Chương 2. MỤC TIÊU, ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.4. Phương pháp nghiên cứu
2.4.3. Phương pháp xử lý số liệu
Ngoại nghiệp:
- Chọn cây mẫu nghiên cứu: Cây mẫu là cây khai thác sinh trưởng phát triển bình thường, có trục thân chính rõ rệt, không mắc các khuyết tật đáng kể, và là các loài cây đang được khai thác của từng vùng.
- Số lượng mẫu cho mỗi vùng dao đông từ 179-311 cây (từ 4-6 ôtc), diện tích 1 ôtc từ 0,5-1ha), trong đó mỗi vùng để lại 1 ôtc từ 55-70 cây kiểm nghiệm các cây còn lại tham gia tính toán.
- Chặt ngả từng cây, tiến hành chia đoạn và đo các chỉ tiêu sau:
+ Đo chiều dài men thân bằng thước dây.
+ Đo chiều cao dưới cành, chiều cao tới vị trí cả vỏ có đường kính bằng 25cm.
+ Đo đường kính cả vỏ, không vỏ ở các vị trí 1/10 chiều cao 1,3, dưới cành.
Nội nghiệp
Tính thể tích thân cây theo công thức phân chia thành 10 đoạn bằng nhau:
= 10 × × + + + ⋯ + × 10 (2.4-1) Với ; ;…; là đường kính ở vị trí 00h, 01h, 02h…,09h còn h là chiều cao thân cây.
Xử lý tính toán tài liệu nghiên cứu.
Toàn bộ tài liệu nghiên cứu được xử lý tính toán bằng máy tính với các chương trình lập sẵn trên phần mền EXEL (Microsoft office 2010) hoặc bằng SPSS thông dụng hiện nay.
2.4.3.2 Xác định đơn vị xây dựng phương trình thể tích Số liệu điều tra thể tích phân theo vùng như sau:
Vùng Bắc Bộ: 215 cây
Vùng Bắc Trung Bộ: 311 cây Vùng Nam Trung Bộ: 275 cây Vùng Tây Nguyên: 179 cây
Với số lượng cây thống kê theo vùng ở trên cho thấy, nếu phương trình thể tích lập theo từng vùng trong đó cần số liệu 1 ô không tham gia tính toán dùng để kiểm tra (từ 55 đến 70 cây). Số liệu tập hợp theo các đơn vị như sau:
- Vùng Bắc Bộ: 215 cây, trong đó 160 cây dùng để thiết lập phương trình thể tích, 55 cây ( thuộc 01 ô tiêu chuẩn) dùng để kiệm nghiệm phương trình.
- Vùng Bắc Trung Bộ: 311 cây, trong đó 256 cây dùng để thiết lập phương trình thể tích, 55 cây ( thuộc 01 ô tiêu chuẩn) dùng để kiệm nghiệm phương trình.
- Vùng Nam Trung Bộ: 275 cây, trong đó 220 cây dùng để thiết lập phương trình thể tích, 55 cây ( thuộc 01 ô tiêu chuẩn) dùng để kiệm nghiệm phương trình.
- Vùng Tây Nguyên: 179 cây, trong đó 111 cây dùng để thiết lập phương trình thể tích, 68 cây ( thuộc 01 ô tiêu chuẩn) dùng để kiệm nghiệm phương trình.
2.4.3.3. Đánh giá được thể tích thân cây khi áp dụng quan hệ thể tích thân cây với d và h (từ phương trình thể tích)
Để chọn được dạng phương trình thích hợp nhất mô tả quan hệ thể tích thân cây với d và h sẽ thử nghiệm một số dạng phương trình được nhiều tác giả sử dụng làm cơ sở xác định thể tích. Đó là các dạng phương trình sau:
( ) = + × ( ) + × (ℎ)(2.4-2) ( ) = + × ( × ℎ)(2.4-3)
= + × ( × ℎ)(2.4-4)
= + × ℎ + × ( × ℎ)(2.4-5)
( ) = + × ( ) + × ( × ℎ) (2.4-6)
= + × + × ℎ + × ( × ℎ)(2.4-7)
= + × + × ℎ + × ( × ℎ) (2.4-8)
Từ các phương trình trên phương trình được lựa chọn thỏa mãn 2 điều kiện sau:
(1) Có tất cả các tham số đều tồn tại.
(2) Có tổng sai lệch bình phương giữa giá trị quan sát và giá trị lý thuyết là nhỏ nhất.
Phương pháp kiểm tra các điều kiện
(1) Phương trình nào có tất cả các tham số đều tồn tại.
Mức độ tồn tại của một hệ số nào đó của phương trình được căn cứ vào mức ý nghĩa (Sig). Nếu mức ý nghĩa nhỏ hơn 0,05 thì hệ số của phương trình tồn tại và ngược lại thì hệ số của phương trình không tồn tại.
(2) Có tổng sai lệch bình phương giữa giá trị thực và giá trị lý thuyết là nhỏ nhất.
(3) Tổng sai lệch bình phương giữa giá trị thực với giá trị lý thuyết được tính theo công thức:
= ∑ − (2.4-9)
Trong đó: là giá trị thể tích thực; là giá trị thể tích lý thuyết 2.4.3.4. Đánh giá được thể tích thân cây khi áp dụng công thức
= × ℎ × . (2.4-10)
Mà = × . × 10 (2.4-11)
Vậy = × . × 10 × h × f . (2.4-12)
Trong đó:
- d1.3: đường kính thân cây đo ở vị trí 1.3 m;
- hvn: chiều cao vút ngọn thân cây;
- f1.3: hình số thường thân cây.
