任务4.1森林抽样调查方案的设计（美化）

森林调查技术项目4森林抽样调查主讲人：黄勤坚任务4.1森林抽样调查方案的设计任务4.2地面样地的测设与调查任务4.3森林抽样调查特征数的计算任务4.4遥感森林调查模块一项目4

森林抽样调查任务4.1森林抽样调查方案的设计某省、市、县（大区域）为了编制区域内林业建设发展规划，需要快速准确地查清当前区域内宏观的森林资源的数量、质量和森林生态系统的现状，该如何开展森林资源调查工作？是否需要逐片林分区划后，调查后汇总？还是有其他更科学便捷的调查方法？——森林抽样调查素质目标培养学生严谨认真素养，科学求实的态度，吃苦耐劳的林人精神，发现问题、分析问题及解决问题的能力。教学目标知识目标了解森林抽样调查基础理论与知识；了解我国森林资源连续清查体系，掌握森林抽样调查方案的设计。能力目标能完成森林抽样调查方案的设计；样地的测设与调查；森林抽样总体特征值的计算。任务提出森林抽样调查方案设计：

确定调查对象总体范围、目的因子和要求精度；进行踏查、了解总体的变动情况，计算样本单元数；制定调查方法与标准，进行样点的抽取并完成森林抽样调查的样地布点图的设计。任务分析

完成任务需要理解的森林抽样调查的概念、抽样调查的方法，熟悉系统抽样、分层抽样方案设计的基本工作步骤；掌握森林抽样调查方案设计主要内容及工作步骤。一、森林抽样调查概述1.森林抽样调查概念以数理统计为理论基础，在调查对象（森林总体)中，按照要求的调查精度，从总体中抽取一定数量的单元（样地）组成样本，通过对样本的量测和调查推算调查对象（森林总体)的方法。2.森林抽样调查的内容森林抽样调查工作分外业与内业二大部分。（1）外业：将图上抽取的样本单元(样点)落实到地面上进行定位、测树、调查等一系列工作。（2）内业：利用外业调查的资料进行分析、推算全体特征值，求出估计的误差等工作。森林抽样调查环节（如下图）踏勘预备调查抽样方案设计外业测定内业分析成果汇编一、森林抽样调查概述3.采用森林抽样调查方法的原因

(1)森林大都属于自然变异，是数理统计合适的抽样对象。

(2)森林面积辽阔，在所规定的费用与时间，在允许误差条件下，使调查成果尽量满足需要，可采用抽样方法来解决。

(3)根据抽样理论，可以用最少的工作量达到成本低、效率高、精度高和预期要求的目的。4.抽样调查的几个重要概念

(1)总体与总体单元

按照研究目的所确定的调查对象和全体称为总体。构成总体的每一个基本单位称为总体单元或称为个体。将总体划分为单元时，可以采用构成总体的自然单位，也可以采用人为规定的单位。一、森林抽样调查概述4.抽样调查的几个重要概念

（2）样本与样本单元

总体中抽取调查测定的部分单元的全体称为样本，样本中的每一个单元称为样本单元。

样本所含单元的个数称为样本单元数或样本容量，用n表示。在应用时，通常n≥50认为属于大样本，n≤50认为属于小样本。样本单元数与总体单元数的比称为抽样比，用f表示。

（3）单元标志与标志值

进行抽样调查是为了研究总体单元的某项特征。总体单元所具有的某项特征称为标志。总体单元在某项数量标志上具体数值称为标志值。二、森林资源清查体系

1.概念：以掌握宏观森林资源现状与动态为目的，以省(直辖市、自治区，以国家森林资源连续清查（简称一类清查）下简称省)为单位，利用固定样地为主进行定期复查的森林资源抽样调查方法。

2.开展情况：我国1975年开始建立的森林资源连续清查体系，就是采用以公里网交点做为样地点的系统抽样方法，各省的森林资源情况的差异，抽取的样本单元数量不同，系统布点的公里网间距与样地的面积大小也不尽相同。如：福建省采用4×6km公里网布点，而江苏省样地公里网间距为4×3km，浙江省4×6km，云南省6×8km，河北省8×12km。福建省在1978年福建省设置固定样地（一类样地）共5059个，以后每隔5年均对这些样地进行复查，通过每次固定样地复查的数据来推算全省的森林资源的数量、质量及其消长动态，掌握全省的森林生态系统的现状和变化趋势。省级一类调查森林抽样调查

