任務(wù)4.1森林抽樣調(diào)查方案的設(shè)計（美化）

森林調(diào)查技術(shù)項目4森林抽樣調(diào)查主講人：黃勤堅任務(wù)4.1森林抽樣調(diào)查方案的設(shè)計任務(wù)4.2地面樣地的測設(shè)與調(diào)查任務(wù)4.3森林抽樣調(diào)查特征數(shù)的計算任務(wù)4.4遙感森林調(diào)查模塊一項目4

森林抽樣調(diào)查任務(wù)4.1森林抽樣調(diào)查方案的設(shè)計某省、市、縣（大區(qū)域）為了編制區(qū)域內(nèi)林業(yè)建設(shè)發(fā)展規(guī)劃，需要快速準確地查清當前區(qū)域內(nèi)宏觀的森林資源的數(shù)量、質(zhì)量和森林生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀，該如何開展森林資源調(diào)查工作？是否需要逐片林分區(qū)劃后，調(diào)查后匯總？還是有其他更科學(xué)便捷的調(diào)查方法？——森林抽樣調(diào)查素質(zhì)目標培養(yǎng)學(xué)生嚴謹認真素養(yǎng)，科學(xué)求實的態(tài)度，吃苦耐勞的林人精神，發(fā)現(xiàn)問題、分析問題及解決問題的能力。教學(xué)目標知識目標了解森林抽樣調(diào)查基礎(chǔ)理論與知識；了解我國森林資源連續(xù)清查體系，掌握森林抽樣調(diào)查方案的設(shè)計。能力目標能完成森林抽樣調(diào)查方案的設(shè)計；樣地的測設(shè)與調(diào)查；森林抽樣總體特征值的計算。任務(wù)提出森林抽樣調(diào)查方案設(shè)計：

確定調(diào)查對象總體范圍、目的因子和要求精度；進行踏查、了解總體的變動情況，計算樣本單元數(shù)；制定調(diào)查方法與標準，進行樣點的抽取并完成森林抽樣調(diào)查的樣地布點圖的設(shè)計。任務(wù)分析

完成任務(wù)需要理解的森林抽樣調(diào)查的概念、抽樣調(diào)查的方法，熟悉系統(tǒng)抽樣、分層抽樣方案設(shè)計的基本工作步驟；掌握森林抽樣調(diào)查方案設(shè)計主要內(nèi)容及工作步驟。一、森林抽樣調(diào)查概述1.森林抽樣調(diào)查概念以數(shù)理統(tǒng)計為理論基礎(chǔ)，在調(diào)查對象（森林總體)中，按照要求的調(diào)查精度，從總體中抽取一定數(shù)量的單元（樣地）組成樣本，通過對樣本的量測和調(diào)查推算調(diào)查對象（森林總體)的方法。2.森林抽樣調(diào)查的內(nèi)容森林抽樣調(diào)查工作分外業(yè)與內(nèi)業(yè)二大部分。（1）外業(yè)：將圖上抽取的樣本單元(樣點)落實到地面上進行定位、測樹、調(diào)查等一系列工作。（2）內(nèi)業(yè)：利用外業(yè)調(diào)查的資料進行分析、推算全體特征值，求出估計的誤差等工作。森林抽樣調(diào)查環(huán)節(jié)（如下圖）踏勘預(yù)備調(diào)查抽樣方案設(shè)計外業(yè)測定內(nèi)業(yè)分析成果匯編一、森林抽樣調(diào)查概述3.采用森林抽樣調(diào)查方法的原因

(1)森林大都屬于自然變異，是數(shù)理統(tǒng)計合適的抽樣對象。

(2)森林面積遼闊，在所規(guī)定的費用與時間，在允許誤差條件下，使調(diào)查成果盡量滿足需要，可采用抽樣方法來解決。

(3)根據(jù)抽樣理論，可以用最少的工作量達到成本低、效率高、精度高和預(yù)期要求的目的。4.抽樣調(diào)查的幾個重要概念

(1)總體與總體單元

按照研究目的所確定的調(diào)查對象和全體稱為總體。構(gòu)成總體的每一個基本單位稱為總體單元或稱為個體。將總體劃分為單元時，可以采用構(gòu)成總體的自然單位，也可以采用人為規(guī)定的單位。一、森林抽樣調(diào)查概述4.抽樣調(diào)查的幾個重要概念

