《绪论章测树学概述》PPT课件.ppt

第一章 测树学概述,主要内容 测树学概念、内容和任务 测树学与其他学科的关系 误差及有效数字的概念 测树学所使用的单位和符号,一、测树学概念与范围 （一）测树学由来,第一章 测树学概述,英文“Forest Mensuration”或“ Forest Measurements” 均指：森林测定/森林评价 日本现在也改用“森林测定学/森林计测学” 我国台湾杨启荣教授1980年也采用“森林测计学”。,（美）吉拉维斯（Graves,1906）：论述原木、树木和林分材积的确定并研究生长和收获。 （俄）H.AHYH（阿努钦）教授ecHa Takca（测树学）， 1952 ：研究树木材积、采伐木材积、林分蓄积、大森林蓄积以及树木和林分生长量的确定方法。 （日）大隅真一（森林计测学，1971）：研究森林及其产品木材各种量的测定、估计和计算方法。,（二）概念(1),测树学（第一版）：论述树木、林分、大面积森林以及原木产品的数量测算、质量评定和生长动态分析的理论与技术方法的一门学科。 Cris Brack (Department of Forestry, Australian National University ,1999):The art and science of providing quantitative information about trees, stands and forests for forest research, planning and management.,（二）概念(2),1、测树学测定对象 吉拉维斯：原木、树木、林分 俄、日：树木、林分、大森林 （美）Avery T.E. 1975修订Forest mensuration（1967年）为Natural Resources Measurements 增加：放牧、野生动物、渔业、水利、旅游等非林地自然资源。 (美)Husch B. 1983年Forest mansuration（第3版）增加：野生动物和旅游用地。 （中）白云庆等1987年测树学：把非林地自然资源估测列为附属的一章。,（三）测树学对象与内容,（1）数量测算蓄积量 森林中活立木材积之和森林存量； （2）质量评定材种出材量 森林生产出符合国家、地方或企业用材标准规格的木材的材积之和森林经济产量森林生产力； （3）生长动态分析生长量 森林各测树因子随时间增长而发生变化的量森林增量。 （4）森林生态系统最基本的数量特征生物量,2、测树学测定内容“三量”+生物量,发展变化,内容,内容,技术,不断拓展,不断提高,所获取的数据不 仅仅限定在“直接 测定”上，更多地 注重分析评价的 结果,（一）为森林经理服务 为森林经理所要取得的有关木材数量、质量、林分结构和生长规律、质量评定、森林资源经济价值评估、森林资源动态及其发展趋势提供理论、方法和技术。如林业区划、林业规划、各种生产计划、森林资源资产评估、森林可持续经营、小班经营动态决策（如造林树种选择（适地适树适目标） 、森林旅游区划与规划、经营绩效评价（森林资源动态分析）、森林社会生态效益评价等。,二、测树学目的与任务,提供测算理论、方法和技术,为各林业学科提供研究、分析森林的测算理论、方法和技术。如林木育种、各种营林措施的效果评价、森林病虫害防治决策等。,（二）为林业科学研究服务,三、 测树学性质与理论体系,林学,森林培育学,森林经理学,测树学(理论、方法和技术),单木 伐倒木/立木,大面积森林,林分,直径/胸径、树高/材长、材积、重量、年龄、生长量、材种划分/材种材积测定,蓄积量、材种出材量、生长量、林分结构,树干解析,近似求积,区分求积,孔兹干曲线式,施耐德法,标准地调查,标准木法,材积表法,标准表法,实验形数法,目测法,全林实测,局部实测,抽样调查,一次调查法,角规测树,遥感技术,竹林,森林资源,竹木资源,非木质资源,生态服务,森林产品,环境服务,森林利用学,测量学、数学、生态学、经济学等是其基础学科，同时又为整个林业服务，是林学的专业基础课程。,森林调查种类与森林经理,四、与其他学科的关系及其在林业中的地位,地位：,国家各类森林调查最核心的工作都属于测树学的内容范畴； 测树学所提供的林木测算得理论、技术和方法也是测定森林植物群落动态的生物学依据。因此，测树学不仅是森林经营学、森林经理学、森林生态学的基础课程，也是整个林业重要的一门专业基础课程,个 体,种 群,群 落,森 林 生 态 系 统,生 物 圈,单株树木,林 木,森 林,（一）古代测树技术萌芽时期 2700多年前，春秋战国“把、握、围”，粗放量度，只有在制作车辆等的构件时才用尺寸计量 非商品时代，主要测定森林木质产品木材材积,五、测树学简史与展望,（二）近代测树学形成时期（1）,明崇祯年间（17世纪40年代），杉原条“龙泉码价”世界上最早的材积表 西欧，18世纪工业发展要求有较为准确的商品木材的测算方法。 