《测树学教学课件》9第九章-角规测树.ppt

1、04:14:21,第九章角规测树,（本章教法及学时分配） 一、授课方式: 课堂讲授、综合实习 二、授课对象: 林学, 本科 三、教学目的和要求：通过对本章课程的学习，使同学掌握角规的基本原理及测树的基本方法。,04:14:21,四、主要讲解内容： 1、角规的基本构造及测树基本原理； 2、角规测树的基本方法及绕测技术； 3、角规控制检尺技术； 4、角规测定林分每公顷断面积、株树、蓄积量； 5、其它角规测树方法。,04:14:21,五、时间分配：理论讲授4学时，综合实习0.5天。 六、讲授重点: 重点掌握角规的基本构造及测树基本原理、角规测树的基本方法及绕测技术、角规控制检尺技术。 七、教学难点：

2、 理论如何结合实际 八、教学法： 1、多媒体教学； 2、多举实例，诱导和激发学生对学习兴趣。,04:14:21,九、教具： 1、多媒体课件； 2、简易角规、棱镜角规、干式角规。,04:14:21,九、参考书,1 孟宪宇.1996.测树学.中国林业出版社,4565 2国家林业局.2004.国家森林资源连续清查技术规定 3 国家林业局.2003.森林资源规划设计调查主要技术规定 4关毓秀.1987.测树学.中国林业出版社,7899 5杨荣启.1980.森林测计学.东京:养贤堂,188193 6吉田正男.1930.测树学要论.东京:成美堂,238239 7Gingrich S.F.1967.Meas

3、uring and Evaluating Stocking and Stand Density in Upland Hardwood Forest in The Central States For.Science.13(1):3853 82HuschB.1972.Forest Mensuration.New york：the Ronald press Co.(测树学翻译组译.1979. 测树学.农业出版社) 9Loetsch F.1973.Forest Inventory.vol.Munchen Bern Wien,4663 10Reineke P.J.1933.Perfecting a S

4、tand-Density Index for Evenaged Forests.Journ.Agri.Res.46：627638,04:14:21,思考题 1.如何理解利用角规测定林分每公顷胸高断面积的原理？ 2.正确使用角规绕测技术的要求是什么？ 3.用角规测树技术测定林分蓄积量的方法步骤。,04:14:21,第九章 角规测树,奥地利林学家毕特里希1947年提出，是测树学20世纪突出成就之一。,（W.Bitterlioh）,04:14:21,角规测定林分单位面积胸高断面积的理论和方法，突破了100多年来在一定面积(标准地或样地)上进行每木检尺的传统方法，大大提高了工效。 50多年来，经过世界

5、各国的广泛应用和进一步研究，角规测树的原理、方法和仪器、工具不断地有所发展和完善，现在已形成了角规测树的一套独立系统，并得到广泛应用。 我国自1957年开始引入这一方法，并逐步得到推广和普遍采用，已设计制造了一些具有良好使用性能的角规测器。,04:14:21,原始的角规由一根定长的木尺和带有缺口的金属片构成。尺为缺口的50倍。,04:14:21,04:14:21,1.以样点为圆心的多重同心圆原理 假设下图,第一节角规测树的基本原理,R,d,P1/P2/P3为直径相同的三颗树。,04:14:21,观测时 P2恰与通过缺口之视线相切（即P2为临界木） 观测者至P2 的距离为R（假想圆半径），角规尺

6、长为L,缺口宽为l ,则d/R= l/L。,且令比值为一固定值，例如，若令 为一固定值 .,例如，若令 ，则树干横断面积 与与样圆面 积 之比将有如下固定比例关系：,04:14:21,04:14:21,若按上述的比例关系设立样圆，则当树干胸径d为10cm时，相应的样圆半径R为5m，凡树干中心离样点的水平距离在5m以内的胸径d为10cm的树干，因位于样圆内，每有一株树就相当于每公顷有lm2的胸高断面积，有两株树就相当于每公顷有2m2的胸高断面积。水平距刚好等于5m的，可计数为0.5株，相当于每公顷有0.5m2胸高断面积。,04:14:21,同理，胸径d为20cm的树干，其相应样圆半径R应为10m

7、，凡树干中心距离样点的水平距在10m以内的d=20cm的树干计数，10m以外的不计数，刚好为10m的计数为0.5株。余依此类推。,设计数株数为“Z”，角规常数为“Fg”,04:14:21,04:14:21,上图中每株树木的断面积 ，若在上述的样圆内所测直径为d的树木株数为Z时，则断面积合计等于 将样圆的面积A 换算成一公顷时，则树木每公顷胸高断面积G可用下公式求得：,04:14:21,令Fg =为断面积系数或称角规常数 则：G=FgZ当 时 Fg = 此时：G=z(),04:14:21,以上计算说明：样圆内计数1株，其1公顷内的胸高断面积就是1，有Z株直径为D的树木，其总断面积就有Z。 以上是

