测树学—第1章—单株树木材积测定.ppt
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1、第1章 单株树木材积测定,内容提要 基本测树因子 树干形状 伐倒木树干材积测定 立木材积测定,概述,树木是由树干(体积占6070)、树根(体积占15左右)和枝叶(体积占15左右)所构成 。 立木(standing tree) :生长着的树木。 伐倒木(felled tree) :立木伐倒后打去枝桠所剩余的主干。 材积:树干的体积。,第一节 基本测树因子,基本测树因子 :树木的直接测量因子(如树干的直径、树高等 )及其派生的因子(如树干横断面积、树干材积、形数等 )。 树干直径:指垂直于树干轴的横断面上的直径(Diameter)。用D或d表示 胸高直径:位于距根颈1.3m处的直径,简称为胸径(D
2、BH,diameter at breast height)。 树高(tree height):树干的根颈处至主干梢顶的高度。 胸高断面积(basal area of breast-height) :树干 1.3m处的断面积。 树干材积:指根颈以上树干的体积(volume),记为V。,第二节 树干形状,树干直径随从根颈至树梢其树干直径呈现出由大到小的变化规律,变化多样。 影响因子:1)内因:遗传特性、生物学特性、年龄和枝条着生情况;2)外因(环境条件):立地条件、气候因素、林分密度和经营措施等 任何规则的几何体,若要计算其体积必须先知其形状。 树干形状是由树干的横断面形状和纵断面形状综合构成。,
3、一、树干横断面形状,树干横断面:假设过树干中心有一条纵轴线(称为干轴),与干轴垂直的切面。 树干横断面形状近似圆形,更接近椭圆形。为了计算方便通常视其为圆形,平均误差不超过3。 树干横断面的计算公式为:,二、树干纵断面形状,(一)基本概念 纵断面:沿树干中心假想的干轴将其纵向剖,所得纵剖面的形状。 干曲线(stem curve):围绕纵剖面的那条曲线。 干曲线方程将干曲线用数学公式予以表达。,二、树干纵断面形状,干曲线自基部向梢端的变化大致可归纳为:凹曲线、平行于x轴的直线、抛物线和相交于y轴的直线这4种曲线类型。 干曲线围绕干轴旋转可得四种几何体:凹曲线体(D)、圆柱体(C)、截顶抛物线体(
4、B)和圆锥体(A) 。,(二)干曲线式,(1)孔兹(Kunze、M.,1873)干曲线式 : 式中 y 树干横断面半径; x树干梢头至横断面的长度; P系数; r形状指数。 形状指数(r)的变化一般在03,当r分别取0、1、2、3数值时,则可分别表达上述4种几何体。,(二)干曲线式,(2)分段二次多项式(Burkhart and Max,1976) : 式中 y =d2/D2; x=h/H; b1b4系数; d在树干h高处的带(去)皮直径; h地面起算的高度或至某上部直径限; D带皮胸径(cm) ; H全树高(m) 。,第三节 伐倒木树干材积测定,一、一般求积式 (一)树干完顶体求积式 1.
5、用下底断面(g0)和长度求体积 2. 中央断面(g0.5)和长度求体积 (二)截顶体求积式 1. 用两端断面积求体积 2. 用中央断面积求体积,二、伐倒木近似求积式,(一)平均断面积近似求积式 (Smalian ,1806 ) (二)中央断面积近似求积式(Huber,1825) (三)牛顿近似求积式 (Reiker, 1849),伐倒木近似求积式的精度,以上三种近似求积式计算截顶木段材积时: 牛顿近似求积式精度虽高,但测算工作较繁; 中央断面近似求积式精度中等,但测算工作简易,实际工作中主要采用中央断面积近似求积式; 平均断面近似求积式虽差,但它便于测量堆积材,当大头离开干基较远时,求积误差将
6、会减少。,三、伐倒木区分求积式,为了提高木材材积的测算精度,根据树干形状变化的特点,可将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(measuremental method by section)。 在树干的区分求积中,梢端不足一个区分段的部分视为梢头,用圆锥体公式计算其材积。,(一)中央断面区分求积式,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, ,利用中央断面近似求积式(110)求算各分段的材积 并合计:,(二)平均断面区分求积式,根据平均
7、断面近似求积式,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: g0 树干底断面积; gn 梢头木底断面积; gi 各区分段之间的断面积; l、 l分别为区分段长度及梢头木长度。,(三)区分求积式的精度,在同一树干上,某个区分求积式的精度主要取决于分段个数的多少,段数愈多,则精度愈高。 区分段数一般以不少于5个为宜: (1)当H15m时,l=2m (2)当7H15m时,l=1m (3)当H7m时,l=0.5m,(四)直径和长度的测量误差对材积计算的精度影响,树干的材积为V=gL,如长度(L)和断面积(g)测定有误差时,其材积误差近似为 : 当多次测量时,直径标准误差百分数(d%
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- 测树学 树木 材积 测定
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