（2）樣本與樣本單元

總體中抽取調(diào)查測定的部分單元的全體稱為樣本，樣本中的每一個單元稱為樣本單元。

樣本所含單元的個數(shù)稱為樣本單元數(shù)或樣本容量，用n表示。在應(yīng)用時，通常n≥50認為屬于大樣本，n≤50認為屬于小樣本。樣本單元數(shù)與總體單元數(shù)的比稱為抽樣比，用f表示。

（3）單元標志與標志值

進行抽樣調(diào)查是為了研究總體單元的某項特征。總體單元所具有的某項特征稱為標志?？傮w單元在某項數(shù)量標志上具體數(shù)值稱為標志值。二、森林資源清查體系

1.概念：以掌握宏觀森林資源現(xiàn)狀與動態(tài)為目的，以省(直轄市、自治區(qū)，以國家森林資源連續(xù)清查（簡稱一類清查）下簡稱省)為單位，利用固定樣地為主進行定期復(fù)查的森林資源抽樣調(diào)查方法。

2.開展情況：我國1975年開始建立的森林資源連續(xù)清查體系，就是采用以公里網(wǎng)交點做為樣地點的系統(tǒng)抽樣方法，各省的森林資源情況的差異，抽取的樣本單元數(shù)量不同，系統(tǒng)布點的公里網(wǎng)間距與樣地的面積大小也不盡相同。如：福建省采用4×6km公里網(wǎng)布點，而江蘇省樣地公里網(wǎng)間距為4×3km，浙江省4×6km，云南省6×8km，河北省8×12km。福建省在1978年福建省設(shè)置固定樣地（一類樣地）共5059個，以后每隔5年均對這些樣地進行復(fù)查，通過每次固定樣地復(fù)查的數(shù)據(jù)來推算全省的森林資源的數(shù)量、質(zhì)量及其消長動態(tài)，掌握全省的森林生態(tài)系統(tǒng)的現(xiàn)狀和變化趨勢。省級一類調(diào)查森林抽樣調(diào)查

樣地數(shù)量和間距因省情況而定：

1978年福建省按4×6km間距布設(shè)5059個樣地，樣地面積：在0.06hm2(1畝)，每隔5年復(fù)查一次。

云南6×8km,浙江4×6km，河北8×12km

逐個樣地定點開展調(diào)查，以此估測全省森林資源的總量。福建省連續(xù)清查一類樣地布點示意圖三、森林抽樣調(diào)查方案設(shè)計內(nèi)業(yè)計算確定調(diào)查總體的境界求算總體面積確定樣地形狀和大小外業(yè)工作的檢查工作方法步驟確定樣地數(shù)量樣地設(shè)置和調(diào)查樣地定位布點三、森林抽樣調(diào)查方案設(shè)計1.森林抽樣調(diào)查方案

森林抽樣調(diào)查方案的設(shè)計是根據(jù)調(diào)查目的、主要任務(wù)、精度要求和現(xiàn)有資料，完成總體和單元的劃分，選擇抽查方法進行樣本的組織，完成調(diào)查樣點圖的布設(shè)及調(diào)查技術(shù)標準的制定等一系列工作。

其具體工作的內(nèi)容有：確定總體劃分單元計算樣地數(shù)量布設(shè)樣地制作點布圖編輯說明書三、森林抽樣調(diào)查方案設(shè)計2.設(shè)計森林抽樣調(diào)查方案的原則①明確林業(yè)生產(chǎn)和林業(yè)規(guī)劃的要求，根據(jù)要求確定森林抽樣調(diào)查必須取得哪些成果，需要掌握哪些數(shù)據(jù)以及這些數(shù)據(jù)要求達到的精度。②根據(jù)森林經(jīng)營的要求，正確地劃分調(diào)查對象的總體和單元。③充分掌握和利用過去已有的調(diào)查材料，根據(jù)生產(chǎn)的要求和調(diào)查地區(qū)的林況、地況等因子，選取適合的抽樣調(diào)查方法，按要求的可靠性和精度，合理的計算樣本單元數(shù)，正確組織樣本設(shè)計抽樣方案。三、森林抽樣調(diào)查方案設(shè)計3.森林抽樣調(diào)查方案評定指標可靠性

