【doc】关于材种出材率表的编制方法.doc
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1、关于材种出材率表的编制方法曾伟生(林业部中南院长沙市410014)S,?摘要利用削度方程编制出材率表已经成为未来的发展方向.本文对编制材种出材率表的全过程,从资料的收集到削度方程的选择,拙台,评价,以及利用削度方程进行理论造材,计算出材率等各个殊节进行1系兢阐述,对林业生产实践具有拍导意义在建模样本的组织,削度方程的建立等方面融八1作者的新思想,有重要参考价值.关键词削度方程出材率表可变参敷模型加权回归1国内外发展概况出材率表起源于19世纪初叶的德国.已经历了一个半世纪的漫长历程.从其发展来看.可明显分为两个阶段:第一个阶段主要是利用图解法编表,第二阶段的特点是利用削度方程.电子计算机技术的飞
2、速发展是促进编表技术大发展的重要转折点.在我国,从50年代中期到70年代末属第一阶段,主要是按前苏联的图解修匀法编制了全国各大林区主要树种的材种数表.从80年代初到现在属第二阶段.主要是学习,引进和消化西方国家的编表技术如孟宪宇(1982),李炳铁(1990),蒋伊尹和陈雪峰(1991),张铁砚等(1992),吴富祯和严若海(1992)以及林业部规划院(1993)等对削度方程和出材率表的编制技术都进行过较深入的研究.由于利用削度方程可以预估任一材种的出材量(率),解决了过去图解法所造成的死材种问题,可以预料,今后编表技术的发展趋势将是依据削度方程建立一套完整的动态预测系统.2样本资料的收集?牧
3、稿日期19950331铖2.1资料收集的一般原则出材率表与立木材积表一样,在一般意义上都是指通用性数表.建立通用性间接估测模型的样本资料,除了必须注意具有平均水平的代表性外,还必须着重强调按不同控制因子(解释变量)分级取样时的数量应大致相等(或精度大致相同)的要求.如建立削度方程的样本,样木按不同径阶和相同径阶不同树高级应有相等或近似相等的数量分配,而且要尽可能包含建模单元内正常出现的所有径阶和树高级.由于削度方程的建立一般是在材积表基础上进行的,样木选择可以通过直径,树高和材积三个因子控制,其变异程度与材积模型相比要小,因此.每个径阶的样本数量无须达到3050株,一般有l0株左右就够了.即每
4、个径阶分35个树高级,再在每个树高级内选取23株实际材积与理论材积(根据直径,树高从材积表查得)相差最小的样木来组成建模样本.2.2编制出材率表资料的收集2.2.1样木调查记载内容1995牛#4靳中南林生调查规划总第54期选作建模的样木,在伐倒后应作详细调查记载,具体内容请参见林业专业调查主要技术规定中的有关章节.要强调的一点是,为了更好控制树干形状,除了相对树高0.0,0.1,0.2,0.9处外.还可量测0.02,0.04,0.06,0.08,0.15,0.25,0.75等处的直径,而且要同时量测带,去皮直径.2.2.2样本的收集首先.将总体分布区内所有取自林分且有林分测树因子和立地环境因子
5、记载的伐倒木(尤其是用于编制立木材积表的伐倒术)实测资料全部收集起来,然后根据森林生态原理,按大地貌的地域分异(例如,一般可分为丘陵区,山区),或其它对林木生长有显着影响的自然地理因子的地域分异,将样木资料进行归类,并分别径阶和树高级进行统计.根据样木分配情况,按照每个径阶样木株数不少于10株,且径阶内按高,中,低树高级均匀分布的原则,找出实删材积与理论材积相差最小的样木作为建模样本.选中的伐倒术如果没有量测各相对树高处带皮,去皮直径,则可根据图解法或内插法由区分求积的直径测量值导出.如果可以收集到足够多的样木,则各径阶样木株数可以不受10株左右的限制,但应尽量保证按径阶和树高级均匀分布.如果
