利用Excel软件辅助林木采伐作业设计

吴日高, 鄢书林, 曹新林, 王树生

(安化县林业局, 湖南 安化 413500)

利用Excel软件辅助林木采伐作业设计

吴日高, 鄢书林, 曹新林, 王树生

(安化县林业局, 湖南 安化 413500)

论述了利用Excel的插入函数功能设计蓄积量、出材率、采伐强度和综合计算等函数表达式，制作林木采伐作业调查设计表，解决了采伐作业设计中查数表繁琐、内业计算和采伐强度控制难等问题。

采伐作业设计； 蓄积量； 出材率； 采伐强度； 表达式

林木采伐作业设计是指导采伐作业的重要基础工作，是森林限额采伐管理、控制资源消耗的重要手段。林业主管部门制定了严格的技术规程，以保证采伐作业设计质量，为采伐作业提供科学、准确的调查设计成果。因此林木采伐作业设计工作必须严格按照规程执行。按照《湖南省林木采伐伐区调查设计技术规定》的规定，林木采伐作业设计的内业计算要通过查《湖南省森林资源调查常用数表》对应树种的二元立木材积表和二元经济材种出材率表，计算出标准地的蓄积量、采伐量和出材量，从而推算采伐小班的蓄积量、采伐量和出材量。传统的借助计算器手工计算存在两个问题：一是计算工作量非常大，工作效率低；二是容易出现查表错误，导致产生人为错误。由于内业计算特别繁琐，故内业计算一般只能外业调查后在室内进行。从而使得采伐作业设计必须分外业调查和内业计算设计两个阶段，而两个阶段可能出现脱节的现象，尤其在进行择伐方式的作业设计时，林木采伐技术规程[1-4]对采伐强度和采伐木的设计做了严格的规定，外业调查阶段会出现根据设计人员经验设计的采伐木数量过多或过少的问题，严重影响采伐作业设计的质量。采伐作业设计中常采用Visual Fox、Pro For Windows和Visual C++6.0等数据库管理语言设计适合本地的采伐作业设计系统软件[5-6]，这些都是专业程序员进行的软件开发，虽解决了本区域林木采伐作业设计的内业计算问题。但对于其它地区的非计算机编程林业工作者无法借鉴利用。笔者利用Excel软件强大的插入函数功能，设计了“林木采伐作业调查设计表”。在外业调查现场，只需将调查的林木数据与设计的采伐木数据输入到表中，内业计算便已完成，在调查现场就能判断采伐强度与采伐木的设计是否符合要求，可当场进行调整。而且其它地区的林业工作者可根据当地的《森林资源调查常用数表》借鉴采用。

1 林木采伐作业调查设计表的建立

根据本人多年采伐作业设计的经验和《湖南省林木采伐伐区调查设计技术规定》，应用Excel软件设计了“林木采伐作业设计表”。在此工作表内分为三部分，第一部分为6个标准地的“伐区林木调查检尺登记表”；第二部分为“单木经济材出材率表”；第三部分为“小班采伐作业设计计算表(标准地综合计算表)”。

1.1伐区林木调查检尺登记表的建立

在林木采伐作业设计表的A1：J232单元格区域建立6块标准地的“伐区林木调查检尺登记表”，1号标准地的“伐区林木调查检尺登记表”设置在A1：J37(A栏为树种、B栏为径阶、C栏为检尺类型、D栏为记号、E栏为株数、F栏为径阶平均高、G栏为单株蓄积、H栏为径阶蓄积、I栏为出材率、J栏为出材量。I2单元格(标准地面积)单位为m2；全林实测小班，I2单元格则为小班面积)、2号在A39：J76、3号在A78：J115、4号在A117：J154、5号在A156：J193、6号在A195：J232。(如图1)

图1 伐区林木调查检尺登记表Fig.1 The forest investigation examing registration form of the cutting area

