• Journal of Forest and Environmental Science
• /
• 제31권4호
• /
• pp.255-260
• /
• 2015

Height growth models for Pinus thunbergii in Jeju Island were developed in this study using four widely used nonlinear growth models; Exponential, Modified Logistic, Chapman-Richards, and Weibull. All functions were found to be significant at the 1% level. Chapman-Richards model for height-DBH allometry and Weibull model for height-age allometry was chosen as the best model on the all validation. All the model curves showed the similar pattern. Additionally, there was no abnormal pattern when the previous studies were compared. Therefore, these models are highly expected to be used to estimate the tree height using DBH or age for Pinus thunbergii especially in Jeju Island.

• Journal of Forest and Environmental Science
• /
• 제39권4호
• /
• pp.195-202
• /
• 2023

In this study, we sought to compare and evaluate the accuracy and predictive performance of machine learning algorithms for estimating the growth of individual Larix kaempferi trees in Gangwon Province, Korea. We employed linear regression, random forest, XGBoost, and LightGBM algorithms to predict tree growth using monitoring data organized based on different thinning intensities. Furthermore, we compared and evaluated the goodness-of-fit of these models using metrics such as the coefficient of determination (R²), mean absolute error (MAE), and root mean square error (RMSE). The results revealed that XGBoost provided the highest goodness-of-fit, with an R² value of 0.62 across all thinning intensities, while also yielding the lowest values for MAE and RMSE, thereby indicating the best model fit. When predicting the growth volume of individual trees after 3 years using the XGBoost model, the agreement was exceptionally high, reaching approximately 97% for all stand sites in accordance with the different thinning intensities. Notably, in non-thinned plots, the predicted volumes were approximately 2.1 m³ lower than the actual volumes; however, the agreement remained highly accurate at approximately 99.5%. These findings will contribute to the development of growth prediction models for individual trees using machine learning algorithms.

• 한국환경과학회지
• /
• 제31권9호
• /
• pp.793-801
• /
• 2022

This study was carried out to provide basic data for logical forest management by developing a site index curve reflecting the current growth characteristics of Cryptomeria japonica stands in Korea. The height growth model was developed using the Chapman-Richards, Schumacher, Gompertz, and Weibull algebraic difference equations, which are widely used in growth estimation, for data collected from 119 plots through the 7th National Forest Inventory and stand survey. The Chapman-Richards equation, with the highest model fit, was selected as the best equation for the height growth model, and a site index curve was developed using the guide curve method. To compare the developed site index curve with that on the yield table, paired T-tests with a significance level of 5% were performed. The results indicated that there were no significant differences between the site index curve values at all ages, and the p-value was smaller after the reference age than before. Therefore, the site index curve developed through this study reflects the characteristics of the changing growth environment of C. japonica stands and can be used in accordance with the site index curve on the current yield table. Thus, this information can be considered valuable as basic data for reasonable forest management.

• 한국펄프종이공학회:학술대회논문집
• /
• 한국펄프종이공학회 2006년도 PAN PACIFIC CONFERENCE vol.2
• /
• pp.305-309
• /
• 2006

This paper presents and illustrates the application of a growth and yield model that supports both forest and mill side volume and value estimates. Traditional forest stand growth and yield models represent the forest landowner view of yield and economics. Predicted yields are estimates of what one would expect from a procurement cruise, and current stumpage prices are applied to investigate optimum management strategies. Optimum management regimes and rotation ages obtained from the forest side view are unlikely to be economically optimal when viewed from the mill side. The actual distribution of recoverable manufactured product and its value are highly dependent on mill technologies and configurations. Overcoming this limitation of growth and yield computer models necessitates the ability to predict and price the expected manufactured distribution of lumber, lineal meters of veneer, and tonnes of air dried pulp fiber yield. With these embedded models, users of the yield simulator can evaluate the economics of possible/feasible management regimes from both the forest and mill business sides. The simulator is a forest side model that has been modified to produce estimates of manufactured product yields by embedding models for 1) pulpwood chip size class distribution and pulp yield for any kappa number (Schultz and Matney, 2002), 2) a lumber yield and pricing model based on the Best Opening Face model developed by the USDA Forest Service Forest Products Laboratory (Lewis, 1985a and Lewis, 1985b), and 3) a lineal meter veneer model derived from peeler block tests. While the model is strictly applicable to planted loblolly pine (Pinus taeda L.) on cutover site-prepared land in the United States (US) Gulf South, the model and computer program are adaptable to any region and forest type.