8、以同一组粗细树木来讲解基本原理的，但林内树木有粗有细，有远有近，同理考查直径为D1、D2.的各组树木，如果以o点为测点，则其内外样圆不只一个，它的个数与o点周围树木直径的组数相同，即每一直径粗度（D1、D2.）有一个以o点为圆心的圆，多个直径粗度构成同心圆。凡落在圆o内的（即R50d）的记数为1，正好落在圆周上的记半株，合计总数乘以Fg即得每公顷总断面积。,04:14:21,第三节角规测树技术,1、绕测技术 1）不能任意移动角规点位置 某树木挡住时，要保持与原样点到待测树木中心的距离相等而略作移动，测定后再回到原角规点。 2）认真确定临界树,04:14:21,则样圆的半径（临界距） 70.70

9、D Fg=0.5 R = 50 D 1 35.35D 2 25 D 4 量测实际直径与样点距树木中心距离（S），按上式计算临界距R，再比较R与S 当SR 不计 SR 计 1 S=R 计 0.5 3）消除漏测与重测，正反绕测两次加以对照。,04:14:21,2、断面积系数的选择 Fg越小，观测距离越远 ，计树越多，临界遮挡越多，但当疏密度低的林分，如Fg 过大，则计数株数又过少，取决于D和 通常 中龄林 0.5 近龄林 1 成、过熟林 2 3、坡度改正,04:14:21,4、林缘误差的消除 布点时使样点与林缘的距离超过最大观测距离 最大观测距离的估测：,04:14:21,5、角规点数的确定 1）

10、典型落点时 根据林分面积大小而定。 2）随机落点时 要满足精度要求，计算得到最小样点数 t：可靠性指标 （可靠性为95%时t=1.96） E: 允许误差 C:变动系数（经验、 历史） （精度为90%，相对误差限为10%）,04:14:21,第四节用角规测定林分蓄积量,1、平均形数法 角规测得每公顷断面积G， 林分平均高H。 取针 F=0.5 阔为F=0.45 或总平均F=0.472 2、实验形数法 3 、标准表法 p 疏密度,04:14:21,4、形高法 运用形高与角规控制检尺方法，可较正确地确定林分蓄积量。此法又称之为点抽样 在角规样点对绕测计数的树木要测量胸径，并按径阶记录计数株数，称之为

11、角规控制检尺。 1）根据平均直径，确定角规点数及Fg 2）每一样点绕测并将计数树木进行检尺，按经阶统计。 3）查一元材积表得径阶单株材积，查直径-圆面积表得该径阶单株断面积 计算径阶形高和各点的形高值合计 hf=v/ g 4)计算所有测点的总株数及形高值总计，并计算每公顷蓄积量,04:14:21,关于公式 的证明： 因n个点的角规检尺总株数为 ，形高总和为 ，则林分平均形高为 又因为平均每个点的检尺株数为 则每公顷 总断面积的平均值,04:14:21,第五节其它调查因子的测定,1、每公顷株数（N ） Fg代表每计数一株树所代表的每公顷的断面积。 把各径阶每计数株数代表每公顷的株数，称为径阶株树

12、系数 径阶株数,04:14:21,样点每公顷株数 k为径阶数 若测定n个点 2、平均直径 通过平均断面积 g=G/N,04:14:21,表96 用角规测算每公顷林木株数计算表（Fg1）,04:14:21,第五节 其它无边界样地法,这类无边界样地抽样估测林分蓄积量的方法，与角规控制检尺一样，也称作点抽样。它们的特点是不需要测设样地边界。,一、六株木法（也称定株样圆法）,1、选定样点x 2、量测距样点x距离最近的6株树木之胸径 3、量测由样点中心x至上述6株木中最远一株立木中心的距离s,04:14:21,4、用下式计算每公顷蓄积量,A样圆面积 A V为样圆内材积 V,二、模拟样地法,1、实质：森林