1.2建立单木经济材出材率表

因“伐区林木调查检尺登记表”中的出材率栏数据是利用Excel软件插入SUMPRODUCT函数来引用，故在此工作表中的A235：D555区域建立单木经济材出材率表(A栏为树种、B栏为径阶、C栏为树高、D栏为出材率)，根据《湖南省森林资源调查常用数表》山区单木二元经济材材种出材率表(安化县是山区县)输入，(见图2)。

图2 山区单木经济材出材率表Fig.2 The single plant economic timber produced rate in mountain area

1.3伐区林木调查检尺登记表的自动计算区公式设置

以1号标准地为例，A4：F31是调查数据录入区；G4：J31、C32：C34、F32：F34、J32：J34、D35：D36是自动生成区，即是输入函数公式区。(标准地2—6函数公式的输入只要改变对应的单元格名称。)

函数公式设置：

(1)二元立木材积(单株蓄积)函数表达式：因《湖南省森林资源调查常用数表》杉木、马尾松、阔叶树立木材积模型采用山本式：V=a×Db×Hc(a、b、c为参数，各树种的参数不同)，则在G4(单株蓄积)单元格内输入IF[5]、ROUND[6]、POWER[7]的组合函数为：

(2)出材率函数表达式：因树种、胸径、树高不同，其单木经济材出材率各异，则在I4(出材率，引用山区单木经济出材率表)单元格内输入IF、SUMPRODUCT[8]的组合函数为：

(3)蓄积采伐强度函数公式：在D35单元格输入表达式

(4)株数采伐强度函数公式：在D36单元格输入表达式

在G4、H4、I4、J4单元格输入相应的函数公式，将G4、H4、I4、J4的函数公式分别应用到G5：G31、H5：H31、I5：I31、J5：J31单元格中。(只需要将鼠标移到单元格右下角对角区域内出现这种“+”符号时，将对应的表达式一直拖到G31、H31、I31、J31)。

1.4采伐小班多个标准地综合计算的公式设置

因为一个采伐小班常常需要测算多个标准地，故在此工作表的L1：R24设置了小班采伐作业设计计算表(标准地综合计算表)，见图3。

函数公式设置：

N3：N9为伐前林分情况自动生成区

(1)N3单元格(每公顷杉木蓄积)输入公式为：

图3 小班采伐作业设计计算表(标准地综合计算表)Fig.3 The design calculation for the cutting in subcompartment(The comprehensive calculation table of standard)

(2)N4单元格(每公顷马尾松蓄积)输入公式为：

(3)N5单元格(每公顷阔叶树蓄积)输入公式为：

(4)N6单元格(伐前优势树种)输入公式为：

=IF(N3=MAX(N3:N5),"杉木",IF(N4=MAX(N3:N5),"马尾松","阔叶树"))

(6)N8单元格(每公顷株数)输入公式为：

(7)N9单元格(每公顷蓄积)输入公式为：

=SUM(N3:N5)

N10：N16为伐后林分情况自动生成区

(8)N10单元格(每公顷杉木蓄积)输入公式为：

(9)N11单元格(每公顷马尾松蓄积)输入公式为：

(10)N12单元格(每公顷阔叶树蓄积)输入公式为：

(11)N13单元格(伐后优势树种)输入公式为：

=IF(N10=MAX(N10:N12),"杉木",IF(N11=MAX(N10:N12),"马尾松","阔叶树"))

(12)N14单元格(伐后平均胸径，即保留木平均胸径)输入公式为：

(13)N15单元格(每公顷株数)输入公式为：

(14)N16单元格(每公顷蓄积)输入公式为：

=SUM(N10:N12)

