角規(guī)測樹

用角規(guī)觀測抽取樣木的測樹方法。又稱無樣地抽樣，可變樣地抽樣。其特點(diǎn)是每株林木被抽中的概率與其某個測樹因子（直徑、樹高、斷面積）的大小成正比，不需量測樣地邊界、面積和樣木大小就能估計(jì)林分單位面積上的斷面積。

1947年奧地利的W.畢特利希提出在樣點(diǎn)上用角規(guī)測定林分?jǐn)嗝娣e的方法，打破了 100多年來在一定面積樣地上量測林木的傳統(tǒng)，開辟了森林資源調(diào)查中使用可變面積樣地和不等概率抽樣的方便途徑。20世紀(jì)50年代以來，由于陸續(xù)出現(xiàn)新的角規(guī)觀測法，以及美國L.R.格羅森堡在理論上闡明了使用角規(guī)抽取樣木的原理，進(jìn)一步豐富了角規(guī)測樹的內(nèi)容和理論，使角規(guī)測樹成為測樹學(xué)的重要組成部分。中國于1956年引入角規(guī)測樹方法，已在森林資源調(diào)查中廣泛使用。

角規(guī) 任何一種能夠產(chǎn)生固定大小視角的器具均可用作角規(guī)，產(chǎn)生水平視角的稱水平角規(guī)，產(chǎn)生垂直視角的稱垂直角規(guī)。角規(guī)的形式，最初使用的是桿式，以后逐漸發(fā)展為各種形式的角規(guī)和角規(guī)測樹儀。

桿式角規(guī) 定長直尺的前端安上帶有定寬缺口的薄片，即構(gòu)成桿式角規(guī)（圖 1）。由尺端通過缺口向前觀望，由于缺口寬度的限制，構(gòu)成了一個固定視角。視角α的大小由直尺長l和缺口寬度ω確定： 角規(guī)構(gòu)造的基本要求是使視角α等于某個規(guī)定角度,這可以通過調(diào)整ω/l來達(dá)到。 棱鏡角規(guī) 它是一個頂角φ很小的三棱鏡片。視線通過棱鏡產(chǎn)生偏折，形成偏向角α 。偏向角即角規(guī)視角。制造棱鏡角規(guī)時(shí),根據(jù)所要求的視角,按公式φ＝α/(η-1)計(jì)算頂角φ的大小。式中η為棱鏡材料的測樹工具)。

測樹方法 角規(guī)測樹的基本方法有4種:畢特利希的水平點(diǎn)抽樣，日本平田種男的垂直點(diǎn)抽樣，挪威L.斯特蘭的水平線抽樣及垂直線抽樣。

水平點(diǎn)抽樣 主要用于測定林分單位面積上的胸高斷面積。在林地內(nèi)隨機(jī)設(shè)置一個樣點(diǎn)，觀測者以樣點(diǎn)為中心，用水平角規(guī)依次繞測周圍林木的胸高部位一周。當(dāng)林木胸高斷面與水平視角相割時(shí),即為抽中的樣木,并予以計(jì)數(shù)（圖2）。在一個樣點(diǎn)上若計(jì)數(shù)樣木株數(shù)為n,則林分單位面積上的胸高斷面積估計(jì)值(弿)為： 弿=Fgn

Fg是水平角規(guī)常數(shù)，它與視角大小有關(guān)。為了計(jì)算方便，在制造角規(guī)時(shí)調(diào)整視角大小，使Fg成為整數(shù)。例如桿式角規(guī)的ω/l=1/50小時(shí)，即角規(guī)缺口寬 1厘米，直尺長50厘米，則水平角規(guī)常數(shù)Fg=1。 在角規(guī)觀測過程中，由于林地條件、工具和視力等限制，會遇到難以決定是否應(yīng)選作樣木的情況。這時(shí)需實(shí)測林木中心到樣點(diǎn)的距離S 和胸徑d，按條件：

決定樣木。對于恰有 的林木，常被稱作臨界木，以二分之一株樣木計(jì)算。

垂直點(diǎn)抽樣 主要用于測定林分平均高。在平坦林地內(nèi)的樣點(diǎn)上，觀測者持垂直角規(guī)觀測樣點(diǎn)周圍林木眼高以上的樹干段。一般用直角三角形垂邊對應(yīng)角作為視角，繞測時(shí)要保持角規(guī)視角下部邊緣即底邊與地面平行，通過視角上部邊緣即斜邊觀測樹干。當(dāng)樹稍高出視線時(shí)，該木被抽中為樣木。若樣點(diǎn)上樣木計(jì)數(shù)結(jié)果為n,并已知每公頃林木株數(shù)為N,則林分平均高(啛)的估計(jì)值為: Fh為垂直角規(guī)常數(shù)，當(dāng)角規(guī)視角α＝60°34′08″時(shí)，Fh＝1；he為觀測者的眼高。

