3.2. Nghiên cứu chọn phương pháp tính thể tích thân cây đứng
3.2.1. Nghiên cứu phương pháp tính thể tích thân cây đứng từ phương trình thể tích thân cây
3.2.1.1 Các phương trình thử nghiệm
Để chọn phương trình thích hợp mô tả quan hệ giữa thể tích thân cây với đường kính, chiều cao làm cơ sở lập biểu thể tích, đề tài thử nghiệm 3 phương trình hay được vận dụng, đó là các phương trình.
Phương trình (1): Vc = b0*db1*hb2 (3.2-1) Phương trình (2): Vc = b0 + b1*h +b2*(d2*h ) (3.2-2) Phương trình (3): Vc = b0*(d2*h)b1 (3.2-3) Phương trình (1): đặt Y = log (Vc); X1 = log (d1.3); X2 = log( hvn); đưa phương trình về dạng tuyến tính có dạng: Y = a0 +a1*X1+ a2*X2
Phương trình (2): đặt Y = Vc; X1 = hvn; X2 = d2*h; đưa phương trình về dạng tuyến tính: Y = a0 + a1*X1 + a2*X2
Phương trình (3): Logarit hai vế của phương trình ta được: log(V)
=log(b0)+ b2* log(d2*h). Đặt Y = logV; X = log(d2*h). A0 = log(b0). a1 = b1. Phương trình (3) đưa về dạng sau: Y = a0+a1*X
3.2.1.2 Phương pháp chọn phương trình thể tích.
Phương trình nào có hệ số xác định R2 lớn nhất, sai số của phương trình nhỏ nhất và nằm trong phạm vi giới hạn sai số cho phép trong điều tra thể tích cây đứng sẽ được chọn để tính thể tích. Phương trình tốt nhất sẽ được áp dụng cho cả 5 loài, không chọn phương trình cho từng loài.
3.2.1.3 Kết quả chọn phương trình thể tích
Phương trình được chọn là phương trình có hệ số xác định cao nhất, các hệ số hồi quy đều tồn tại. Kết quả tính tương quan và hồi quy cụ thể của các phương trình được tổng hợp ở bảng 3.2.1.
Bảng 3.2.1: Tổng hợp kết quả tính hệ số xác định theo phương trình thể tích
STT Loài cây Hệ số R2 Hệ số R2 lớn
nhất
PT1 PT2 PT3
1 Bằng lăng 0,9804 0,9861 0,9804 PT2
2 Bo bo 0,9758 0,9753 0,9653 PT1
3 Kiền kiền 0,9873 0,9919 0,9872 PT2
4 Trám trắng 0,9804 0,9781 0,9808 PT1
5 Chò xót 0,9816 0.9792 0,9813 PT1
Từ bảng 3.2.1, ta có nhận xét: hệ số xác định R2 của các dạng phương trình lựa chọn để tính thể tích đều rất lớn, hệ số xác định R2 đều lớn hơn 0,9, do vậy ta có thể khẳng định mối quan hệ giữa các đại lượng trong phương trình trên đều rất chặt. Để lựa chọn phương trình tốt nhất tính thể tích thân cây, căn cứ vào hệ số xác định R2 của phương trình, phương trình nào có hệ số xác định R2 lớn nhất sẽ được lựa chọn.
Hệ số xác định R2 của các phương trình thể tích thân cây dao động từ 0,9665 đến 0,9916, trong đó hệ số xác định R2 ở các phương trình của từng loài cây giảm dần là:
Loài Bằng lăng, theo thứ tự hệ số xác định R2 của các phương trình giảm dần từ (3.2.2) - (3.2.1) - (3.2.3), giá trị R2 tương ứng là: 0,9861; 0,9804;
0,9804);
Loài Bo bo, theo thứ tự hệ số xác định R2 của các phương trình giảm dần từ (3.2.1) - (3.2.2) - (3.2.3), giá trị R2 tương ứng là: 0,9758; 0,9741;
0,9665);
Loài Kiền kiền, theo thứ tự hệ số xác định R2 của các phương trình giảm dần từ (3.2.2) - (3.2.1) - (3.2.3), giá trị R2 tương ứng là: 0,9916; 0,9869;
0,9868);
Loài Trám trắng, theo thứ tự hệ số xác định R2 của các phương trình giảm dần từ (3.2.1) - (3.2.2) - (3.2.3), giá trị R2 tương ứng là: 0,9804; 0,9803;
0,9775);
Loài Chò xót, theo thứ tự hệ số xác định R2 của các phương trình giảm dần từ (3.2.1) - (3.2.3) - (3.2.2), giá trị R2 tương ứng là: 0,9816; 0,9813;
0,9792);
Như vậy, trong 5 loài cây trên có 3 loài cây có hệ số xác định R2 lớn nhất thuộc phương trình (3.2.1), có 2 loài cây có hệ số xác định R2 lớn nhất thuộc phương trình (3.2.2), hệ số xác định R2 của phương trình (3.2.2) ở các loài cây đều lớn hơn hệ số xác định của phương trình (3.2.3), vì thế khi sử dụng chỉ tiêu R2 để xác định phương trình thích hợp nhất thì phương trình (3.2.1) và (3.2.2) cho hệ số xác định R2 lớn nhất. Do đó đề tài đã chọn phương trình (3.2..1) và (3.2.2) để tiến hành thử nghiệm các bước tiếp theo nhằm chọn một cách chính xác hơn phương trình thích hợp nhất để lập biểu. Từ đó tiếp tục kiểm tra tồn tại các tham số của phương trình (3.2.1) và phương trình (3.2.2) để lựa chọn phương trình thích hợp. Kết quả kiểm tra cụ thể được tổng hợp tại bảng 3.2.2
Bảng 3.2.2 Sự tồn tại các tham số của phương trình thể tích thân cây STT Loài cây số hệ số tồn tại/ số hệ số của phương trình
Phương trình (1) Phương trình (2)
1 Bằng Lăng 2/2 1/3
2 Bo bo 2/2 3/3
3 Kiền kiền 2/2 1/3
4 Trám trắng 2/2 1/3
5 Chò xót 2/2 1/3
Kết quả ở bảng 3.2.2 cho thấy:
Tại phương trình (3.2.1) thì cả 5 loài cây các tham số đều tồn tại, trong khi ở phương trình (3.2.2) chỉ một loài là tồn tại tất cả các tham số, còn 4 loài kia thì có 1 tham số tồn tại, các tham số còn lại không tồn tại.