13、中立木材积、株距大小不尽相等，但有一定规律。,根据林木生长、发育过程中，充分利用营养面和空间的特点，把它们模拟成大小相等、株距一致，按一个个正六边形排列的林地，称之为模拟样地。 模拟样地内的树木，每株都是现实林的平均木，叫模拟林木。,04:14:21,为此，可知模拟林地有以下特点： 1）、模拟林木的位置是按正六边模型排列的。 2）、模拟林木间的单株材积、株间距大小相等。,2、调查步骤 1）选定样点，并以距样点最近的一株树为0号树 2）量测0号树及距0号树最近的6株树的胸径 ， 同时分别量测6株树到0号树的距离,04:14:21,3、内业计算,平均距 查表求单株材积 平均单株材积 用公式计算平均

14、每公顷蓄积量：,04:14:21,4、关于公式的证明,A、B、C、D、E、F六点共圆，圆心为0点，各边所对圆心角为,04:14:21,关于角规测树的几个问 题,04:14:21,角规测树法自问世以来，正在不断的发展和完善，其使用范围由原来单一的侧定断而积，发展到能测定林分的平均高、平均直径、单位面积株数和蓄积等。 由于角规有构造简单、使用方便、成本低、速度快、精度较高等许多优点，因而，做为森林调查的一种抽样方法被广泛应。,04:14:21,一、角规调查的优越性 1、角规测树是对样点(或线)邻域内立木按不等概原则与其胸高断面积大小成比例概率抽取的，所以它要比以往小样圆样地按等概抽取不同胸高断面积

15、立木的效率要高,尤其是估计断面积及蓄积量因子时,表现的更为突出； 2、角规样地属无边界标志样地,省工,抽取的株数少,便于检尺； 3、角规测定林分每公顷断面积时,不必到立木处进行检尺,省工且效率高； 4、仪器操作上和内业样地布设上的比较简便易掌握,04:14:21,二、角规测树中存在的误差成因总结如下: 1、绕测位置前移引起的误差人体站立位置不与地面垂直,按角规扩大圆原理,就产生误差 2、观测位置不准由于地形、林下灌木的影响,人的视线不能准确瞄准树干1.3m处,从而产生误差 3、角规杆倾斜产生的误差由于角规观测位置为1.3m,而观测者眼高不等于1.3m,而使角杆倾斜,从而产生误差 4、林缘负差由

16、于角规点布设的靠近林缘,使角规样圆的一部分落在林分外,从而使实测绕测的林地内株数,蓄积偏小 5、由于漏测引起的负差。在外业调查时,往往由于林内下木繁多,通视不良或林木较密而出现漏测 6、因目测胸径引起的误差。按照今年的角规调查方法,胸径的目测准确与否,影响该树种的蓄积量,04:14:21,三、角规测树误差产生的原因 1、缺口误差 角规缺口的大小与杆的长短有一定比例，一般1：50。只有在定比时求出的断面因子才为一常数，如缺口稍有误差，就会给测定结果带来偏差。以缺口为1cm，的角规为例，缺口存在0.01 cm的误差，结果将产生2%的误差率。缺口如存在0.1cm的误差，其结果将出现21%的差率，其差

17、率等于缺口误差的二倍多。,04:14:21,04:14:21,2、样点位移 根据角规的测定原理，应以样点为中心绕测一周才真正是每公顷的断面积。而实际应用角规时，角规端点并不是围绕一个同心圆而转动而是形成了一个以测者头部为中心的圆形轨迹。每个假想圆的圆心都在这个轨迹上，即样点发生了位移。以头部直径为20cm计算，当测者绕测一周时则至少位移20cm 当遇到看不清楚的树木时，左右移动后将会带来更大的偏差。 为避免发生样点位移，可使角规的端点围绕一个固定轴而转动，并使眼睛与角规端点保持最近的距离。,04:14:21,2323,04:14:21,3、观测误差 虽然角规的设计原理比较严密，但其构造却过于简

18、单。这样，不但给观测带来了一定困难，对于那些位于样园边界的树木且难以确定取舍。一般只能用量距离的方法确定。由于每个人的视差不同，观测的结果也不同，即使同一个人，观测的结果也会有出人，即认为相切的树木并非都在样园之上。,04:14:21,2323,04:14:21,4、漏测 由于林分密度过大，下木多等原因，使观测的距离缩小，相应减少了样圆面积和株数。同时，由于林木间的互相遮挡，往往将那些重合在一起的树木漏掉。,04:14:21,5、林缘效应的处理 角规测树样地，实际上是无固定边界的样圆，当Fg确定后，其样圆半径是由林木的最大胸径所决定。当样地落在总体边缘附近时，其样圆面积实际上已扩大到实际总体以外。所以角规测树总体面积大于实际总体面积，而使估计值偏低。 对于个别林缘样点，可采取移位或测1/2个样圆，将所测值乘2等方法处理。如遇窄条形的小面积