第一讲常用测树仪器的使用

森林计测学（测树学）ForestMensuration（ForestMeasurement）,学时安排及考核方式,学时安排16学时（10学时+6学时）实验报告(50%)+出勤(20%)+考试(30%)huayang8747杨华，森林经理，林业楼330,宏观森林各种量的调查和测定非林地自然资源估测林地资源估测微观针对乔木树种的测定,森林计测学具体研究内容：1.单株木的测定2.树木群体的测定3.大面积森林调查,森林计测学(测树学),以森林为研究对象，研究林木、林分和木材产品的材积、蓄积、生长量及重量的测算和收获预估的理论与技术的学科。,测树学和其它学科的关系植物学、树木学、测量学、生态学数学、数理统计、GIS、RS、GPS计算机技术（计算方法，应用软件、程序设计）,本门课程涉及“测树学”主要内容1单株木的测定直径、树高、冠幅测定伐倒木、立木材积测定2林分测定林分调查因子林分蓄积测定a.标准木法b.材积表法c.角规测树技术实践课，以基本概念为基础，加强数据的处理能力和文献的归纳总结能力。,实际操作,测树仪器的使用伐倒木材积的测定标准地调查角规测树,参考教材,全国高等林业院校教材测树学（第2版）孟宪宇主编中国林业出版社1996,一、单株林木的测定,树木由树干、树枝、树根等部分组成从木材利用的角度看，树干体积一般占整个树木体积的/，而根和枝叶只各占1/6左右,树干的材积是主要测定对象。立木：生长着的树木。伐倒木：树木伐倒后横卧在地，砍去枝桠，留下的完整的树干。,1.测树因子（直径、树高、材积、形数、冠幅）直径：若把树干当圆柱体，则树干的每一位置都有直径。垂直于树干轴的横断面上的直径(Diameter),用D或d表示,或树干的粗度称直径。树干直径分为带皮直径(diameteroutsidebark,缩写D.O.B)和去皮直径(diameterinsidebark,缩写D.I.B)两种。测定单位是厘米()。,树干直径测定工具:常用的有轮尺、围尺(直径卷尺)等。,轮尺使用注意事项：1、在测定前，首先检查轮尺，必须注意，固定脚与游动脚应当平行，且与尺身垂直。2、测径时，轮尺的三个面必须紧贴树干，读出数据后，才能从树干上取下轮尺。3、测径时应使尺身与两脚所构成的平面与干轴垂直，且其三点同时与所测树木断面接触。,围尺（直径卷尺）,在我国，直径卷尺又称作围尺(diametertape)，根据制作材料的不同，又有布围尺，钢围尺与蔑围尺之分。通过围尺量测树干的圆周长，换算成直径。一般长13m，围尺采用双面(或在一面的上、下)刻划。一面刻普通米尺；另一面上刻上与圆周长相对应的直径读数，也就是根据CD的关系(C为周长，D为直径)进行刻划。使用时,围尺要拉紧并与树干保持垂直。用围尺量树干直径换算的断面积，一般稍偏大。这是因为树干横断面不是正圆。而在周长相等的平面中，以圆的面积为最大。,在围尺上一般都有两种刻度。按cm刻划,精确到0.1cm.用以量测实际直径。按径阶刻划，即在森林调查时(用于大量的树木直径测定)，为读数和统计方便，一般是按1、2、4cm分组，所分的直径组称为径阶(diameterclass).径阶整化常采用上限排外法。,径阶范围划分,径阶用其组中值表示。整化的刻度方法:将各径阶中值刻划在该径阶的下限位置。,胸高直径,胸高直径：立木树干由地面起至1.3米处之直径，简称胸径。重要的测树因子.(diameteratbreastheight，dbh)一元材积式V=aDb(lnY=a+blnX)最常用的树高曲线(D-Hrelationshipcurve),以H=f(DBH)的关系式,由胸高直径(DBH)推估树高(H)。,胸高指成人的胸高，各国规定不一样。中国1.3m欧洲1.3m英国43”(1.3m)美国45”(1.37m)日本4日尺(1.21m)IUFRO1.3m(4.5ft)（InternationalUnionofForestResearchOrganizations国际林业研究机构联合会）,胸高直径测定原则,胸高直径立木离地面1.3米处的树干带皮直径。1.生长在坡地之林木，应站在坡上部，确定树干1.3米处的部位;2.在平地，胸高自地面算起；3.不论在平地或坡地之倾斜生长林木，其胸高应沿树干轴并行计算。（1ft=0.3047m）(1in=2.54cm),1.立木在胸高上方分叉时，当作一株立木测定，直径点在紧接分叉下方树干无膨大处。如图4所示。,2.立木在胸高下方分叉时，每一分叉木留作一株独立木测定，但直径点应在分叉处上方100公分，如图5所示,树木若在1.3米以下分叉时，按两株测算。