Excel软件在林木采伐作业设计角规样地中的应用

邓玉明

(汝城县益将国有林场， 湖南 汝城 424100)

Excel软件在林木采伐作业设计角规样地中的应用

邓玉明

(汝城县益将国有林场， 湖南 汝城 424100)

利用Excel软件的函数功能，建立林木采伐作业设计角规样地表，操作规程为： ①填写树种名和形高、出材率代码； ②录入树种、径阶、断面积、平均高等调查数据； ③填写采伐小班面积，其它数据可自动生成并进行汇总计算。通过Excel软件解决了角规样地调查内业查表、计算等工作繁琐、容易出错等问题。

Excel软件； 函数公式； 角规样地； 内业计算

林木采伐作业设计是林木采伐必须的、重要的基础性工作，是森林限额采伐管理、控制资源消耗的重要手段。角规样地调查法用于林木皆伐作业设计调查，内业计算涉及形高和出材率查表，每公顷蓄积、每公顷材积、每公顷株数、平均胸径、树高、采伐蓄积、出材量计算等多个环节，工作繁琐、容易出错。通过Excel 2007软件函数功能，建立“林木采伐作业设计角规样地表”(以下简称“设计表”)，只需填写树种名、形高、出材率代码和采伐小班面积，录入树种、径阶、断面积、平均高栏等调查数据，其它数据可自动生成并进行汇总计算。

1 设计方法与理念

林业主管部门制定了严格的技术规程[1-2]，以保证采伐作业设计质量。按照湖南省林业厅《湖南省林木采伐伐区调查设计技术规定》(2011年5月颁布，以下简称《技术规定》)，林木采伐作业设计调查方法分为角规样地调查法和标准地调查法。角规样地调查法用于林木皆伐作业设计调查，内业计算通过查《湖南省森林资源调查常用数据表》[3](1999年6月颁布，以下简称《常用数据表》)对应树种的“二元立木形高表”(以下简称“形高表”)和“单木二元经济材材种出材率表”(以下简称“出材率表”)，计算角规样地的每公顷采伐蓄积和出材量，推算采伐小班采伐蓄积和出材量。

传统借助计算器手工计算和查表存在两个问题： 一是工作量非常大且繁琐，工作效率低；二是容易出现人为错误。很多采伐作业设计软件常采用Visual Fox、Pro For Windows和Visual ++6.0等数据库管理语言设计[4-5]，这些都是专业程序员进行的软件开发。虽然解决了部分林木采伐作业设计的内业计算问题，但存在两个问题：一是需要安装软件，不方便使用；二是对于非计算机编程林业工作者来说无法借鉴利用。部分利用Excel软件设计的程序[6]，只有杉木、马尾松、阔叶树等3个树种，各树种出材率也进行了限定，不具备选择灵活性。

本文利用Excel 2007函数功能，建立角规样地设计表。此表按“断面积系数1.0的角规控制检尺”进行设计[1，7]，即角规控制检尺1株，相当于样地的每公顷胸高断面积1m2。样地允许有1～3任意树种，各树种可选择《常用数据表》的任一形高、出材率，或自定义出材率。电脑中安装了Microsoft Excel 2007或WPS office 2010及以上办公软件都可使用，手机和平板电脑中安装有WPS office等办公软件也可使用。这样既具有树种、出材率选择的灵活性，又方便数据使用，其它地区的林业工作者还可根据当地的实际需要借鉴采用。

2 设计表的建立步骤

根据《技术规定》和多年从事采伐作业设计调查的经验，应用Excel 2007软件建立此设计表。共分为4个部分：第一部分为“小班树种、形高、出材率确定表”；第二部分为“出材率表”；第三部分为包括20个角规样地的“伐区角规调查记录表”；第四部分为“角规样地综合计算表”。

2.1 “小班树种、形高、出材率确定表”的建立

设计表适用于多树种、多形高、多种出材率使用。为便于计算，在R8:S15单元格建立“形高代码表”，规定《常用数据表》中湖南省杉木、“三杉”、马尾松、国外松、杨树、阔叶树形高表的形高代码分别为1～6，如图1。在R17:S26单元格建立出材率代码表，规定湖南省山区杉木、丘陵区杉木、山区马尾松、丘陵区马尾松、洞庭湖区杨树出材率、树种1、树种2、树种3自定义出材率的出材率代码分别为1～8，如图2。

