《角规测树》PPT课件.ppt

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1、第6章 角规测树,内容提要 常用角规器 角规测树的基本原理 角规绕测技术 角规测定林分测树因子,前言,角规(angle gauge)是以一定视角构成的林分测定工具。1947奥地利林学家毕特利希（Bitterlich W）发明了角规测定林分每公顷断面积的理论和方法。特点：不用设置标准的进行森林调查。我国1957年引进。,第一节 常用角规测器,一、杆式角规构造：长度为L的木尺的一端安装一个缺口宽度为 l 的金属片断面积系数（Fg）：视角：取决于l 和L的大小。最常用的角规其l 1cm,L=50cm,Fg1，而视角,杆式角规（芬兰）,杆式角规的设计,当L50cm时 l=0.707 Fg=0.5 l=

2、1.0 Fg=1 l=1.414 Fg=2 l=2.0 Fg=4当L70cm时 l=0.707 Fg=0.99 l=1.0 Fg=1.4 l=1.414 Fg=1.98 l=2.0 Fg=2.8,一、杆式角规,使用方法（1）选点：在远离林缘（50m）的林内选一测点，以此点为旋转中心，绕测一周并计数。（2）绕测计数方法：与角规视线相割的计数 1株，相切的计数 0.5 株，相离的计数为 0。（3）林分每公顷断面积：GFgZ Fg为角规断面积系数；Z为绕测总计数绕测：用角规逐株观测树木并进行计数的工作。临界树：与角规视线相切的树。,二、棱镜角规,构造、原理：光线折射产生位移。用法：横持镜片，透过镜片

3、观测胸高部位，树干影象产生位移：,三、速测镜(relascope),毕特利希(Bitterlieh W，1952)研制，主要用于角规测。我国华网坤等(1963)仿造设计投产。有关速测镜的构造、原理、功能及使用方法见第一章。,四、自平杆式角规,简易杆式角规的基础上作了两点重大改进：（1）角规改为杆长可变；（2）具有自动改正坡度的功能，其原理：当坡度为 度时，缺口宽度 l 相应变窄成为 缺口宽度为lcm，对应的拉杆长度为50cm，即断面积系数 Fg=1。,第二节 角规测树的基本原理 一、多重同心圆原理,这种原理是以测点为中心，对每株树作一圆形样地（样圆）。样圆的面积取决于D的大小，因此样地的面积是

4、可变的，故称不等概抽样。1）假设林内所有林木地胸径相等为 Dj，如图 设P2为临界树（相切），则用角规绕测时，形成以 Rj为半径，O为中心的假想扩大圆 令角规尺长为L，缺口宽为l，则:样圆面积：,一、多重同心圆原理,2）若假想圆样地内共有Zj株树时，即角规绕测计数为Zj，则样圆内的树木断面积为：3）将样圆面积换算为1公顷时，林木每公顷断面积可表示为：令：则：,一、多重同心圆原理,4）原理的推广应用：在实际林分中，树木的直径并非相等，且有粗细、远近之分。设林分中共有m个直径组Dj（j1，2，3.m)。按上述原理，用角规绕测时，实际上对每组直径Dj均形成一个以O为中心，以Rj为半径的m个假想样圆，

5、从而形成m多重重叠的同心圆。凡落在相应同心圆内的则计数为1或0.5，反之不计数。显然林分的总断面积为：,一、多重同心圆原理,5）若在林分中设置了n个角规点进行观测时，其计算林分每公顷断面积公式应改为：式中：Zi为第i个角规点上计数的树木株数。,一、多重同心圆原理,Fg的确定：当L50cm时 l=0.707 Fg=0.5 l=1.0 Fg=1 l=1.414 Fg=2 l=2.0 Fg=4,二、扩大圆原理(Grosenbaugh LR1952),假设：林地面积为T公顷，林地上有N株树，把每棵树的胸径Dj（j1，2，3.N)扩大 倍 所构成的样圆成为扩大圆，其半径为：把林地上的所有树木的扩大圆，作

6、一投影图：,二、扩大圆原理,令某一直径为Dj的树木，其扩大圆面积为Aj，树木的断面积为gj。则：则一株树的扩大圆面积为：,二、扩大圆原理,在T hm2林地上，共有N株树木，其扩大圆彼此重叠。若在T公顷扩大圆内随机落点可以得到平均覆盖次数，则扩大圆总面积与林地面积T的关系为：等式两边同除KT，得,二、扩大圆原理,上式右端项为每公顷断面积，所以：若林地上第i个点(如i为角规点)被覆盖Zi次时，则 同理，利用林地内n个点(即n个角规点)，被覆盖次数Zi，推算林分每公顷断面积时，则,第三节 角规测树技术,一、绕测技术（一）点位不能发生位移 若发生位移则：一般R20cm时，误差为3.9%。,一、绕测技术

7、,（二）认真确定临界树 接近相切的临界树往往难以判断，可用：1.可从树干胸径由上向下观测判断是否相切 2.通过实测 D 和 S 确定是否为临界树 临界距公式：举例：,一、绕测技术,（三）不得免漏测或重测 采取正反绕测两次取两次观测平均数的办法。记住起测方位或第一株绕测树。,第二节 角规测树技术,二、断面积系数的选定 采用角规测定林分G/hm2时，由于选择不同的Fg会产生以下两种误差：Fg本身所产生的仪器误差：这种误差属于数学期望为0的随机误差，Fg越大，误差越大。由GFgZ可知，当Fg=0.5，1，2，4时，角规仪器误差分别为：0.5m2，1m2，2m2，4m2。,二、断面积系数的选定,2.由

