2011年11月19日

水平樣點法簡介

參考資料:
1.森林測計學 1980 楊榮啓
2.中華林學季刊12(2) 39-67 1979 固定及變動樣區取樣模擬在台灣大學實驗林取樣上之應用 楊榮啓 汪大雄
3.中華林學季刊19(4) 1-9 1986 水平樣點法與樣區法在森林資源調查應用上的比較 楊榮啓
4.台灣大學森林系碩士論文 不等機率在森林調查上之應用 1999 蕭富勝
5.台灣大學森林系碩士論文 森林取樣調查樣區法與樣點法之模擬研究 1978 汪大雄
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水平樣點法在我大二時跟中興的同學討論過,當時他敘述的不太清楚,所以在上完森林經營學後我翻了上面五篇論文來做個簡介,改天再去借一次儀器來教大家操作

水平樣點法是無邊樣區法的一種
水平樣點法是不等機率取樣法的一種
水平樣點法求的是每公頃的胸高斷面積


無邊樣區法是指這種測量方法不需要也無法測量樣區面積,因此稱為樣點,他的樣區其實是無限大的狀態,因此不論真正的樣區多大多小,都可以處理
不等機率取樣法的意思是針對要測量的對象加以加權,比方如果我要算株數,每棵樹被取到的機率應該要一樣大,如果我要求斷面積,每一平方公分的斷面積被取到的機率要一樣大,所以大樹會比小樹有更大的機率被取到,這正是水平樣點法的優點之一

在測量之前我們先決定一個角度θ(比方說30度)
接著走到你要取樣的地方,環視樹木,如下圖
黑點為樣點中心,綠色的圓圈為樹木,紅色三角形為θ角向外看的樣子
我們可以發現這個樣點有三棵樹,而1,3號樹遮蓋了θ角,因此計入
2號樹沒有遮蓋,不計入,所以此樣點取到2棵樹(1號和3號)

你會發現,如果樹木越大,我們越有可能計到該棵樹
如果θ角越大,我們越難計到樹木,θ角和一棵樹的胸徑是有關係的,如下圖
如果我們決定了θ,我們就可以畫出上面這個圖,在距離樣木中心R的距離畫一個圓
因為樣木的半徑不會變,而θ我們又決定了,所以R也跟著固定下來了
每個樣木都會會出這樣一個咖啡色的範圍,如果你的樣點落到這個範圍內,你就會算到這棵樹

想像樣區中每棵樹都有自己的範圍,可能互相重疊,而你的θ角就決定了這個咖啡色圓圈的大小
θ越大,咖啡色圓圈越小,越難取到一棵樹
而且θ角固定時,樹木的半徑越大,他的咖啡色範圍也越大,越容易被取到
這就是無邊樣區法的精隨,每棵樹有自己的咖啡色樣區,越大的胸高段面積,他被取到的機率越大,而且成正比關係

他的推導可以參考老師發的講義118,119頁,有定義BAF的計算方法

BAF在決定θ角時也跟著定下來了
θ角越大,BAF越大

計算每公頃的方法段面積的方法更簡單
如果我們的決定的BAF=4 ,也就是一棵樹代表每公頃有4平方公尺的斷面積
在林地內有100個樣點,共計算到500棵樹,平均一個點有5棵
那麼我們就可以說該林地每公頃平均段面積為5x4=20平方公尺
非常簡單的方法


好處在於
1.簡單快速,在樣區內只要環視樹木並記錄數量即可
2.胸高斷面積的估計較樣區法準卻,可參考2,3號論文
3.無邊樣區法不用考慮該區域的面積,樣點數量適當即可(講義p127頁)


缺點在於
1.如果你的樣區有明確邊界(如大安森林公園),會導致邊界木計入的機率偏低,需要校正,可以參考上面第5篇論文,裡面有提到
2.因為是不等機率,計算林木株數時準確率會低於樣區法,可參考2號論文
3.台灣林地內雜草非常的高,可能無法直接通視
4.如果你覺得樣木恰好交於θ角,不知道要不要計入,那麼就要測量樣點到樣木中心的距離,還有樣木的直徑,回推角度,如果大於才要計入,此時非常麻煩
5.那個儀器老舊很難用,陰暗的森林需要借助手電筒的光源
6.林地有傾斜的話,要調整儀器


除水平樣點法外,還有推算樹高的方法,綜合兩者可一起推估材積

1 則留言:

  1. 感謝森林測計好文分享~舊有的固定樣區取樣法,是以樣區中心畫出樣區大小,其中被圈選在內的樹即為樣樹。而水平樣點取樣法(Horizontal Point Sampling, HPS)也可以想成是基於不等機率取樣法,以每顆樣樹為中心畫出大小不同的樣區(HPS之樣區大小是與胸高斷面積的大小成正比),若有圈到樣點,則該樹被選為樣樹。也因此可以想像在邊界條件時,樣區邊界剛好切到樣點,樣樹的胸高直徑與樣區的直徑成固定比例,也正好可以以Theta角來表示,又稱為定角測量取樣法(Angle Count Sampling)

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