实验一 伐倒木材积测定

1、实验一伐倒木材积测定一、实验时间、地点时间:2012 年 9 月 16 日 14： 00-16： 30地点：马溪木材市场二、实验目的掌握树干材积测定技术、计算方法，了解不同求积式之间的差别，利用伐倒 木计算形率、形数，从而加深对干形指标的理解。二、实验内容(一)原木材积测定选定5颗原木，然后用皮尺量出它们的树干高度，找出中央部位并用粉笔标记出来，用 围尺量出它们的大头直径、小头直径以及中央直径，并按表格要求记录于表。得出的数据如 表1所示。表1原木测定表格树号大头直径(cm)小头直径(cm)中央直径(cm)树干高度(m)方法120.0516.901.81平均断面213.1510.921.21平

2、均断面315.3111.602.42平均断面411.7010.212.16平均断面512.109.882.16平均断面117.951.81中央断面212.121.21中央断面312.122.42中央断面410.252.16中央断面510.802.16中央断面120.0516.9017.951.81牛顿213.1510.9212.121.21牛顿315.3111.6012.122.42牛顿411.7010.2110.252.16牛顿512.109.8810.802.16牛顿分别根据三种求材积的公式计算原木的材积，这三种方法分别是:1、平均断面积近似求积式计算原木材积V = ；(g + g,)L

3、= f(|)L2、中央断面积近似求积式计算原木材积V = glL = d;L24 73、牛顿近似求积式计算原木材积V = ?（片宣+2g.）= ：（g + 4g|+g“儿325 o5根据这三个公式，可以分别求出5棵原木的材枳，以1号木为例：平均断面近似求积式求材积：17 1, u 兀 d： +d； 7T 0.2005+0.169、t Q1 A A/in/ 3x= 5（go + g）匕=云（、）L = -x（）xl.81 = 0.049（也）中央断面近似求枳式求材积：= g1L = -J；L = -x0.1795 x 1.806 = 0.04624 m 4牛顿近似求积式求材枳：V = l(o+4

4、1 +gn)L = (0.2005 2 +4x0.1795 2+0.169 2)x 1.806 = 0.0476-24最后得到5棵原木的材积如表2所示:表2原木材枳计算结果树号平均断面Cm3）中央断面）牛顿(m3 )10.0490.0460. 04720.0140.0140.01430.0350. 0280. 03040.0200.0180. 01950.0210.0200. 020由表2做一张折线图，如图1所示：图1三种方法求原木材积比较图原木材积树号由图1我们可以看到，对于同一颗原木，所使用的求材枳的方法不同，最后所得到的实 验结果也是不同的，但是相差并不是很大。并旦，牛顿近似求积式所求的

5、的原木材积是处于 利用平均断面近似求积式以及中央断面近似求积式的中间，平均断面近似求积式所求得的材 积比另外两种所求得的材枳要大。因为平均断面近似求积式求材积只用到了大头直径和小头直径，中央断面近似求税式求 材积只用到了中央直径，而牛顿近似求枳式则是三个都用到了，而且是另外两者的改良体, 综合了另外两种求积式，并加入了权重这一概念，使得牛顿近似求积式更为完善，更接近真 实值。如果说，牛顿近似求枳式所求得的材积就是原木的真实材枳，那么用图1我们可以清晰 的得到：平均断面近似求枳式所求得的材积大于真实材积，呈“正”误差：中央断面近似求 积式所求得的材积小于真实材枳，呈“负”误差。从算式理论上来说，

6、平均断面近似求积式和中央断面近似求枳式均是在假设树干干形为 抛物线的条件下导出的，因此对于圆柱体和抛物线体不产生误差。而对于圆锥体和凹曲线体 就有一定的误差了，对于中央断面近似求枳式来说，仅取中央直径来拟合树形，因此计算值 一般都小于实际值：而对于平均断面近似求枳式来说，取大小头直径来拟合，因此计算值一 般都大于实际值（二）倒伐木材积测定选定3颗倒伐木，然后用皮尺量出它们的树干高度，并用粉笔在树干部位每隔一米做个 标记，然后用困尺分别量出标记部位的断面直径以及梢底直径，分别记录在表：奇数的记录 在表3,偶数的记录在表4,结果如下：表3中央断面积区分求枳式计算伐倒木材积测定表格距干基长度（m）6

7、号树(cm)7号树(cm)8号树(cm)119.8016.1015.40316.5014.2013.40513.5212.9012.25710.0011.008.6298.90116.10梢底位置m/直径8.605.837.91树干长度（m）8.6711.108.29梢头长度（m）1.670.101.29表4平均断面积区分求枳式计算伐倒木材积测定表格距干基长度（m）6号树(cm)7号树(cm)8号树(cm)022.7018.0016.35218.1015.1014.80415.0013.5012.32611.8012.009.9088.6510.108.87107.50树干长度（m）8.671

