的的各種方方案和措措施，并并可進(jìn)行行優(yōu)化，這這是實(shí)踐踐森林資資源現(xiàn)代代化管理理

23、的關(guān)鍵鍵，同時(shí)時(shí)也是各各種管理理活動(dòng)的的依據(jù)和和憑證。用計(jì)算機(jī)仿仿真代替替森林經(jīng)經(jīng)營(yíng)方案案，給方方案帶來(lái)來(lái)了科學(xué)學(xué)性和信信息化，為為森林資資源的科科學(xué)管理理，信息息化管理理提供了了依據(jù)?？傊仲Y資源的計(jì)計(jì)算機(jī)仿仿真可以以為森林林資源的的許多管管理理論論和活動(dòng)動(dòng)提供可可靠的理理論依據(jù)據(jù)。(2)為森森林資源源現(xiàn)代化化管理提提供重要要的系統(tǒng)統(tǒng)方法由于森林資資源的計(jì)計(jì)算機(jī)仿仿真可以以模擬森森林資源源的動(dòng)態(tài)態(tài)變化和和生滅過(guò)過(guò)程，因因而它為為森林資資源的監(jiān)監(jiān)測(cè)與預(yù)預(yù)測(cè)，森森林資源源的再現(xiàn)現(xiàn)和狀態(tài)態(tài)分析等等提供了了具體的的計(jì)算方方法。通通過(guò)森林林資源的的各種模模擬、試試驗(yàn)及優(yōu)優(yōu)化等的的仿真計(jì)計(jì)算，為為確定

24、森森林資源源整體結(jié)結(jié)構(gòu)目標(biāo)標(biāo)、整體體功能目目標(biāo)及發(fā)發(fā)展戰(zhàn)略略目標(biāo)等等提供了了具體的的計(jì)算方方法。通通過(guò)模擬擬仿真計(jì)計(jì)算為計(jì)計(jì)算森林林資源的的各種評(píng)評(píng)價(jià)指標(biāo)標(biāo)參數(shù)提提供了具具體計(jì)算算方法和和技術(shù)。各各種指標(biāo)標(biāo)參數(shù)不不僅能從從各個(gè)方方面對(duì)森森林資源源的數(shù)量量和質(zhì)量量進(jìn)行評(píng)評(píng)價(jià)，為為決策服服務(wù)，也也為森林林資源信信息系統(tǒng)統(tǒng)的信息息反饋等等提供了了具體的的途徑。通過(guò)模型的的基本函函數(shù)（生）、（死）等的模擬、試驗(yàn)、優(yōu)化等仿真計(jì)算，將為各種經(jīng)營(yíng)和管理森林資源的方案、措施的試驗(yàn)、對(duì)比、優(yōu)化等提供了具體的計(jì)算方法；為森林資源管理制定多方案以及最佳經(jīng)營(yíng)方案和措施提供了具體分析和計(jì)算的方法，以計(jì)算機(jī)仿真替代傳統(tǒng)的

25、經(jīng)營(yíng)方案及其編制將提供較為完整的方法和技術(shù)。森林資源的的仿真和和控制計(jì)計(jì)算，不不僅為隨隨時(shí)隨地地了解和和掌握森森林資源源的動(dòng)態(tài)態(tài)變化規(guī)規(guī)律和生生滅過(guò)程程，而且且為時(shí)時(shí)時(shí)處處能能控制森森林資源源的變化化速度和和方向等等提供了了具體計(jì)計(jì)算理論論和方法法，是森森林資源源實(shí)現(xiàn)可可控計(jì)算算最主要要的途徑徑之一，為為森林資資源的結(jié)結(jié)構(gòu)調(diào)整整、森林林資源的的各種控控制（如如時(shí)間、過(guò)過(guò)程、路路徑、結(jié)結(jié)構(gòu)優(yōu)化化等控制制及其復(fù)復(fù)合控制制）提供供了具體體試驗(yàn)、分分析、計(jì)計(jì)算的具具體方法法；同時(shí)時(shí)仿真的的控制計(jì)計(jì)算為優(yōu)優(yōu)化提供供了具體體計(jì)算手手段，是是各種方方案、措措施的試試驗(yàn)、對(duì)對(duì)比、優(yōu)優(yōu)化等提提供了具具體計(jì)算算和