• 한국산림과학회지
• /
• 제101권2호
• /
• pp.266-278
• /
• 2012

본 연구에서는 우리나라 주요 수종을 대상으로 간벌강도 및 주기에 따른 흉고직경생장을 예측할 수 있는 동적생장모형을 개발하였다. 그동안 산림청에서 구축한 정적생장모형인 임분수확표를 이용하여 총 8개 수종에 대한 동적생장모형을 구축하였다. 간벌종류는 하층간벌을 전제로 하였으며, 간벌강도별로 간벌후의 흉고직경변화를 예측할 수 있는 함수식을 구축하였다. 또한, 임령, 지위지수 이외에도 ha당 본수를 설명변수로 하는 흉고직경여 총함수식을 유도하였다. 이와 같이 구축된수확표를 이여 모형을 이용하여 간벌강도 및 주기별로 확표를 이 다양하이여 될 수 있었다. 본 연구를 통해 개발된수확표를 용하여 모형을 이용해 숲가꾸기 등의 산림시업이 산림용하 및 임목축분수변화에 미치는 효과를 파악할 수 있으며, 나아이산림의 탄소흡수능력을 평가하는데 본 연구결과가 유용하게 활용될 수 있을 것이다.

• 한국산림과학회지
• /
• 제112권2호
• /
• pp.209-216
• /
• 2023

본 연구는 국가산림자원조사 자료를 활용하여 피나무림의 임지생산력지수와 수확예측모델을 도출하기 위하여 수행되었다. 피나무의 임지생산력을 알 수 있는 지위지수는 Schumacher 모델로서 파라미터를 도출하였으며, 이 결과로서 지위지수분류곡선도를 작성하였다. 국내 피나무림 지위지수 분포는 8~16 범위에 있는 것으로 나타났다. 임령을 설명변수로하여 흉고직경과 수고를 추정하는 생장모델은 Chapman-Richards 모델과 Weibull 모델을 이용하여 각각 도출하였다. 추정 모델의 적합도는 각각 0.32, 0.11로 나타나 일반적으로 볼 때 낮은 값이었으나, 추정식의 잔차가 "0"을 중심으로 고르게 분포하여 식을 적용하는데는 문제가 없을 것으로 판단되었다. 피나무림의 임분축적 변화에는 흉고단면적과 지위지수가 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이 두 가지 인자를 적용시켜 피나무림의 수확모델을 도출하였으며, 모델에 대한 설명력은 약 94%로 높게 나타났다. 그리고 이들 수확모델의 잔차에 대한 정규성 및 자기상관 등에 대해서도 검증한 결과 문제가 없는 것으로 나타났다. 최종적으로 피나무림의 생장모델과 수확모델을 이용하여 임시로 활용할 수 있는 임분수확표를 제작하였으며, 이 자료에 의하면 피나무림이 70년생이 될 때, ha당 축적은 약 208 m³ 이 될 것으로 예측되었다. 본 연구의 결과가 밀원자원 및 목재로서 활용가치가 높은 피나무림에 대한 경영의사결정에 도움이 되기를 기대한다.

• 한국산림과학회지
• /
• 제100권1호
• /
• pp.1-7
• /
• 2011

본 연구는 기존의 잣나무임분 거리독립 개체목 생장모델을 개선하기 위해 수행되었다. 직경생장함수 및 고사율함수의 매개변수들을 고정표본점의 정기평균생장량을 토대로 추정하고, 이 함수들의 특성을 기존의 총평균생장량을 토대로 추정한 모델과 비교하였다. 여기서 생장함수는 수관율함수, 잠재직경생장함수 및 임분을 구성하는 임목간 경쟁효과를 고려하기 위한 수정율함수를 의미한다. 고사율예측함수의 경우에는 고정표본점 자료의 한계로 인해 정기평균생장량 측정값을 구할 수 없어 대신 총평균생장량과의 관계식을 추정하여 대체하여 적용하였다. 연구결과 정기평균생장량을 토대로 하는 직경생장함수가 총평균생장량을 토대로 추정한 함수에 비해 개체목의 생장특성을 보다 현실적으로 반영하는 것을 보여주었다. 고사율함수의 경우, 총평균생장량을 적용하여 개발한 경우 고사율이 과대한 것으로 나타나는 문제가 있었으나 새로운 모델에서는 이 문제가 개선된 것으로 나타났다.