8、1.108.29梢头长度（m）0.671.100.29分别根据两种种区分求材积式计算原木的材积，这两种种方法分别是: 1、中央断面积区分求积式计算伐倒木材积H-l1/=!2、平均断面积区分求积式计算伐倒木材积v=lg0+g+tg+igJf根据这两个公式，可以分别求出3棵倒伐木的材枳，以6号树为例：先计算各断面面积，公式为g,rrrrgQ = -d = -x0.22702 = 0.0405(/w2),同理 可以求 得 g】=0.0308 , 44g2 = 0.0257 , g = 0.0214 , g4 = 0.0177 , g5 = 0.0143 , g6 = 0.0109 , g7 = 0.

9、0079 , g$ = 0.0059 ， g梢底=0.0058 ,然后分别计算材积：中央断面积区分求税式计算材枳: TOC o 1-5 h z -111VH/Eg +Ngx/nZxCg + g + g5 + g?) + = xg梢底 x 1.67 = 0.152/=! 3 ”5平均断面积区分求税式计算材枳:0.156|-1 |V = l S（g+g）+g, +膊/ = 2乂顷以0+8$） + &+&4 + 幻）+检？0.67_ Z/=! J5最后3棵倒伐木的计算结果如表5所示：表5倒伐木材积计算结果树号中央断面）平均断面（户）60.1520. 15670. 1360. 13980. 1030.

10、 101由表5做一张折线图，如图2所示：、图2两种方法求倒伐木材枳比较图伐倒木材积中央断血积区分求积式求 积平均断而积区分求积式求 积123由图2我们可以看到，对于同一颗倒伐木，所使用的求材积的方法不同，最后所得到的 实验结果也是不同的，但是相差并不是很大。并且，和原木差不多，中央断面区分求积式求 得的材枳比平均断面区分求积所求得的材枳要小。为更好的表示每棵倒伐木所需要测量的位置以及区分度位置，现以6号树为例，加以解 释说明。如上图：图中的1 = 2,上面的/表示中央断面区分求枳式的梢头长度，下面的/表示 平均断面区分求积式的梢头长度，上图的。分别是两种不同的颜色的交界处。利用 中央断面枳区分

11、求积式求材枳要用困尺测量的断面直径，平均断面枳区分求积式 要测量。的断面直径。(-)倒伐木胸高形数以及形率测定对于6-8号树，用皮尺量出它们的树干高度，并用粉笔在树干的1.3米、L干高、L干42高、2干高处做标记，然后用围尺分别量出标记部位的断面直径记录在表6： 4表6树干各部位干高直径成对值测定表格树号1.3111 处(cm)1/4干高处(cm)1/2干高处(cm)3/4干高处(cm)619.102.17/17.804.34/14.496.50/11.30715.602.78/14.605.56/12.408.34/10.10815.392.07/15.304.15/12.486.22/12

12、.25注：处分子填写距干基高度值(m),分母填写该位置直径(cm)oCV根据胸高形数公式f =计算各倒伐木的胸高形数，由于倒伐木的材枳有分J 13 gxH中央断面枳区分求积以及平均断面积区分求积，虽然两者的最后结果相差不大，但是均不能 准确无误的表示倒伐木的真实材枳，因此，对于同一颗倒伐木来说，胸高形数可以有两个, 记作3 (材枳用中央断而积区分求枳式计算)、(材积用平均断而枳区分求枳式计算)。以6号树为例：g=xO.19F = 0.0290134 13 40.1519240.02864x8.67= 0.6120 156256 = 0.629 g x H 0.02864x 8.67最后得到的3

13、棵倒伐木的胸高形数如表7所示：表7倒伐木胸高形数树号胸高形数胸高形数/“60.6120.62970. 6410.65780.6670.658根据形率公式q = 牛 ,4、= 牛 ,计算各倒伐木的形率，以6号树 du d 1.3d3d%17.819?1=0.592为例:qdJ=5d%14.49 c rs%一 d；= 0.73919.1最后得到的3棵倒伐木的形率如表8所示:表8倒伐木形率树号60. 9320.7590.59270.9360. 7950.64780.9940.8110.796三、实验总结外业调查可以说是一项精确度比较高的工作，这要求我们准确测量、读数以及计算，但 经过外业调查的实地操作，我发现要真正做到零失误是很难做到的，主要的误差产生在以下 几个方面：1、对于原木的中央直径、倒伐木的各区分段的分界线，我们采用的是粉笔画线标记， 但是粉笔是有一定的粗度的，到需要测量的其断面直径时,我们又不会去拉皮尺再确认一遍, 只能随便选个部位来测量。2、拉皮尺测树干高度和标记位置，尤其是标记