Kết luận: Qua hệ số xác định R2 và kiểm tra sự tồn tại các tham số của phương trình thể tích, đề tài lựa chọn phương trình thích hợp là (3.2.1) làm cơ sở tính thể tích cây.
3.2.1.4 Xác định tham số của phương trình được chọn
Kết quả xác định tham số của phương trình thể tích V = b0*db1*hb2 được tổng hợp ở bảng 3.2.3
Bảng 3.2.3 Các tham số của phương trình V = b0*db1*hb2 ở các loài cây.
TT Loài N tính R2 Tham số
k b2 b3
1 Bằng lăng 45 0,9804 0,00008 1,8436 0,9171
2 Bo bo 34 0,9758 0,00006 1,6034 1,3831
3 Kiền kiền 51 0,9873 0,00009 1,8158 0,9543
4 Trám trắng 40 0,9804 0,00003 1,9676 1,0513
5 Chò xót 56 0,9816 0,00006 1,8746 0,9905
Từ bảng 3.2.3 có nhận xét: hệ số xác định R2 của phương trình (3.2.1) ở các loài cây dao động từ 0,9758 đến 0,9869, ở cả 5 loài cây trên thì phương trình (3.2.1) đều có hệ số xác định R2 lớn hơn 0,95. Như vậy, có thể khẳng định quan hệ giữa thể tích với đường kính và chiều cao ở tất cả các loài cây theo dạng phương trình (3.2.1) đều tồn tại ở mức rất chặt.
3.2.1.5 Xác định sai số của phương trình thể tích.
Dựa vào các tham số của phương trình thể tích mỗi loài cho ở bảng 3.2.3 và theo công thức tại mục 2.3.3.2. Xác định các loại sai số của phương trình thể tích (3.2.1) cho 5 loài cây điều tra, kết quả được tổng hợp tại bảng 3.2.4.
Bảng 3.2.4. Sai số thể tích thân tính theo phương trình V= b0*db1*hb2
Loài Sai số ∆%
∆ max Sq P% ∆%(∑V)
Bằng lăng 13,23 4,76 6,03 1,56 -1,09
Bo bo 8,35 4,10 5,01 1,29 -2,26
Kiền kiền 10,58 4,39 5,79 1,49 0,86
Trám trắng 10,53 4,97 6,06 1,56 -1,60
Chò xót 11,46 3,61 5,01 1,29 0,26
Từ bảng 3.2.4 ta có thể rút ra một số nhận xét về sai số của phương trình thể tích (3.2.1) như sau:
Sai số lớn nhất ở cây đơn lẻ dao động trong khoảng từ 8,35% (Bo bo) đến 13,23% (Bằng lăng), bình quân sai số lớn nhất các loài là 10,82%, không có loài cây nào có sai số cây cá lẻ vượt quá 15%.
Sai số bình quân về thể tích ở cây đơn lẻ của từng loài dao động trong khoảng từ 3,61% (Chò xót) đến 4,97% (Trám trắng), bình quân là 4,36%, cả 5 loài cây đều có sai số bình quân thể tích nhỏ hơn 5%.
Sai số quân phương về thể tích ở cây đơn lẻ dao động trong khoảng từ 5,01% ( Chò xót) đến 6,06% (Trám trắng), sai số quân phương bình quân là 5,38%, cả 5 loài cây đều có sai số nhỏ hơn 10%.
Hệ số chính xác từ 1,29% (Chò xót) đến 1,56% ( Bằng lăng), bình quân là 1,39%.
Sai số tổng thể tích của từng loài cây dao động từ 0,26% (Chò xót) đến 2,26% (Bo bo).
Nhận xét chung về kết quả nghiên cứu chọn phương trình thể tích.
Dựa vào hệ số xác định và mức độ tồn tại của các hệ số của phương trình thể tích, phương trình được coi là tốt nhất có dạng V= b0*db1*hb2, có 3 loài trong tổng số 5 loài cây nghiên cứu có hệ số xác định của phương trình thể tích (3.2.1) là lớn nhất, 2 loài cây có hệ số xác định của phương trình thể tích (3.2.2) lớn nhất. Tuy nhiên do phương trình (3.2.1) có 4 trong tổng số 5 loài chỉ có một tham số của phương trình là tồn tại.
Dựa vào kết quả tính sai số thể tích ở cây kiểm tra cho thấy, sai số của phương trình đều nằm trong phạm vi sai số cho phép khi điều tra thể tích cây đứng.
Từ đó, phương trình (3.2.1) được chọn để mô tả quan hệ giữa thể tích với đường kinh và chiều cao cho các loài cây nghiên cứu của đề tài, ta có phương trình như sau.
Bằng lăng: V= 0.00008 x d1,8436 x h0.9171 (3.2-4) Bo bo: V= 0.00006 x d1,6034 x h1,3831 (3.2-5)