全 文 ：第 24 卷第 3期
199 9年 9 月 云南林业调查规划设计 勺b l
.
2 4 N 6
.
3
S平 t. 19 9
采用 1 : 3 0 0 0 大比例尺航片
编制云南油杉一元材积表试验 ①
孙 维
(云南省林业学校 昆明 6 50 224
摘要 用 1: 3 00 大比例尺航片 ,在金殿云南油杉 (瓦叻吸甘勿 狱蜘诬敌 an )林内随机抽取 50 株林木 ,在航
片上和现地对主要测树因子进行量测试验 ,试验结果经检验其冠幅量侧精度 97 % ,胸径与冠幅呈线性
相关 ,相关系数 0 . 91 ,航片量测冠幅和材积亦呈线性相关 ,相关系数 0 . 92 ,用冠幅跟材积这种相关关系
编制出的航片一元材积表精度达 91 。 5 % 。
关健词 大比例尺航片 ,航片立体量测 ,云南油杉 ,一元材积表
传统的地面实测测树因子与材积建立相关
关系编制材积表的方法 , 工作量大 , 野外周期
长 ,为了提高工作效率 , 笔者结合林校 9 7 68 森
调班的《遥感图像在森林调查中的应用》教学实
习 ,在金殿风景区的云南油杉林内随机抽取航
片量测与实测相对应的林木 50 株 ,通过对大比
例尺航片树冠量测 ,建立树冠与直径 、树冠与材
积相关关系 ,探讨利用航片编制油杉一元材积
表的方法 , 以达到室内量测估算森林蓄积量的
目的 。
以航空象片上判读的测树因子 :郁闭度 、树
高 、树冠直径 (冠幅 )和株数等因子为地面上实
测材积的函数而编制的表叫做航空象片材积
表 。 本试验用的航片因是大比例尺 ,树冠影像
十分清晰 ,可量测性强 ,所以特选定树冠直径作
为象片量测因子 , 与用实测林木胸径 ,代人西南
地区油杉一元材积式导算出的材积建立相关关
系 ,确定回归方程 , 编制出象片一元材积表 , 实
际应用时 , 只须量测航片上的树冠直径查对该
表相应值 ,再乘以每公顷株数 , 便得每公顷蓄
积 。
试验区位于昆明市北郊金殿风景区的中下
部位 ,林分为云南油杉天然成熟林 ,林相整齐 ,
郁闭度 0 . 6 。 该地 区 地形起伏较大 , 海拔为
19 4 0一 2 0 50 m ,平均坡度 1 2 ’ ,坡向北偏西 。
航片拍摄时间 : 1994 年 5 月 ,航摄仪小侣 -
K A ;焦距 : 304 ~ ;象幅 : 2 3crn x 23 mr ; 航高 :
860一 10 0 0m ;平均比例尺 1 : 3 0X() ,摄影质量及
像片质量正常。
试验工具主要有 : 围尺 、 分规 、 D B F 一 2 型
判读仪和 DBC 一 3 型立体变倍判读仪 。
1 试验区概况与材料
2 试验方法及量测分析
从航片使用面积内选取树冠影象颗粒清晰
的林木 50 株 , 逐株进行编号 ,在室内量测每株
林木的冠幅 ;实地对应林木 50 株 ,实测其胸径
和冠幅 。
2
.
1 冠幅且测
油杉枝条稠密 ,树冠浑园 ,尤其于春夏之交
新叶发出时拍摄的航片 , 树冠影像十分清晰 。
由于航片的投影性质属于中心投影 , 因此 ,立木
冠幅影象呈辐射状向外倾斜 , 其投影差与树高
和辐射距离成正比 ,受投影差影响 ,航片上各点
① 本文承蒙云南省省林业调查规划设计院莫景林和刘埙高级工程师的审阅与指正 , 在此一并致谢 。
8 云南林业调查视划设计 第 24 卷
比例尺不完全一致 ,投影差越大 ,则冠幅直径量
测精度越低 。 为减少投影差给冠幅量测带来的
误差 ,本试验所选取的 50 株林木均在航片使用
面积内 , 由于使用面积位于航片中心点区域 , 因
此 ,使用面积内的比例尺可视为一致 , 由投影差
引起的量测误差亦可忽略不计 。
冠幅量测是在室内获得象对立体模型后进
行 , 分别南北和东西向各量一次 ,取其平均值再
乘以航片平均比例尺分母得冠幅直径值 。
在判读仪下对大比例尺航片进行立体观
察 , 因树冠形态直观 ,其量测精度应该较高 。 但
由于林分较密 ,树冠存在交织现象 , 给单株分辨
带来一定困难 ,造成冠幅量测结果偏小 ;而在野
外实测中 , 由于立木树冠枝条相互挤压重叠 ,且
重叠部分在航片影象上不易分辨 ,造成与现地
实测值有偏差 ,但总的来说较差值小 ,均方程为
士 0 . 164 1 ,见表 1 。
表 1 现地实测冠幅与航片. 测冠幅比较 均 方误 : 士0 . 164 1
树号 实洲值 航片贡洲值 校差 { _ . _ 实洲值 航片黄侧位 较差
(二 ) (m ) ( m 、 】树亏 (m ) (m , (m )
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第 3期 孙维 :采用 1: 3000 大比例尺航片编制云南油杉一元材积表试验
2
.
2材积一元回归关系式的建立
编制材积表首先要进行回归分析 , 利用某
些辅助因子与主要因子的相关关系 ,建立 回归
方程 。 本次试验选择的辅助因子 ( 自变量 )为胸
径与树冠直径 (冠幅 ) , 主要因子 (因变量 )为材
积 。
2
.
2
.
