人工林的迅速发展在一定程度上缓解和满足了人类的需要,减缓了对天然林的破坏速度,对生态环境的保护起到了重要作用。但是,由于长期以来缺乏科学的理论指导和实用的可持续经营技术,过分重视和追求短期生产力与经济利益,轻视树种、立地条件选择,偏离了森林生存和发展的内在规律,导致人工林面积不断扩张而质量却明显下降的矛盾。国内外的研究和实践证明,近自然林经营是解决人工林综合质量低、生态效益差的首选方法,是现代林业发展的必然趋势。冀北地区是京津沙化治理、土地退耕还林、建立三北防护林、进行太行山绿化等以林草植被为主体的国土生态环境安全体系形成的关键所在,研究冀北地区信息化问题是我国进行林业信息化建设的关键步骤。论文通过对冀北山地林分数据的分析,利用计算机技术数据分析、模拟技术功能,建立适用于冀北地区人工林经营的理论技术体系,提高人工林抚育的简便性、易操作性,加快了人工林向近自然林转变以及近自然理念在冀北地区推广,增强了人工林的生态、经济、社会效益。论文主要工作如下:1.以近自然经营理论为指导,建立了基于K均值林木分级模型。林木竞争优势计算采用HEGYI竞争指数,根据K均值聚类将林分进行分级分类,找出最优竞争优势范围,从而获得林内林木蓄积生长优势度,林总蓄积的竞争压力指数范围,为间伐选择、更新提供理论技术依据。2.建立了基于BP神经网络的冀北山地地区的自然稀疏模型。在竞争压力分析分级基础上,按照竞争压力指数、聚集指数、反竞争压力指数对样地进行三种方式模拟间伐,找出不同间伐强度的间伐方案对林分影响,从而获得最合适的间伐方案。3.建立了基于改进的遗传算法胸径生长模型。根据林木初始胸径、林龄和初始密度等参数,建立适用于冀北山地地区人工林的生长模型,在竞争压力分级、间伐选择之后,利用胸径生长方程模拟计算n年后胸径,利用蓄积计算模型模拟预测林分蓄积收获。4.在进行了竞争压力分析分级、间伐选择、林分蓄积模拟收获基础上,为森林经营数字化、可视化管理设计实现森林管理系统。