样地数量和间距因省情况而定：

1978年福建省按4×6km间距布设5059个样地，样地面积：在0.06hm2(1亩)，每隔5年复查一次。

云南6×8km,浙江4×6km，河北8×12km

逐个样地定点开展调查，以此估测全省森林资源的总量。福建省连续清查一类样地布点示意图三、森林抽样调查方案设计内业计算确定调查总体的境界求算总体面积确定样地形状和大小外业工作的检查工作方法步骤确定样地数量样地设置和调查样地定位布点三、森林抽样调查方案设计1.森林抽样调查方案

森林抽样调查方案的设计是根据调查目的、主要任务、精度要求和现有资料，完成总体和单元的划分，选择抽查方法进行样本的组织，完成调查样点图的布设及调查技术标准的制定等一系列工作。

其具体工作的内容有：确定总体划分单元计算样地数量布设样地制作点布图编辑说明书三、森林抽样调查方案设计2.设计森林抽样调查方案的原则①明确林业生产和林业规划的要求，根据要求确定森林抽样调查必须取得哪些成果，需要掌握哪些数据以及这些数据要求达到的精度。②根据森林经营的要求，正确地划分调查对象的总体和单元。③充分掌握和利用过去已有的调查材料，根据生产的要求和调查地区的林况、地况等因子，选取适合的抽样调查方法，按要求的可靠性和精度，合理的计算样本单元数，正确组织样本设计抽样方案。三、森林抽样调查方案设计3.森林抽样调查方案评定指标可靠性

调查结果应用精度指标，抽样调查不仅能客观地估计误差，并有概率保证，一般用95%的概率保证即可

有效性误差小、效率高、成本低连续性

适宜建立森林资源连续清查体系，通过定期复查，能够及时地分析森林资源的消长变化灵活性

调查方案可塑大，适用范围广，能满足林业科学技术发展的要求四、系统抽样调查方案设计（一）系统抽样概述1.系统抽样的概念

从含有N个单元的有限总体中，随机地确定起点以后，按照严格的，预先规定的间隔或图示来抽取样本单元组成样本，用以估计总体的方法称为系统抽样，亦叫机械抽样。2.系统抽样的特点

系统抽样具有设计简便，定位容易，样本单元分布均匀等特点。一般精度较简单随机抽样高。因此，森林调查中常用它来代替简单随机抽样。3.系统抽样存在两个缺陷

抽样误差不能正确地计算，只能计算系统抽样误差近似估计值。周期性的影响可以导致偏差。4.周期性的影响及防止措施

森林分布常因地形、土壤、人为活动等因素的影响，在地域上形成一种有规律的变化，称周期性变动。

防止措施：1、注意线状物的走向；2、改变样地的抽取方法：两个方向成行的系统抽样；多个随机起点的系统抽样。四、系统抽样调查方案设计第二步第一步确定样地间距，系统布设样地第四步确定总体境界，划分总体单元制作布点图，编写说明书第三步根据精度要求，确定样地数量（二）系统抽样组织样本操作步骤系统抽样的工作步骤四、系统抽样调查方案设计1．确定调查总体的境界，求算总体面积

明确调查总体，将总体境界线在森林资源地理信息系统中准确地调绘出来，利用ArcGiS软件计算森林抽样调查总体的面积。2．确定样地形状和大小

（1）样地形状

样地形状一般有方形、圆形和矩形。方形样地边界木少，灵活性大，边界测量容易，可用闭合导线法设置。我国样地形状常采用方形。

（2）样地大小

根据变动系数和单元面积的关系来确定面积。变动系数随单元面积的增大而减小，当单元面积增大到一定程度时，变动系数趋于稳定。最适宜的样地面积是变动系数趋于稳定时所对应的最小面积，即0.06h㎡。我国样地面积一般采用0.06~0.08h㎡；林分变化较大时取0.1h㎡；幼龄林取0.01h㎡。国家森林资源连续清查的样地面积0.0667h㎡，形状多采用正方形。四、系统抽样调查方案设计3．确定样地数量

样地数量的确定既要满足精度要求，又要使工作量最小。在森林调查中，由于总体面积较大，抽样比一般小于5%，通常采用重复抽样公式计算样地数量。为保证调查精度，常在确定的样地数量基础上增加10%~20%安全系数。4．布点

（1）确定样地间距

根据总体面积和样本单元数确定样地间距。

（2）制作样地布点图

一般先