意大利、法国、瑞士很早就对树木和林分的采集进行估算； 18世纪末至19世纪初，德国，致力于伐倒木材积的测算研究，确立了各种计算单株木材积的公式，利用形数概念建立了立木材积的测定方法，并编制了材积表等。 孔兹（Kunze，1873）、包尔（ Baur，1875）、古坦伯格（Guttenberg，1912）穆勒（Muller，1915）等出版测树学,（二）近代测树学形成时期（2）,俄国19世纪前75年，主要采用德国的测树技术 1841第一本测树学森林数学是从德文翻译的 1873年俄国测树学材料来源于包尔 1923年，奥尔洛夫出版具有西欧测树学理论与实践的苏联测树学 日本明治维新之后输入德国的测树学，1882年在日本开设这门课 从19世纪至20世纪初期，在立木和林分的材积、生长、收获等方面开展了全面研究，并开始涉及抽样误差理论和技术。 1927年，蒂森道夫测树学的出版被认为古典测树学体系的完善,1、20世纪30年代，美国：由一般数学测算、典型样地调查向随机抽样和统计分析数据方向发展； 2、40年代后，测树技术突飞猛进，欧美将抽样技术、数理统计、航测技术、电算技术引入，进一步提高了抽样调查的工效； 3、测树数表的编制、收获预估、地位质量评定等，由单因素简单分析发展到多因素综合分析；新的材积、出材量和生长量数学模型不断创立，生长函数与收获函数研究，生长模拟、建立森林资源数据库与资源数据的自动更新等得到发展，高精度光学测树仪不断出现，电子自记轮尺日趋完善，并能直接输入计算机；,（三）现代测树学体系完善时期,4、W.毕特利希的角规测树是测树技术的一个飞跃，它突破了一定面积调查的传统，只在一个点上用水平视角绕测周围树木，简便易行； 5、随着森林生态学研究从定性描述向定量分析发展，以及全树利用与全林利用的得到重视，森林生物量的测定成为日益重要的测树技术。,3S技术应用,建国以来我国森林计测技术发展历程,目测体系,抽样实测 体系,森林资源调查体系 （一、二、三类）完善,航天遥感试验,实测体系,50年代,60年代,70年代,80年代,90年代,计算机应用,六、测树学中的误差、精确度及准确度,观测值,观测次数,真值 （true value）,（一）误差error 1、概念： 观测值（测算值、近似值）与真（实）值之差。,2、误差产生的原因： 观测条件（测量仪器、观测者的技术水平和外界环境）不理想和不断变化，是产生测量误差的根本原因。 （1）外界环境主要指观测环境中气温、气压、空气湿度和清晰度、风力以及大气折光等因素； （2）仪器条件仪器在加工和装配等工艺过程中，不能保证仪器的结构能满足各种几何关系，这样的仪器必然会给测量带来误差； （3）观测者的自身条件由于观测者感官鉴别能力所限以及技术熟练程度不同，也会在仪器对中、整平和瞄准等方面产生误差。,3、误差的种类 （1）从产生环节分：量测误差和计算误差； （2）从抽样技术角度分：抽样误差和非抽样误差； （3）从误差来源分：过失误差、系统误差和偶然误差。,4、误差产生原因及避免 （1）过失误差（也称错误，error of mistake），是由工作者过失引起的。 原因：错误使用仪器、读错数字、计算错误等； 避免：细心工作、严格督促检查。 （2）系统误差（ systematic error ）：由于某种原因引起一个不变的恒定误差值，并朝一个固定方向偏大或偏小。 原因：仪器设备制造不完善、计算公式有偏。 避免：仪器误差 校正仪器； 方法误差 采用标准方法,对比实验,（3）偶然误差(accidental error)：也称随机误差，即误差大小和正负不是一个恒定的数值。 原因：偶然因素； 避免：增加测定次数。,（二）精确度与准确度 1、精确度(Precision)，也称精密度：指由于偶然误差而使观测值在其平均值周围的一致性程度。 2、准确度(Accuracy)：表示测算求得的近似值与真值的接近程度。总误差,A组,B组,C组,精确度：？ 准确度：？,Answer：,精确度：A组、B组高于C组； 准确度：B组高于A组、C组。,七、测树学中的有效数字,（一）概念 有效数字（ significant digit ）： 能有效反映某一数量大小的数字。或指带有一位不可靠数字的近似数字。 （二）有效数字的位数 指从左向右自第一个非零数字开始到最后一个可能为零的数字为止的位数。如24、2.4、0.24、0.024等数字都有2和4两个有效数字。 记录的有效数字可以认为都是整化值。 整化规则：四舍五入法或舍去尾数法。,以下计算保留几位小数？,2.189*2.23=4.88147 2.357+2.10=4.467 2.53=15.625 5.2*2.9=5.2*1.064710737=5.536495832 *6.52=3.1415926*42.25=132.7322874,（三）有效数字的运算法则,1、加减乘除运算：结果保留位数应与有效数字位数最少者相同。 2、乘方或开方运算：结果有效数字位数不变。 3、对数运