水平線抽樣 可分為單側(cè)和雙側(cè)兩種。用此法估計(jì)林分?jǐn)嗝娣e時(shí)，觀測計(jì)數(shù)樣木必須與樣木檢尺結(jié)合進(jìn)行，并可同時(shí)估計(jì)株數(shù)。在林地內(nèi)隨機(jī)設(shè)置長度為 L的線段作為樣線，觀測者持水平角規(guī)沿樣線逐株順序觀測線段兩側(cè)或一側(cè)林木的胸高部位。觀測點(diǎn)在樣線上的位置，必須使觀測林木時(shí)的方向與樣線保持垂直（圖3）。決定是否計(jì)數(shù)樣木的方法雖與點(diǎn)抽樣相同,但凡樣木均實(shí)測其胸徑。當(dāng)計(jì)數(shù)樣木為n株，第i株樣木的胸徑為di時(shí),單側(cè)水平線抽樣按下式估算林分每公頃斷面積(弿)和株數(shù)(恀)。 雙側(cè)水平線抽樣時(shí) 垂直線抽樣 用垂直角規(guī)沿樣線逐一觀測線段兩側(cè)或一側(cè)林木眼高以上的樹干段，觀測時(shí)的注意事項(xiàng)同水平線抽樣和垂直點(diǎn)抽樣，但無須對樣木檢尺。單側(cè)垂直線抽樣時(shí)林分平均高的估計(jì)值為： 雙側(cè)垂直線抽樣時(shí)林分平均高的估計(jì)值為： 上列兩式估計(jì)的是林分算術(shù)平均高。垂直點(diǎn)抽樣估計(jì)的是林分幾何平均高。

角規(guī)林分調(diào)查 根據(jù)實(shí)際情況，靈活配合運(yùn)用上述4種角規(guī)材積與斷面積之間有較強(qiáng)的正相關(guān)。林分蓄積量估計(jì)，多采用水平點(diǎn)抽樣，而后通過估計(jì)值公式估算，具體方法有以下幾種：①對抽中的樣木實(shí)測樹高和測定中點(diǎn)直徑求形數(shù)后求算蓄積量，工作量較大。②生產(chǎn)上常采用對樣木檢尺（控制檢尺），取得樣木胸徑。查適用的一元材積表對應(yīng)于胸徑的平均形高求算蓄積量。或者在檢尺同時(shí)測定樣木樹高，從適用的二元材積上查平均形高。③用角規(guī)抽樣估計(jì)斷面積與平均高，借助標(biāo)準(zhǔn)表求算蓄積量。④實(shí)驗(yàn)形數(shù)法等。 疏密度 用角規(guī)估計(jì)的每公頃斷面積，求與標(biāo)準(zhǔn)表對應(yīng)于平均高的標(biāo)準(zhǔn)斷面積的比值即得。

受多種林分調(diào)查精度技術(shù)因素的影響，為此常須通過下述方法加以調(diào)整：①坡度改正。在坡地上進(jìn)行角規(guī)觀測的方法與平地相同，但必須將觀測結(jié)果換算成水平觀測結(jié)果。若樣點(diǎn)周圍的平均坡度為 θ，觀測值應(yīng)乘以sec θ。 但使用林分速測鏡和望遠(yuǎn)林分速測鏡時(shí)因其具有自動改正坡度影響的功能，觀測結(jié)果不需改正。②角規(guī)常數(shù)選擇。平均直徑、平均高和密度大的林分，應(yīng)選用常數(shù)較大的角規(guī)。常用的水平角規(guī)常數(shù)為1～4，垂直角規(guī)常數(shù)多用

。角規(guī)常數(shù)過小時(shí)容易產(chǎn)生漏測,效果不好。③角規(guī)樣點(diǎn)個數(shù)確定。為使調(diào)查結(jié)果達(dá)到要求精度，需在林地內(nèi)設(shè)置一定數(shù)量的角規(guī)樣點(diǎn)(或樣線)，取所有樣點(diǎn)測量結(jié)果的平均值。樣點(diǎn)的多少與它們的布設(shè)方式（典型或隨機(jī)等）和樣點(diǎn)間觀測值的變動系數(shù)有關(guān)，需在調(diào)查前根據(jù)要求加以確定。