• Journal of Forest and Environmental Science
• /
• 제30권2호
• /
• pp.201-207
• /
• 2014

This study was conducted to estimate the best-fit nonlinear height-DBH growth models for Larix kaempferi in Gangwon and North Gyeongsang province in South Korea. Exponential, Modified Logistic, Chapman-Richards, and Weibull function were used for estimating height-DBH models. To evaluate the selected models, $R^2$, RMSE, MD, MAD, and residual plots were performed in each model. Also, the coefficients and patterns in models of the previous studies were compared with those in this study. The result showed that Weibull equation was found to be the best-fit model with $R^2$=0.9837, RMSE=2.6133, MD=0.0089, and MAD=2.0896. All model parameters in our study had similar values to those in the previous models except for asymptotic parameter a. Our research result showed that Gangwon and North Gyeongsang province were superior to other provinces with regard to height growth for Larix kaempferi.

• 인간식물환경학회지
• /
• 제24권6호
• /
• pp.629-638
• /
• 2021

Background and objective: This study was conducted to develop diameter growth models for thinned Quercus glauca Thunb. (QGT) stands to inform production goals for treatment and provide the information necessary for the systematic management of this stands. Methods: This study was conducted on QGT stands, of which initial thinning was completed in 2013 to develop a treatment system. To analyze the tree growth and trait response for each thinning treatment, forestry surveys were conducted in 2014 and 2021, and a one-way analysis of variance (ANOVA) was executed. In addition, non-linear least squares regression of the PROC NLIN procedure was used to develop an optimal diameter growth model. Results: Based on growth and trait analyses, the height and height-to-diameter (H/D) ratio were not different according to treatment plot (p > .05). For the diameter of basal height (DBH), the heavy thinning (HT) treatment plot was significantly larger than the control plot (p < .05). As a result of the development of diameter growth models by treatment plot, the mean squared error (MSE) of the Gompertz polymorphic equation (control: 2.2381, light thinning: 0.8478, and heavy thinning: 0.8679) was the lowest in all treatment plots, and the Shapiro-Wilk statistic was found to follow a normal distribution (p > .95), so it was selected as an equation fit for the diameter growth model. Conclusion: The findings of this study provide basic data for the systematic management of Quercus glauca Thunb. stands. It is necessary to construct permanent sample plots (PSP) that consider stand status, location conditions, and climatic environments.

• 한국산림과학회지
• /
• 제90권6호
• /
• pp.725-733
• /
• 2001

본 연구에서는 안면도 소나무 임지에 대해 임분 내 생장인자들간의 상관관계를 구명하고 이를 기초로 동적 임분생장모델을 구축하였다. 이를 위해 영급이 고루 분포되도록 96개의 표본점을 선정하였고, 각 표본점에서 입목의 흉고직경, 수고를 측정한 후 이를 분석하여 평균흉고직경, 평균수고, 우세목수고, ha당 본수, ha당 단면적, ha당 재적 등을 추정하였다. SAS의 비선형 회귀분석(NLIN) 및 단순선형분석(REG)을 통해 생장인자간의 함수식을 유도하였으며, 이 함수들을 이용하여 관리방법에 따라 임분의 생장 및 수확이 다양하게 예측될 수 있는 동적 임분생장모델을 구축하였다. 다양한 시업주기 및 강도를 적용해 임분의 생장을 예측한 결과, 본 연구에서 구축된 동적 임분생장모델은 일반적인 생장법칙을 잘 나타내고 있어 안면도 소나무임분의 생장 및 수확량 예측에 적합한 것으로 판단되었다. 이러한 동적 임분생장모델은 실제 산림경영에서 다양한 관리방법에 따른 임분의 생장예측을 위하여 이용될 수 있을 것이며, 산림경영계획에 있어 의사결정을 위한 도구로서 이용될 수 있을 것이다.