吳日高, 鄢書林, 曹新林, 王樹生

(安化縣林業(yè)局, 湖南 安化 413500)

利用Excel軟件輔助林木采伐作業(yè)設計

吳日高, 鄢書林, 曹新林, 王樹生

(安化縣林業(yè)局, 湖南 安化 413500)

論述了利用Excel的插入函數(shù)功能設計蓄積量、出材率、采伐強度和綜合計算等函數(shù)表達式，制作林木采伐作業(yè)調查設計表，解決了采伐作業(yè)設計中查數(shù)表繁瑣、內業(yè)計算和采伐強度控制難等問題。

采伐作業(yè)設計； 蓄積量； 出材率； 采伐強度； 表達式

林木采伐作業(yè)設計是指導采伐作業(yè)的重要基礎工作，是森林限額采伐管理、控制資源消耗的重要手段。林業(yè)主管部門制定了嚴格的技術規(guī)程，以保證采伐作業(yè)設計質量，為采伐作業(yè)提供科學、準確的調查設計成果。因此林木采伐作業(yè)設計工作必須嚴格按照規(guī)程執(zhí)行。按照《湖南省林木采伐伐區(qū)調查設計技術規(guī)定》的規(guī)定，林木采伐作業(yè)設計的內業(yè)計算要通過查《湖南省森林資源調查常用數(shù)表》對應樹種的二元立木材積表和二元經(jīng)濟材種出材率表，計算出標準地的蓄積量、采伐量和出材量，從而推算采伐小班的蓄積量、采伐量和出材量。傳統(tǒng)的借助計算器手工計算存在兩個問題：一是計算工作量非常大，工作效率低；二是容易出現(xiàn)查表錯誤，導致產生人為錯誤。由于內業(yè)計算特別繁瑣，故內業(yè)計算一般只能外業(yè)調查后在室內進行。從而使得采伐作業(yè)設計必須分外業(yè)調查和內業(yè)計算設計兩個階段，而兩個階段可能出現(xiàn)脫節(jié)的現(xiàn)象，尤其在進行擇伐方式的作業(yè)設計時，林木采伐技術規(guī)程[1-4]對采伐強度和采伐木的設計做了嚴格的規(guī)定，外業(yè)調查階段會出現(xiàn)根據(jù)設計人員經(jīng)驗設計的采伐木數(shù)量過多或過少的問題，嚴重影響采伐作業(yè)設計的質量。采伐作業(yè)設計中常采用Visual Fox、Pro For Windows和Visual C++6.0等數(shù)據(jù)庫管理語言設計適合本地的采伐作業(yè)設計系統(tǒng)軟件[5-6]，這些都是專業(yè)程序員進行的軟件開發(fā)，雖解決了本區(qū)域林木采伐作業(yè)設計的內業(yè)計算問題。但對于其它地區(qū)的非計算機編程林業(yè)工作者無法借鑒利用。筆者利用Excel軟件強大的插入函數(shù)功能，設計了“林木采伐作業(yè)調查設計表”。在外業(yè)調查現(xiàn)場，只需將調查的林木數(shù)據(jù)與設計的采伐木數(shù)據(jù)輸入到表中，內業(yè)計算便已完成，在調查現(xiàn)場就能判斷采伐強度與采伐木的設計是否符合要求，可當場進行調整。而且其它地區(qū)的林業(yè)工作者可根據(jù)當?shù)氐摹渡仲Y源調查常用數(shù)表》借鑒采用。

1 林木采伐作業(yè)調查設計表的建立

根據(jù)本人多年采伐作業(yè)設計的經(jīng)驗和《湖南省林木采伐伐區(qū)調查設計技術規(guī)定》，應用Excel軟件設計了“林木采伐作業(yè)設計表”。在此工作表內分為三部分，第一部分為6個標準地的“伐區(qū)林木調查檢尺登記表”；第二部分為“單木經(jīng)濟材出材率表”；第三部分為“小班采伐作業(yè)設計計算表(標準地綜合計算表)”。

1.1伐區(qū)林木調查檢尺登記表的建立

在林木采伐作業(yè)設計表的A1：J232單元格區(qū)域建立6塊標準地的“伐區(qū)林木調查檢尺登記表”，1號標準地的“伐區(qū)林木調查檢尺登記表”設置在A1：J37(A欄為樹種、B欄為徑階、C欄為檢尺類型、D欄為記號、E欄為株數(shù)、F欄為徑階平均高、G欄為單株蓄積、H欄為徑階蓄積、I欄為出材率、J欄為出材量。I2單元格(標準地面積)單位為m2；全林實測小班，I2單元格則為小班面積)、2號在A39：J76、3號在A78：J115、4號在A117：J154、5號在A156：J193、6號在A195：J232。(如圖1)

圖1 伐區(qū)林木調查檢尺登記表Fig.1 The forest investigation examing registration form of the cutting area