在设计表的P2:V6单元格建立小班树种、形高、出材率确定表，如图3。

图1 形高代码表Fig.1 Code of form high

图2 出材率代码表Fig.2 Code of yield rate

图3 小班树种、形高、出材率确定表Fig.3 The determiuation table of species name,form high and yield rate

2.2 “小班树种、形高、出材率确定表”的函数公式设置

小班树种、形高、出材率确定表Q4∶R6、T4∶T6、V4∶V6单元格是手动输入区。Q4∶Q6单元格(树种名)可填写任意树种名(“伐区角规调查记录表”中树种栏填写必须与此一致)，R4∶R6、T4∶T6单元格(形高代码、出材率序)根据形高代码表和出材率代码表填写相应代码。如果出材率代码填写6、7、8(自定义出材率)，需要在V4∶V6单元格填写相应树种的自定义出材率，数据范围为0～100%。

S4∶S6、U4∶U6单元格(形高表、出材率表)是自动生成区。利用IF、INDEX[8-9]的组合函数，引用形高代码表、出材率代码表的数据。以树种1为例，设置函数公式如下：

(2) 在U4单元格内(出材率表)输入函数公式：

树种2、3只要复制树种1公式即可，即将S4、U4单元格函数公式复制到S5∶S6、U5∶U6单元格即完成树种2、3的函数公式设置。

2.3 出材率表的建立

《常用数据表》中全树干材积方程“写不出显式，区分求积”，“角规样地调查记录表”的出材率栏利用INDEX函数来引用出材率表数据，因此在设计表AE到BV列建立各树种出材率表，并根据《常用数据表》填入相应数据。其中：AE3∶BT37是湖南省山区杉木出材率表；AE41∶BC60是湖南省丘陵区杉木出材率表；AE64∶BV98是湖南省山区马尾松出材率表；AE102∶BC121是湖南省丘陵区马尾松出材率表；AE125∶BH154是湖南省洞庭湖区杨树出材率表。

如图4是“湖南省山区杉木出材率表”，其中列是树高(AE列是1m，AF列是2m，以此类推BT列是42m)，行是径阶(按2cm进阶，3行是2cm，4行是4cm，以此类推37行是70cm)。其它树种出材率表与此类似。

图4 湖南省山区杉木出材率表Fig.4 The yield rate of Chinese fir in mountain area of Hunan Province

2.4 “伐区角规调查记录表”的建立

如图5，1号角规样地在A1∶I30单元格、2号角规样地在A31∶I 60单元格，以此类推20号角规样地在A571∶I 600单元格。

图5 伐区角规调查记录表(6-24行已隐藏)Fig.5 The investigation record table of the point sampe plot of cutting area

2.5 角规样地调查记录表的函数公式设置

角规样地调查记录表的函数公式设置以1号角规样地为例，A4∶B25和D4∶E25单元格(树种、径阶、断面积、平均高栏)为数据录入区，C4∶C25、F4∶I 25、K4∶N25、C26∶C29、F26∶F29、I 26∶I 29单元格(记号、形高、每公顷蓄积、出材率、出材量栏、过渡数据栏、样地内汇总)是自动生成区。2～12号角规样地只需复制1号角规样地公式即可。函数公式设置如下：

(1) 记号栏，用“一”、“丄”、“上”、“止”、“正”分别表示记号的1、2、3、4、5划，采用REPT、QUOTIENT、CHOOSE、MOD[10-11]的组合函数和连接运算符“&”，在C4单元格内输入函数公式：

=REPT("正",QUOTIENT(D4,5))&CHOOSE(MOD(D4,5)+1,"","一","丄","上","止")

(3) 每公顷蓄积栏M=G*FH，在G4单元格内输入公式：

=ROUND(D4*F4,3)

(4) 出材率栏，出材率利用INDEX函数和出材率代码索引各树种出材率表，采用IF、AND、INDEX的组合函数，在H4单元格内输入函数公式：

(5) 出材量栏，在I4单元格内输入公式：

=ROUND(G4*H4/100,3)