1 利用胸径与材积关系计算材积
胸径与材积关系紧密 ,人所共识 ,将野外实
测的 50 株林木胸径 ,代人西南地区油杉一元材
积式 :
v = 5
·
7 17 3591 X 10
一 5 ( o
.
97 D ) l
·
8 , 30 5
28 6 4
.
6 17、斗 J · 砰 o 一丽药百石万 ) - 卯 568 84 5 ①
导算每株林木材积 ,见表 2 。
表 2 实测立木材积计算结果
树号 · 黑 黑 …。 fcrnt 黑 }树号 均径 材积(咖 ) (时 )
1 3 0
.
3 0
.
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2
.
2
.
2 冠幅与胸径关系分析
设冠幅与胸径存在线性相关 ,其关系式为 :
D = “ + b w
式中 : D一胸径 ,单位 : mr
W一冠幅 ,单位 : m
a 、 b一参数
将 50 株立木的实测胸径和航片冠幅量测
值输入计算器进行回归分析 , 结果证明两者之
间存在线性相关关系 ,且相关紧密 , 相关系数为
0
,
9 1
, 回归关系式为 :
D = 7
.
6 12 1 6 6 7 98 + 4
.
34 7 68 4 3 15 W
r = .0 91 ②
利用这个关系式 , 可以将在象片上量测的
冠幅值代入②式 ,求得相应胸径值 ,然后再将胸
径值代人①式 ,便可求得材积。 我们认为这样
做比较麻烦 , 中间增加了一次运算 , 为了更简捷
地估计材积 , 我们进 一步寻找冠幅与材积是否
存在相关关系 ,如果存在 , 则直接利用量测的冠
云南林业调查规划设计 第 24 卷
幅求材积 。
2
.
2
.
3 材积与冠幅一元回归关系式的建立
冠幅与材积关系 ,选用下面方程 :
v 二 a0 妒
式中: V一材积 (根据实测胸径代人①式求
得的材积 ) ,单位 :衬
W一航片冠幅 ,单位 : m
a o
、
b 。一参数
回归方程的参数和相关系数是通过 f公一
390 P V 计算器计算而得 ,具体步骤如下 :
①方程转换
将 v = a 。妒 两边取自然对数转换为直线
方程 :
l
:
V = l声 。 + b o l二W
②数据输人
在 f一3卯OP V 的 “ 乙尺 ” (回归 )状态下 , 输
人冠幅和材积的成对值 , 并求解得参数 a0 、 b0
和相关系数 r 。
由航片冠幅和林木材积所建立的一元材积
式为 :
V = 0
.
025 138 17 6 W
,
·
7 256
246
5 : = 0
.
92 ③
3 金殿油杉航片一元材积表的编
制与检验
有了③式 , 我们便可以将象片量测冠幅代
人 ,从而导算出航片一元材积表 (表 3 ) 。
表 3 金殿云南油杉林航片一元材积表 单位 : m 、衬
-一一- 一一一一一一一一一- 一一冠 格 0 . 0 0 . 1 0 . 2 0 . 3 0 . 4 0 . 5 0 . 6 0 . 7 0 . 8 0 . 90 . 0 8 3 10 . 16 7 4
0 2 7 5 0
0
.
4 0 4 1
0 5 5 3 5
0
.
7 2 2 2
0
.
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0
.
0 9() 4
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.
17 7 1
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.
2 869
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.
4 18 2
0
.
5 6 9 5
0
.
7 4 0 1
0
.
9 2 9 0
0 0 98()
0
.
18 7 1
0 2 9 9 1
0
.
4 3 2 4
0
.
5 8 57
0
.
7 5 8 2
0
.
9 4 8 9
0
.
10 5 8
0
.
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.
3 1 15
0
.
4 6 9
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0
.
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0
.
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.
1 13 9
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2 0 7 7
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.
3 2 4 1
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4 6 15
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.
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.
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.
2 184
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3 3 6 9
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.
4 7 6 3
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0
.
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.
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.
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0
.
13 9 5
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0 5 0 6 6
0
.
6 6 9 6
0
.
8 5 13
1
.
0 5 10
0
.
14 86
0
.
2 5 17
0
.
37 66
0 5 2 2 1
0
.
6 8 70
0
.
8 7 0 5
1
.
0 7 19
0
.
15 7 9
0
.
2 6 3 2
0
.
3侧) 3
0
.
53 7 7
0 7 (〕4 5
0
.
8 8 9 8
1
.
0 9 3 0
从油杉林内随机抽取 2 0 株林木 ,实测其胸
径和室内量测其冠幅 , 将胸径代人材积①式 ,计
算得实测材积 ,作为真值 ;根据冠幅量测值查一
元材积表 , 得航片林木材积 , 进行材积比较 ,结
果见表 4 。
表 4 材积精度估测结果统计
91
.
5%
,说明在郁闭度为 0 . 6 以下的油杉天然
成熟林中 ,用以航片量测冠幅直径为辅助因子 ,
实测材积为主要因子建立 回归方程 , 编制出的
航片一元材积表可以帮助估测森林蓄积量 , 能
减少通过地面实测编制数表的工作量 , 从而大
大提高森林调查工作效率 。
株数 方差 均方误 佑计精度
( % )
0
.
0() 8 6 ( )
.
0 20 7 9 1
.
5
4 结 论
本试验采用航片比例尺为 1 : 3 0 0 , 编制出
的航片云南油杉一元材积表 , 经检验 ,精度达到
参考文献
【l〕林业部调查规划院主编 . 《森林调查手册 》 . 北
京 : 中国林业出版社 , 1984 . 3
〔2〕诸葛俨 ,虞岳世 ,等 . 《测树学》 . 北京 :中国林业
出版社 , 19 92 . 4
〔3] 云南省林业调查规划设计院 . 云南省森林调查
常用数表 , 19 84 . 4