1.2建立單木經(jīng)濟材出材率表

因“伐區(qū)林木調查檢尺登記表”中的出材率欄數(shù)據(jù)是利用Excel軟件插入SUMPRODUCT函數(shù)來引用，故在此工作表中的A235：D555區(qū)域建立單木經(jīng)濟材出材率表(A欄為樹種、B欄為徑階、C欄為樹高、D欄為出材率)，根據(jù)《湖南省森林資源調查常用數(shù)表》山區(qū)單木二元經(jīng)濟材材種出材率表(安化縣是山區(qū)縣)輸入，(見圖2)。

圖2 山區(qū)單木經(jīng)濟材出材率表Fig.2 The single plant economic timber produced rate in mountain area

1.3伐區(qū)林木調查檢尺登記表的自動計算區(qū)公式設置

以1號標準地為例，A4：F31是調查數(shù)據(jù)錄入?yún)^(qū)；G4：J31、C32：C34、F32：F34、J32：J34、D35：D36是自動生成區(qū)，即是輸入函數(shù)公式區(qū)。(標準地2—6函數(shù)公式的輸入只要改變對應的單元格名稱。)

函數(shù)公式設置：

(1)二元立木材積(單株蓄積)函數(shù)表達式：因《湖南省森林資源調查常用數(shù)表》杉木、馬尾松、闊葉樹立木材積模型采用山本式：V=a×Db×Hc(a、b、c為參數(shù)，各樹種的參數(shù)不同)，則在G4(單株蓄積)單元格內輸入IF[5]、ROUND[6]、POWER[7]的組合函數(shù)為：

(2)出材率函數(shù)表達式：因樹種、胸徑、樹高不同，其單木經(jīng)濟材出材率各異，則在I4(出材率，引用山區(qū)單木經(jīng)濟出材率表)單元格內輸入IF、SUMPRODUCT[8]的組合函數(shù)為：

(3)蓄積采伐強度函數(shù)公式：在D35單元格輸入表達式

(4)株數(shù)采伐強度函數(shù)公式：在D36單元格輸入表達式

在G4、H4、I4、J4單元格輸入相應的函數(shù)公式，將G4、H4、I4、J4的函數(shù)公式分別應用到G5：G31、H5：H31、I5：I31、J5：J31單元格中。(只需要將鼠標移到單元格右下角對角區(qū)域內出現(xiàn)這種“+”符號時，將對應的表達式一直拖到G31、H31、I31、J31)。

1.4采伐小班多個標準地綜合計算的公式設置

因為一個采伐小班常常需要測算多個標準地，故在此工作表的L1：R24設置了小班采伐作業(yè)設計計算表(標準地綜合計算表)，見圖3。

函數(shù)公式設置：

N3：N9為伐前林分情況自動生成區(qū)

(1)N3單元格(每公頃杉木蓄積)輸入公式為：

圖3 小班采伐作業(yè)設計計算表(標準地綜合計算表)Fig.3 The design calculation for the cutting in subcompartment(The comprehensive calculation table of standard)

(2)N4單元格(每公頃馬尾松蓄積)輸入公式為：

(3)N5單元格(每公頃闊葉樹蓄積)輸入公式為：

(4)N6單元格(伐前優(yōu)勢樹種)輸入公式為：

=IF(N3=MAX(N3:N5),"杉木",IF(N4=MAX(N3:N5),"馬尾松","闊葉樹"))

(6)N8單元格(每公頃株數(shù))輸入公式為：

(7)N9單元格(每公頃蓄積)輸入公式為：

=SUM(N3:N5)

N10：N16為伐后林分情況自動生成區(qū)

(8)N10單元格(每公頃杉木蓄積)輸入公式為：

(9)N11單元格(每公頃馬尾松蓄積)輸入公式為：

(10)N12單元格(每公頃闊葉樹蓄積)輸入公式為：

(11)N13單元格(伐后優(yōu)勢樹種)輸入公式為：

=IF(N10=MAX(N10:N12),"杉木",IF(N11=MAX(N10:N12),"馬尾松","闊葉樹"))

(12)N14單元格(伐后平均胸徑，即保留木平均胸徑)輸入公式為：

(13)N15單元格(每公頃株數(shù))輸入公式為：

(14)N16單元格(每公頃蓄積)輸入公式為：

=SUM(N10:N12)

N17：N18為綜合采伐強度自動生成區(qū)

(15)N17單元格(綜合采伐強度(株數(shù)))輸入公式為：

=ROUND((N8-N15)/N8,4)

(16)N18單元格(綜合采伐強度(蓄積))輸入公式為：

=ROUND((N9-N16)/N9,4)

N22：R24為采伐情況自動生成區(qū)