,6、若测径部分有节瘤或畸形时，可在其上、下等距无膨大现象处测径取其平均值。7树干横断面不规则时，应测定其互相垂直两直径，取其平均值为该树干直径。,上部直径,树干上部直径，不如胸高直径可以使用轮尺或围尺容易直接测定，需利用间接方法或开发新的测定仪器来测定。测定上部直径主要用于试验研究方面，例如，精确测求立木材积、检核立木材积表精度度及推算树干形状或树干尖削度等。,树干横断面积,树干横断面积同树干直径一样也可以有许多个，其中位于胸高处横断面积是一个重要测树因子，通常简称为树木的胸高断面积(basalareaofbreast-height)，记为g，测量单位是平方米（）,大量研究结果表明，按圆与椭圆计算的面积均有误差，且受树皮的影响较大，其误差一般不超过3%.实际工作中，当作圆形计算，测量方便,g-横断面积（m2）d-横断面的直径(cm),树高测定,树高:树干的根颈处至主干梢顶的长度称为树高（treeheight）。测量单位是米（m）一般要求精确至0.1m树高通常用H或h表示材积的主要因子之一，其重要性仅次于胸高直径。,TreeHeight(bolelength),MeasuringHeightofLeaningTrees,ForkedTrees,Iftheforkcrotchoccursatorabove4.5feetonhighgroundside,thetreeistreatedasasingletree.Measureheightofthebestfork.,IftreesforkbelowDBH,treatastwotreesandmeasureheightofeachstemfrombaseoftreetotipoftree.,树高一般用测高器测定。测高器(Hypsometer)的种类很多，但其测高原理均比较简单，有相似三角形和三角函数两种。（1）布鲁莱斯测高器布鲁莱斯(Blume-Leiss)测高器是目前我国最常用的测高器，其构造和测高原理如图可得全树高H为：HABtg+AE（眼高）（11）式中AB水平距；HCB+BD；AE眼高（仪器高）；仰角。,勃鲁莱测高器德国帕迪（Parde.J.1955)按三角函数原理设计由KarlLeiss公司制造,构造：正面有视距器、刻度盘、背面有按钮；原理：ABtga+AE注意可在测高器上找到仰角a的等值角，并且是可描述的。把相应于a的树高值刻在刻度盘上即可。,在布鲁莱斯测高器的指针盘上，分别有几种不同水平距离的高度刻度。使用时，先要测出测点至树木水平距离，且要等于整数10、15、20、30m.测高时，按动仪器背面制动按钮，让指针自由摆动，用瞄准器对准树梢后，即按下制动钮，固定指针，在刻度盘上读出对应于所选水平距离的树高值，再加上测者眼高AE即为树木全高H。,在坡地上，先观测树梢，求得h1；再观测树基，求得h2。若两次观测符号相反（仰视为正，俯视为负），则树木全高H=h1h见图16()；若两次观测值符号相同，则Hh1-h2，见图16（b）图16（c）,使用布鲁莱斯测高器，其测高精度可达5。为获得比较正确树高值，一般应注意：选择的水平距应尽量接近树高，在这种条件下测高误差比较小。(使用仰度45附近时精度较高)当树高太小（小于5m）时，不宜用布鲁莱斯测高，可采用长杆直接测高。对于阔叶树应注意确定主干梢头位置，以免测高值偏高或偏低。,实习组织安排1、每组选15棵树木测定其树高和胸径，每个人独立读数，单独记录（要求记录实测值）。2、其中选5棵树木分别取10米、20米、30米、40米距离进行观测，记录树高实测值。,树干材积,树干材积是指根颈（伐根）以上树干的体积(volume)，记为V。单位是立方米（m3）。,区分求积法,中央断面积区分求积法Hubersformulla平均断面积区分求积法Smalians,树干材积计算-区分求积法树干区分成若干等长或不等长的区分段，使各区分段干形更接近于正几何体，分别用近似求积式测算各分段材积，再把各段材积合计可得全树干材积。该法称为区分求积法。,将树干按一定长度（通常1或2m）分段，量出每段中央直径和最后不足一个区分段梢头底端直径，如图122中所示。根据中央断面近似求积式来求各分段的材积，则当把树干区分成n个分段时，其总材积为：,设一树干长11.1m，按2m区分段求材积，则每段中央位置分别离干基1、3、5、9m处。梢头长度1.1m，梢头底断面位置为距干基10m处。各部位直径的量测值如表16。,（二）平均断面积区分求积式根据平均断面近似求积式（19），按上述同样原理和方法，可以推导出平均断面区分求积式为：式中树干底断面积；梢头木底断面积；各区分段之间的断面积；分别为区分段长度及梢头木长度。,、