N17：N18为综合采伐强度自动生成区

(15)N17单元格(综合采伐强度(株数))输入公式为：

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

(16)N18单元格(综合采伐强度(蓄积))输入公式为：

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

N22：R24为采伐情况自动生成区

(17)N22单元格(杉木平均胸径)输入公式为：

(18)O22单元格(杉木伐区蓄积)输入公式为：

(19)P22单元格(杉木采伐蓄积)输入公式为：

(20)Q22单元格(杉木采伐木出材率)输入公式为：

(21)R22单元格(杉木采伐木出材量)输入公式为：

(22)N23单元格(马尾松平均胸径)输入公式为：

(23)O23单元格(马尾松伐区蓄积)输入公式为：

(24)P23单元格(马尾松采伐蓄积)输入公式为：

(25)Q23单元格(马尾松采伐木出材率)输入公式为：

(26)R23单元格(马尾松采伐木出材量)输入公式为：

(27)N24单元格(阔叶树平均胸径)输入公式为：

(28)O24单元格(阔叶树伐区蓄积)输入公式为：

(29)P24单元格(阔叶树采伐蓄积)输入公式为：

(30)Q24单元格(阔叶树采伐木出材率)输入公式为：

(31)R24单元格(阔叶树采伐木出材量)输入公式为：

2 林木采伐作业调查设计表的功能验证

(1) 采用安化县的采伐作业设计数据，经过利用研发的Excel表计算与借助计算器手工计算两种方法进行比较验证。结果表明，利用研发的Excel表，只需将“树种”、“径阶”、“检尺类型”、“株数”、“径阶平均高”等调查数据输入到“伐区林木调查检尺登记表”，在“小班采伐作业设计计算表(标准地综合计算表)”的L22单元格输入采伐面积，则“伐区林木调查检尺登记表”的自动计算区和“小班采伐作业设计计算表(标准地综合计算表)”的自动生成区的数据便已生成，且结果正确。工效是借助计算器手工计算的10倍以上，对于3个以上标准地的小班，借助计算器手工计算的工效更是无法与利用研发的Excel表计算比拟。

(2) 本Excel表的设计，通过安化县在森林抚育设计中使用，运用手提电脑调查队员在现场就能设计出合理的采伐木。既能保证采伐强度不违反技术规程，又能通过采伐达到改善林木生长环境，提高林分质量的目的。

3 讨论

(1) 对择伐方式进行采伐作业设计，采伐木数量的确定和采伐强度的控制通常是设计的难点。在现场调查时，利用Excel软件辅助采伐作业设计方法就能判断采伐作业设计的采伐强度是否符合技术规定，并能当时在现场根据林木的分布状况对采伐木进行调整，使采伐作业设计科学合理。

(2) 利用Excel软件辅助采伐作业设计方法，只需将调查的树种、径阶、株数、径阶平均高与设计的采伐类型输入到Excel中，计算便完成，并保证100%的正确率。

[1] 湖南省林业厅.湖南省林木采伐伐区调查设计技术规定[S]. 2011.

[2] 国家林业局. 中华人民共和国行业标准LY/T 1646-2005.森林采伐作业规程[S].2005.

[3] 国家林业局.重点公益林中幼龄林抚育作业设计规定[S].2008.

[4] 国家林业局.森林抚育作业设计规定[S].2012.

[5] 周新年，阙树福，毛云灿，等.伐区调查设计计算机辅助系统[J].北京林业大学学报，2000，22(3)：52-57.

[6] 王劲松，赵平.基于Excel二次开发的伐区调查设计管理系统设计与实现[J].中南林业调查规划，2008，27(3)：30-34.

[7] 百度文库.Excel中IF函数的运用[EB/OL]. http://wenku.baidu.com/view/55c58fc5aa00b52acfc7ca09.html

[8] 新浪博客.Excel中ROUND函数用法[EB/OL]. http://blog.sina.com.cn/s/blog_458603450100ouuq.html

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

[10] 百度文库.SUMPRODUCT函数的应用.[EB/OL].http://wenku.baidu.com/view/68895ee8aeaad1f346933f65.html

(文字编校： 杨 骏)

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