(17)N22單元格(杉木平均胸徑)輸入公式為：

(18)O22單元格(杉木伐區(qū)蓄積)輸入公式為：

(19)P22單元格(杉木采伐蓄積)輸入公式為：

(20)Q22單元格(杉木采伐木出材率)輸入公式為：

(21)R22單元格(杉木采伐木出材量)輸入公式為：

(22)N23單元格(馬尾松平均胸徑)輸入公式為：

(23)O23單元格(馬尾松伐區(qū)蓄積)輸入公式為：

(24)P23單元格(馬尾松采伐蓄積)輸入公式為：

(25)Q23單元格(馬尾松采伐木出材率)輸入公式為：

(26)R23單元格(馬尾松采伐木出材量)輸入公式為：

(27)N24單元格(闊葉樹平均胸徑)輸入公式為：

(28)O24單元格(闊葉樹伐區(qū)蓄積)輸入公式為：

(29)P24單元格(闊葉樹采伐蓄積)輸入公式為：

(30)Q24單元格(闊葉樹采伐木出材率)輸入公式為：

(31)R24單元格(闊葉樹采伐木出材量)輸入公式為：

2 林木采伐作業(yè)調查設計表的功能驗證

(1) 采用安化縣的采伐作業(yè)設計數(shù)據(jù)，經(jīng)過利用研發(fā)的Excel表計算與借助計算器手工計算兩種方法進行比較驗證。結果表明，利用研發(fā)的Excel表，只需將“樹種”、“徑階”、“檢尺類型”、“株數(shù)”、“徑階平均高”等調查數(shù)據(jù)輸入到“伐區(qū)林木調查檢尺登記表”，在“小班采伐作業(yè)設計計算表(標準地綜合計算表)”的L22單元格輸入采伐面積，則“伐區(qū)林木調查檢尺登記表”的自動計算區(qū)和“小班采伐作業(yè)設計計算表(標準地綜合計算表)”的自動生成區(qū)的數(shù)據(jù)便已生成，且結果正確。工效是借助計算器手工計算的10倍以上，對于3個以上標準地的小班，借助計算器手工計算的工效更是無法與利用研發(fā)的Excel表計算比擬。

(2) 本Excel表的設計，通過安化縣在森林撫育設計中使用，運用手提電腦調查隊員在現(xiàn)場就能設計出合理的采伐木。既能保證采伐強度不違反技術規(guī)程，又能通過采伐達到改善林木生長環(huán)境，提高林分質量的目的。

3 討論

(1) 對擇伐方式進行采伐作業(yè)設計，采伐木數(shù)量的確定和采伐強度的控制通常是設計的難點。在現(xiàn)場調查時，利用Excel軟件輔助采伐作業(yè)設計方法就能判斷采伐作業(yè)設計的采伐強度是否符合技術規(guī)定，并能當時在現(xiàn)場根據(jù)林木的分布狀況對采伐木進行調整，使采伐作業(yè)設計科學合理。

(2) 利用Excel軟件輔助采伐作業(yè)設計方法，只需將調查的樹種、徑階、株數(shù)、徑階平均高與設計的采伐類型輸入到Excel中，計算便完成，并保證100%的正確率。

[1] 湖南省林業(yè)廳.湖南省林木采伐伐區(qū)調查設計技術規(guī)定[S]. 2011.

[2] 國家林業(yè)局. 中華人民共和國行業(yè)標準LY/T 1646-2005.森林采伐作業(yè)規(guī)程[S].2005.

[3] 國家林業(yè)局.重點公益林中幼齡林撫育作業(yè)設計規(guī)定[S].2008.

[4] 國家林業(yè)局.森林撫育作業(yè)設計規(guī)定[S].2012.

[5] 周新年，闕樹福，毛云燦，等.伐區(qū)調查設計計算機輔助系統(tǒng)[J].北京林業(yè)大學學報，2000，22(3)：52-57.

[6] 王勁松，趙平.基于Excel二次開發(fā)的伐區(qū)調查設計管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn)[J].中南林業(yè)調查規(guī)劃，2008，27(3)：30-34.

[7] 百度文庫.Excel中IF函數(shù)的運用[EB/OL]. http://wenku.baidu.com/view/55c58fc5aa00b52acfc7ca09.html

[8] 新浪博客.Excel中ROUND函數(shù)用法[EB/OL]. http://blog.sina.com.cn/s/blog_458603450100ouuq.html

[9] POWER 函數(shù) - Excel[EB/OL].http://office.microsoft.com/zh-cn/Excel-help/HP010342773.aspx

[10] 百度文庫.SUMPRODUCT函數(shù)的應用.[EB/OL].http://wenku.baidu.com/view/68895ee8aeaad1f346933f65.html

(文字編校： 楊 駿)

UsingExcelsoftwaretoaidedforestharvestingoperationdesign

WU Rigao, YAN Shulin, CAO Xinlin, WANG Shusheng

(Forestry Bureau of Anhua County, Anhua 413500, China)

The application of Excel software insertion function for design volume, outturn ratio, cutting intensity and comprehensive calculation function expression were discussed in the paper, the tree cutting operation of survey design table were made out, and it will solve the logging operations in the look-up table design cumbersome, inside calculation and cutting intensity control and other difficult issues.

harvesting design; volume; outturn ratio; cutting intensity; expression

2014-07-21

S 782

A

1003 — 5710(2014)06 — 0087 — 07

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2014. 06. 022