8、于Fg选择不当，使扩大样园半径过大而产生的观测误差。以林分Dg20cm为例：当Fg=0.5时，Rmax70.703424m 当Fg=1时，Rmax503417m 当Fg=2时，Rmax35.353412m 当Fg=4时，Rmax25348.5m 样园的半径越大，漏测的概率越大，即观测误差越大。这种误差显然是系统误差。,二、断面积系数的选定,以上两种误差往往是矛盾状态：（1）Fg选择小，仪器误差减小，而观测误差越大（2）Fg选择大，仪器误差加大，而观测误差减少Fg的选择考虑：Dg、P、通视条件、林木分布状况、地形起伏及工作效率等。选择Fg的原则为：(1)观测株数以1020株为宜；(2)用林分Dg

9、和林分密度控制。,三、角规点数的确定,典型落点：按林分面积大小，选择能代表林分全体水平的地点选点。随机落点：由公式 C变动系数；E相对误差限 按变动系数平均30%考虑，若以95%的可靠性抽样精度达到80%时，常设置9个角规点；若抽样精度要求达到90%时，则需设置36个角规点。,四、消除林缘误差,（1）沿林缘内侧划出林缘带，宽度Rmax Rmax=L/lDmax 例如：某林分中Dmax=40cm，若取Fg=1，则角规点到林缘的距离(S)应大于20m(即 SR)。若取4，则距离应大于l0m。（2）长方形林地，可进行绕测其半园或1/4园，再将绕测结果加倍或乘以4得林地绕测结果。,五、角规控制检尺,角

10、规控制检尺:在角规样点上，对绕测计数的树木量测其胸径，并按径阶统计株数的工作。树干胸径D，样圆半径R和断面积系数Fg之间的关系为：只要测量出 D 及树木距角规点的实际水平距离(S)，根据选用的Fg，可计算出样圆半径(R)，则可视S与R值的大小关系即可作出计数木株数的判定，即 当,第四节 用角规测定林分每公顷株数和蓄积量,一、原理 格罗森堡(1958)提出了用角规测算单位面积上任意量Y的一般通式：式中Y所调查林分的每公顷的调查量；Fg断面积系数；yj第j株计数木的调查量；gj第j株计数木的断面积；Z计数木株数。,一、原理,调查量Y是每公顷断面积时，即，则 如调查量是每公顷蓄积(M)，即，则：即计

11、数木的形高之和()乘以Fg为每公顷蓄积。如调查量是每公顷林木株数(N)，则：(株hm2),二、每公顷株数的测定,原理：Fg=G/Z表示每计数1株代表G/hm2。Fg/gj各径阶每计数1株代表N/hm2。设林分中林木共有K个径阶，其中第j径阶的计数木株数为Zj，该径阶中值的断面积为gj，则该径阶的每公顷林木株数为：各径阶林木株数(Nj)之和即为林分每公顷林木株数N，则,用角规测算每公顷林木株数计算表(Fg=1),三、每公顷蓄积的测定,（一）角规控制检尺法 形高树高与形数的乘积（hf）。无论树木的形高或林分形高，h和f的乘积比较稳定。因此，采用角规控制检尺可以准确地确定林分蓄积量。,（一）角规控制

12、检尺法,林分蓄积量等于林分各径阶(如K个径阶)林木材积之和，即用角规控制检尺测定林分蓄积时：则依据角规计数木的直径所在径阶值，由一元材积表中查出相应的径阶形高值代替。角规控制检尺测定每公顷林分蓄积计算公式为：当在林分中设n个角规控制检尺点时：,角规控制检尺计算林分每分顷蓄积(Fg=1),（二）平均形数法,由公式：M=GHF一般针叶树 f0.5，阔叶树取 f0.45例如：测得某一柞树林 H=6.7m，G/hm2=14.5 则 M/hm2=GHF=14.56.70.4545.8m3H可以目测或用垂直角规测定此法适于统计总体，不适合估计某一林分。,（三）平均实验形数法,先测出林分平均高与总断面积，再

13、从p32,表19中查出相应树种的平均实验形数（f）值，代入下式计算林分蓄积：M=G（H+3）f,（四）标准表法,用角规测得林分的每公顷断面积(G)和林分平均高(HD)，就可从标准表上查出对应于平均高的每公顷标准断面积(G标)和标准蓄积(M标)，先求出林分疏密度(P)，再求算林分每公顷蓄积：,第五节 垂直角规,日本的平田种男(1955)分别提出用垂直角规绕测林分平均高的方法。垂直角规是以垂直角作为视角的角规。计数方法：公式,垂直角规测高原理,令临界树眼高以上树高为 Hj样圆半径为Rj若取则，因而,垂直角规测高原理,若林地面积 T=1公顷，每公顷株数为N，视线与树干相截的计数木株数为Zh，即扩大圆在林地上的覆盖次数为Zh，则扩大圆面积总和为：因而眼高以上的平均高为：平地林分平均高为：,垂直角规测高原理,坡地林分平均高为：若在林分内设置n个角规点：若取任意值，则：,垂直角规的构造,垂直角规是日本的平田种男(1955)提出的定角测高法。凡构成三角形的工具，在边角关系已知条件下均可作为垂直角规。这种角规测定平均高具有一定的局限性。但是，要承认其理论是有启发性的。,END,