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60－70％）、树根（体积占15％左右）和枝叶（体积占15％左右）所构成。立木(standingtree)：生长着的树木。伐倒木(felledtree)：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

2、高直径：位于距根颈1.3m处的直径，简称为胸径（DBH，diameteratbreastheight）。树高（treeheight）：树干的根颈处至主干梢顶的高度。胸高断面积(basalareaofbreast-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

3、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。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（stemcurve）：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

4、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（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0~3，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（BurkhartandMax,1976）：式中

5、y=d2/D2；x=h/H；b1~b4—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.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,1

6、849）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(mea

7、surementalmethodbysection)。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（1—10）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

8、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H>15m时，l=2m（2）当7>H>15m时，l=1m（3）当H<7m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（σd%）与长度标准误差百分数