調(diào)查結(jié)果應(yīng)用精度指標，抽樣調(diào)查不僅能客觀地估計誤差，并有概率保證，一般用95%的概率保證即可

有效性誤差小、效率高、成本低連續(xù)性

適宜建立森林資源連續(xù)清查體系，通過定期復(fù)查，能夠及時地分析森林資源的消長變化靈活性

調(diào)查方案可塑大，適用范圍廣，能滿足林業(yè)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的要求四、系統(tǒng)抽樣調(diào)查方案設(shè)計（一）系統(tǒng)抽樣概述1.系統(tǒng)抽樣的概念

從含有N個單元的有限總體中，隨機地確定起點以后，按照嚴格的，預(yù)先規(guī)定的間隔或圖示來抽取樣本單元組成樣本，用以估計總體的方法稱為系統(tǒng)抽樣，亦叫機械抽樣。2.系統(tǒng)抽樣的特點

系統(tǒng)抽樣具有設(shè)計簡便，定位容易，樣本單元分布均勻等特點。一般精度較簡單隨機抽樣高。因此，森林調(diào)查中常用它來代替簡單隨機抽樣。3.系統(tǒng)抽樣存在兩個缺陷

抽樣誤差不能正確地計算，只能計算系統(tǒng)抽樣誤差近似估計值。周期性的影響可以導(dǎo)致偏差。4.周期性的影響及防止措施

森林分布常因地形、土壤、人為活動等因素的影響，在地域上形成一種有規(guī)律的變化，稱周期性變動。

防止措施：1、注意線狀物的走向；2、改變樣地的抽取方法：兩個方向成行的系統(tǒng)抽樣；多個隨機起點的系統(tǒng)抽樣。四、系統(tǒng)抽樣調(diào)查方案設(shè)計第二步第一步確定樣地間距，系統(tǒng)布設(shè)樣地第四步確定總體境界，劃分總體單元制作布點圖，編寫說明書第三步根據(jù)精度要求，確定樣地數(shù)量（二）系統(tǒng)抽樣組織樣本操作步驟系統(tǒng)抽樣的工作步驟四、系統(tǒng)抽樣調(diào)查方案設(shè)計1．確定調(diào)查總體的境界，求算總體面積

明確調(diào)查總體，將總體境界線在森林資源地理信息系統(tǒng)中準確地調(diào)繪出來，利用ArcGiS軟件計算森林抽樣調(diào)查總體的面積。2．確定樣地形狀和大小

（1）樣地形狀

樣地形狀一般有方形、圓形和矩形。方形樣地邊界木少，靈活性大，邊界測量容易，可用閉合導(dǎo)線法設(shè)置。我國樣地形狀常采用方形。

（2）樣地大小

根據(jù)變動系數(shù)和單元面積的關(guān)系來確定面積。變動系數(shù)隨單元面積的增大而減小，當單元面積增大到一定程度時，變動系數(shù)趨于穩(wěn)定。最適宜的樣地面積是變動系數(shù)趨于穩(wěn)定時所對應(yīng)的最小面積，即0.06h㎡。我國樣地面積一般采用0.06~0.08h㎡；林分變化較大時取0.1h㎡；幼齡林取0.01h㎡。國家森林資源連續(xù)清查的樣地面積0.0667h㎡，形狀多采用正方形。四、系統(tǒng)抽樣調(diào)查方案設(shè)計3．確定樣地數(shù)量

樣地數(shù)量的確定既要滿足精度要求，又要使工作量最小。在森林調(diào)查中，由于總體面積較大，抽樣比一般小于5%，通常采用重復(fù)抽樣公式計算樣地數(shù)量。為保證調(diào)查精度，常在確定的樣地數(shù)量基礎(chǔ)上增加10%~20%安全系數(shù)。4．布點

（1）確定樣地間距

根據(jù)總體面積和樣本單元數(shù)確定樣地間距。

（2）制作樣地布點圖

一般先