6、有些径阶或树高级的样木达不到所需数量标准,则应补充收集样木.外业补充采集的样木,量测记载内容应齐全.2.3编表单元的确定是否需要划分编表单元,.应通过对分类收集的样本资料进行差异显着性检验来确定一般可采用两种方法:其一是选择同一削度方程对分类样本分别建模,然后检验其参数是否同质;其二是以其中一个样本建模,再用其它样本检验其适用性.若检验结果不存在显着差异,则可将样本资料合并建立一个削度方程,否则应分别划分成不同的编表单元一般而言,编制出材率表的单元应与编制二元立木材?2?积表的单元保持一致.3削度方程的建立3.1削度方程的概念所谓削度是指直径随高度的增加而变细的缓急程度,其数学表达式称削度方程
7、在林业上,通常把削度一词也理解为描述树干形状之意.因此,削度方程亦常称干曲线方程削度方程可分为一致性和非一致性两大类.一致性削度方程是指由削度方程的定积分球得的树干材积与由指定材积方程求得的树干材积相一致f非一致性削度方程则不满足材.积相一致的要求.因为所有其有显式定积分表达式的削度方程都有其相应的全树干材积方程,所以定义中的所谓指定材积方程应是现行材积表的材积方程.由上述定义可知,一致性削度方程的优点是其全树干积分材积与编表地区现行二元材积式的材积相一致,但是该削度方程对干形曲线的拟合灵敏度要依赖于材积式.即缺乏伸缩性.而且材积方程的改变会导致削度方程也要改变;非一致性削度方程则可以不受一致
8、性的约束而随意选择任何一种高灵敏度的削度方程,应用时只采用出材率这一相对值,与所用材积式相互独立,因而具有灵活精度高,应用方便等特点3.2削度方程的选择3.2.1有关定义用削度方程编制出材率表时,需要依次推导累积材长方程,全树干材积方程和削度材积比方程.累积材长方程:由削度方程变换而成的计算白伐根至上部任-jj,头直径以下长度的方程.导出累积材长方程的目的是用来进行理论造材,但有些削度方程不能转换为累积材长方程,即导不出显式的hf(D.H,d)的函数,这时只能用迭代法来求算累积村长.全树干材积方程:对削度方程进行从0到1995牛第4期中南非生调查规斟总苇54期全树高H的定积分所得出的材积方程.
9、有些削度方程因不能直接积分,需采用数值积分方法实际计算时,是对树干进行区分近似求积.削度材积比方程:对削度方程求定积分所得的商品材积与全树干材积之比.削度材积比方程能否写成显式,完全取决于全树干材积方程3.2.2供选削度方程到目前为止,国内外所发表的削度方程已经不下数十个.在致可归纳为几个类型:简单削度方程,它用一个简单函数来描述干形的变化;分段削度方程,如Demearchalk和Kozak(1977)提出在拐点处将树干分成上下两段分别拟台模型I可变参数削度方程,是在某些简单削度方程的基础上,将模型参数值再设置成相对树高与径高比等变量的函数,如Newnham(1988)和Kotak(1988)
10、分别提出的可变参数削度方程.根据已有韵试验和研究材料,现将有代表性的或者拟合效果较好的一些削度方程列于表l.按照前面的归类,表l中I一号方程为简单削度方程,x号方程为分段削度方程,号方程为可变参数方程.表l中所用符含义如下t表1供选削度方程方程号作者寰进式fo0uI_lj(1958).】d/Do】bl(1一Z)+bj(1一Z)+bs(1一Z)IMunto(1965)dt/D0=b】+bz(Hh)/(H1.3)IK口舶k(196f1)d/bt+bzz+bjZ0Ommod(1971)d/D=(H-h)/(H-1.3)YDemearschalk(1972a)d1(40000/f)(H-h)IIb1/
11、H】m睇mk(1972b)dbll(H-h)hH|胡晓尤(1990)d,】0Ibl(1一z)t,I蒋伊尹,陈譬蜂(1991)dVD=bl(1一z):/H+bI(1z)d/n(;/Ri)b皇一z(zR)DemearchalK和Koak(1977)d/I=bs-(b|一1)El一(1一/z/R.)bt(i>R1)d=/D0b】(Z-1)+01)+bI(az)01XMax和lrkhart(1976)一:是接点处相对高)(d/D)=(H-h)/(H-I.3)Newnham(1988)kffiso+al(D/)+(D,H)0(Hh)/(H一1.3)q-轧(1/h)d/Dffih】fHh)/(H一1
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