26、分析析的方法法；森林林資源仿仿真的控控制計(jì)算算將為森森林資源源的可持持續(xù)發(fā)展展的定量量描述有有可能提提供具體體分析、計(jì)計(jì)算的方方法和手手段；為為森林資資源與生生態(tài)環(huán)境境和人類(lèi)類(lèi)關(guān)系的的協(xié)調(diào)等等提供具具體計(jì)算算的方法法?？傊仲Y資源的計(jì)計(jì)算機(jī)仿仿真為森森林資源源的科學(xué)學(xué)管理、信信息管理理、動(dòng)態(tài)態(tài)管理、優(yōu)優(yōu)化管理理、系統(tǒng)統(tǒng)管理、綜綜合管理理、目標(biāo)標(biāo)管理、數(shù)數(shù)字化管管理以及及科學(xué)決決策、定定量決策策、動(dòng)態(tài)態(tài)決策、目目標(biāo)決策策等現(xiàn)代代化管理理提供各各種實(shí)踐踐的具體體方法和和手段。5 結(jié)論通過(guò)前面的的論述，有有了描述述森林資資源動(dòng)態(tài)態(tài)變化及及生滅過(guò)過(guò)程的數(shù)數(shù)理方程程，通過(guò)過(guò)將數(shù)理理模型變變?yōu)榉抡嬲婺Ｐ?/p>

27、，則則完全可可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)森林資資源的計(jì)計(jì)算機(jī)仿仿真計(jì)算算，并可可建立起起森林資資源的計(jì)計(jì)算機(jī)仿仿真理論論和方法法。有了了森林資資源的計(jì)計(jì)算仿真真，就可可以對(duì)森森林資源源動(dòng)態(tài)變變化和生生滅過(guò)程程進(jìn)行模模擬計(jì)算算；可以以為森林林資源的的戰(zhàn)略發(fā)發(fā)展，林林業(yè)方針針政策，各各種經(jīng)營(yíng)營(yíng)措施、林林業(yè)規(guī)劃劃方案等等的制定定和決策策等提供供依據(jù)；通過(guò)仿仿真可以以對(duì)各種種策略、方方案、決決策、措措施等進(jìn)進(jìn)行種種種試驗(yàn)，優(yōu)優(yōu)化等，可可找出其其中最“佳”，最“優(yōu)”、最“合適”的策略略、方案案、措施施等；有有了森林林資源的的計(jì)算機(jī)機(jī)仿真則則可進(jìn)行行各種控控制計(jì)算算，使森森林資源源的結(jié)構(gòu)構(gòu)調(diào)整成成為可能能。這些些為森林林資

28、源的的各種現(xiàn)現(xiàn)代化管管理提供供了理論論依據(jù)和和具體實(shí)實(shí)踐的方方法和技技術(shù)。森森林資源源的計(jì)算算仿真是是森林資資源現(xiàn)代代化管理理最主要要的系統(tǒng)統(tǒng)方法之之一。由由于森林林資源管管理的計(jì)計(jì)算機(jī)仿仿真包括括的內(nèi)容容很多，面面很廣，同同時(shí)森林林資源是是一個(gè)巨巨大的復(fù)復(fù)雜系統(tǒng)統(tǒng)，因此此它們的的計(jì)算機(jī)機(jī)仿真也也是很復(fù)復(fù)雜的，本本文只能能作極為為簡(jiǎn)單的的概述。參考文獻(xiàn)李留瑜, 鄭冶剛剛. 論論森林的的數(shù)量分分布結(jié)構(gòu)構(gòu). 系系統(tǒng)工程程理論與與實(shí)踐, 19996, 166(4)鄭冶剛, 周蜀林林. DDeduuctiion of thee trranssforrmattionn eqquattionns oof nnumeericcal disstriibuttionn sttruccturres of thee fooresst. Sysstemms SScieencee annd ssysttemss ennginneerringg (IICSSSS993), Innterrnattionnal Acaademmic Pubblissherrs鄭冶剛, 崔賽華華. TTheooretticaat andd tthchhnottogyy ffor fooresst yessourrcess mmodeern mannageemennt. worrd mmanaa