Tìm hiểu mối quan hệ của hình số thường với một số đại lượng điều tra cây đứng.
Prodan.M (1964) đã tổng hợp một số dạng phương trình biểu thị quan hệ giữa hình số thường với đường kính và chiều cao
*Quan hệ giữa f1.3 và d
. = + × √ (2.4-13)
. = + × + × (2.4-14)
*Quan hệ giữa f1.3 d và h
. = + × + × (2.4-15)
. = + × + × + × (2.4-16)
. = + × + × + a ×
× + a × + a ×
× (2.4-17)
. = + × + × + a ×
× (2.4-18)
log ( . ) = + × ( ) + × (ℎ) (2.4-19) Theo Bộ môn Điều tra quy hoạch rừng trường Đại học Lâm Nghiệp mối quan hệ giữa f1.3 với d và h có thể thông qua dạng phương trình:
. = + +
× (2.4-20)
- Phương trình nào có tất cả các tham số đều tồn tại và có tổng sai lệch bình phương giữa giá trị thực với giá trị lý thuyết nhỏ nhất sẽ được lựa chọn
= ∑ − (2.4-21)
Trong đó: là giá trị hình số thực; là giá trị hình số lý thuyết.
2.4.3.5. Đánh giá được thể tích thân cây khi áp dụng công thức
= HF × (2.4-22)
HF= ; (2.4-23)
Trong đó: V: Thể tích thân cây; g: tiết diện thân cây (g tính theo công thức 5.2-10)
Xác lập mối quan hệ của hình cao với một số đại lượng điều tra cây đứng.
Theo Đồng Sỹ Hiền (1974) xây dựng phương trình đo nhanh trữ lượng xuất phát từ quan hệ với chiều cao bình quân.
= + × ℎ(2.4-24)
Giả sử HF quan hệ với các nhân tố điều tra cây đứng theo các dạng phương trình sau:
log( ) = + ×(2.4-25)
log( ) = + (ℎ) (2.4-26)
= + ℎ + (2.4-27)
( ) = + ℎ + (2.4-28)
( ) = + (ℎ) + ( )(2.4-29)
- Tổng sai lệch bình phương giữa giá trị thực với giá trị lý thuyết được tính theo công thức sau
= ∑ − (2.4-30)
RSS của phương trình nào nhỏ nhất thì phương trình đó được chọn.
2.4.3.6. Đánh giá được thể tích thân cây khi áp dụng công thức
= ̅ × ℎ (2.4-31)
̅ = (2.4-32)
Xác định mối quan hệ của tiết diện ngang trung bình với một số đại lượng điều tra cây đứng.
Để có cơ sở xác định ̅, đã thử nghiệm các dạng phương trình sau:
̅ = + × . (2.4-33)
( ̅) = + × . (2.4-34)
( ̅) = + ( . ) (2.4-35)
- Tổng sai lệch bình phương giữa giá trị thực với giá trị lý thuyết được tính theo công thức:
= ∑ − (2.4-36)
RSS của phương trình nào nhỏ nhất thì phương trình đó được chọn.
2.4.3.7. Kiểm nghiệm phương trình để chọn phương trình chung cho từng vùng và phương trình chung cho toàn quốc
Mục đích thử nghiệm các dạng phương trình là chọn được phương trình tốt nhất làm phương trình thể tích thân cây theo từng vùng và chung cho các vùng.
Phương trình thể tích được chọn cần thỏa mãn 3 điều kiện sau:
(1) Tất cả các hệ số đều tồn tại
(2) Có tổng sai lệch bình phương giữa giá trị thực và giá trị lý thuyết là nhỏ nhất.
(3) Khi kiểm nghiệm bằng số liệu thực tế có độ chính xác cao nhất Phương pháp kiểm tra điều kiện (3)
Mục đích của việc kiểm nghiệm phương trình là đánh giá được độ chính xác khi sử dụng phương trình xác định thể tích cây đứng.
Nội dung này được thực hiện với tất cả các phương pháp tính thể tích ở trên. Ở mỗi phương pháp, chọn phương trình thích hợp nhất để kiểm nghiệm.(Kiểm nghiệm phương trình có giá trị RSS nhỏ nhất và phương trình có RSS xấp xỉ với giá trị RSS nhỏ nhất).
Các tiêu chí sau đây được tính toán khi kiểm nghiệm phương trình:
- Với cây cá lẻ: Sai số nhỏ nhất, sai số lớn nhất, sai số bình quân, số cây kiểm tra có sai số dương và số cây kiểm tra có sai số âm. Sai số được sử dụng ở đây là sai số tương đối:
∆% = 100 ×( ) (2.4-37) Vi là giá trị thể tích quan sát ở cây thứ i, là giá trị thể tích lý thuyết.
- Với tập hợp cây kiểm tra: Sai số tống thể tích:
∑ ∆% = 100 ×(∑ ∑ )
∑ (2.4-38)
∑Vi là tổng thể tích thực, ∑ là tổng thể tích lý thuyết của cây kiểm tra.
Thống kê số cây kiểm tra có sai số (+) và số cây kiểm tra có sai số (-) với mục đích đánh giá xem phương trình nào có sai số hệ thống.Chưa có quy định số sai số mang dấu (+) hay dấu (–) chiếm bao nhiêu phần trăm trở lên được xem là phương trình có sai số hệ thống. Trong nghiên cứu này tạm thời quy ước số cây kiểm tra có sai số mang một loại dấu nào đó chiếm từ 60% số cây kiểm tra trở lên, phương trình thể tích được xem là có sai số hệ thống.