过渡数据栏：

(6) 形高代码栏，利用SUMPRODUCT[13]函数，在K4单元格内输入公式：

(7) 出材率代码栏，利用SUMPRODUCT函数，在L4单元格内输入公式：

(9) hi*gi栏，在N4单元格内输入公式：

=E4*D4

将C4、F4∶I4、K4∶N4的函数公式复制到1号角规样地的C5∶C25、F5∶I25、K5∶N25单元格即可。

样地内汇总计算函数公式设置：

(10) 断面积汇总，利用SUMIF、SUM[14]函数：

在C26单元格(树种1)输入公式：

在C27单元格(树种2)输入公式：

在C28单元格(树种3)输入公式：

在C29单元格(合计)输入公式：

=SUM(D4∶D25)

(11) 每公顷蓄积汇总，利用SUMIF、SUM函数：

在F26单元格(树种1)输入公式：

在F27单元格(树种2)输入公式：

在F28单元格(树种3)输入公式：

在F29单元格(合计)输入公式：

=SUM(G4∶G25)

(12) 出材量汇总，利用SUMIF、SUM函数：

在I 26单元格(树种1)输入公式：

在I 27单元格(树种2)输入公式：

在I 28单元格(树种3)输入公式：

在I 29单元格(合计)输入公式：

=SUM(I 4∶I 25)

2.6 角规样地综合计算表的建立

一个采伐小班往往要调查多个角规样地，此设计表共包括20个角规样地，因此在X1∶AB13建立角规样地综合计算表，如图6。

2.7 角规样地综合计算表的函数公式设置

AB2单元格(小班面积)需要手动填写，Y2、Z4∶AB4、Y5∶AB13单元格(角规样地个数、树种名填写、各树种及综合因子计算)是自动生成区。函数公式设置如下：

(1) Y2单元格(角规样地个数)，利用SUMPRODUCT函数，输入公式：

(2) 树种名填写，引用“小班树种、形高、出材率确定表”中的树种名：

在Z4单元格(树种1)输入公式：

在AA4单元格(树种2)输入公式：

在AB4单元格(树种3)输入公式：

综合因子计算，利用IF、ROUND、SUMIFS[15]、PI、SQRT、MAX等组合函数：

(3) Y5单元格(每公顷蓄积)输入公式：

图6 角规样地综合计算表Fig.6 The comprehensive calculation table of the point sample plot

(7) Y9单元格(优势树种)输入公式：

=IF(Z5=MAX(Z5∶AB5),Z4,IF(AA5=MAX(Z5∶AB5),AA4,IF(AB5=MAX(Z5∶AB5),AB4)))

(8) Y10单元格(伐区蓄积)输入公式：

(9) Y11单元格(采伐蓄积，与伐区蓄积相同)输入公式：=Y10

(10) Y12单元格(出材率，需要将单元格数字格式设置为百分比并保留两位小数，下同)(单元格内点右键/单击“设置单元格格式”/点“数字”选项卡/点“百分比”/确定)，输入公式：

(11) Y13单元格(出材量)输入公式：

各树种因子计算，利用IF、ROUND、SUMIFS、PI、OR、SQRT等组合函数，以树种1为例设置函数公式：

(12) Z5单元格(树种1每公顷蓄积)输入公式：

(13) Z6单元格(树种1每公顷株数)输入公式：

(14) Z7单元格(树种1平均胸径)输入公式：

(15) Z8单元格(树种1平均高)输入公式：

(16) Z10单元格(树种1伐区蓄积)输入公式：

(17) Z11单元格(树种1采伐蓄积)输入公式：=Z10

(18) Z12单元格(树种1出材率)输入公式：

(19) Z13单元格(树种1出材量)输入公式：

树种2、3只需复制树种1的公式即可，即将Z5∶Z8、Z10∶Z13单元格的函数公式复制到AA5∶AB8、AA10∶AB13单元格即可。

3 设计表的应用与验证

首先，填写“小班树种、形高、出材率确定表”。在树种名栏分别填写杉木、马尾松、阔叶树，在形高代码栏相应填写1、3、6，在出材率代码栏相应填写1、3、8(汝城县属山区县)，在阔叶树对应的自定义出材率栏填写“50%”，如图7。

图7 小班树种、形高、出材率确定表Fig.7 The determination table of species name, form high and yield rate

然后，填写“伐区角规调查记录表”。在C2、E2、C30、H30单元格分别填写伐区号、小班号、调查人员、调查时间(2～20号标准地可分别设置公式：

图8 伐区角规调查记录表(17～24行已隐藏)Fig.8 The investigation record table of the sample plot of cutting area

最后，在“角规样地综合计算表”填写小班面积，数据汇总全部可自动生成，如图9。

图9 角规样地综合计算表Fig.9 The comprehensive calculation table of the point sample plot

4 结论与讨论

设计表允许样地有1～3任意树种，各树种选择《常用数据表》的任一形高、出材率，或自定义出材率。例如益将林场曾采伐一处湿地松人工林，树种名填写“湿地松”，形高代码填写4(湖南省国外松形高表)，出材率代码填写3(湖南省山区马尾松出材率表)。其它地区的林业工作者只需更改立木材积公式(形高模型是一致的)和出材率表，即可借鉴采用。电脑中安装了Microsoft office 2007或WPS office 2010及以上办公软件都可使用(Microsoft office或WPS office软件几乎是电脑必装软件，WPS office软件可随时下载免费使用)，手机和平板电脑中安装有WPS office等办公软件也可使用。这样既具有树种、形高、出材率选择的灵活性，又方便数据随时随地使用，并可借鉴使用。

采用益将林场的林木采伐作业设计数据，利用此设计表进行计算。结果表明，利用Excel软件的函数功能，建立林木采伐作业设计角规样地表，只需： ①填写树种名和选择形高、出材率代码； ②录入树种、径阶、断面积、平均高等调查数据； ③填写采伐小班面积，其它数据可自动生成并进行汇总计算。解决了角规样地调查内业查表、计算等工作繁琐、容易出错等问题。

[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/T1646-2005.森林采伐作业规程[S].2005.

[3] 湖南农林工业勘察设计研究院,湖南省林业厅资源林政处. 湖南省森林资源调查常用数据表[S].1999.

[4] 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.

[5] 王劲松,赵平.基于Excel二次开发的伐区调查设计计算机辅助系统[J].北京林业大学学报,2000,27(3):30-34.

[6] 吴日高,鄢书林，曹新林，等.利用Excel软件辅助林木采伐作业设计[J].湖南林业科技,2014,41(6):87-93.

[7] 北京林业大学.测树学[M].北京:中国林业出版社,1987.

[8] 百度文库.Excel中IF函数用法集锦[EB/OL]. http://wenku.baidu.com/view/b3b65fd87f1922791688e8aa.html

[9] 百度文库.INDEX函数用法[EB/OL]. http://wenku.baidu.com/view/4b4268ee19e8b8f67c1cb9cf.html

[10] 豆丁书房.Excel中常用函数及使用方法[EB/OL]. http://www.docin.com/p-826800344.html

[11] 百度文库. CHOOSE函数使用方法[EB/OL]. http://wenku.baidu.com/view/fb14ba660b1c59eef8c7b43a.html

[12] 新浪博客.ROUND函数的用法[EB/OL]. http://blog.sina.com.cn/s/blog_690a1efa0100kvha.html

[13] 道客巴巴. SUMPRODUCT函数的应用[EB/OL]. http://www.doc88.com/p-9069095658759.html

[14] 豆丁书房.Excel的SUM、SUMIF使用方法[EB/OL]. http://www.docin.com/p-788833135.html

[15] 豆丁书房.SUMIFS函数的使用方法及实例[EB/OL]. http://www.docin.com/p-924660557.html

ApplicationofExcelsoftwareinthedesignworkofforestharvestinginthepointsampleplot

DENG Yuming

(Yijiang State-owned Forest Farm of Rucheng County, Rucheng 424100, China)

Using by the Excel software formula function to establish the design work of forest harvesting in the point sample plot. The operating procedures are: 1. Fill in the codes of species name form, high and yield rate; 2.Fill in the investigation data of tree diameter, basal area, average high; 3. Fill in the subcompartment area, and other data can be generated automatically summary and calculation. The Excel software could solve the tedious, error prone in the sample survey investigation and calculation wor.

Excel software; function formula; point sample plot; survey calculation

2015-02-24

邓玉明(1975-)，男，湖南省汝城县人，工程师，主要从事林业调查规划设计工作。

S 782; TP 391.13

A

1003 — 5710(2015)03 — 0076 — 09

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2015. 03. 018

(文字编校：杨 骏)