Excel软件在林木采伐作业设计标准地中的应用

邓玉明， 朱连华

(1.汝城县益将国有林场， 湖南 汝城 424116； 2.汝城县林业局， 湖南 汝城 424100)

Excel软件在林木采伐作业设计标准地中的应用

邓玉明1， 朱连华2

(1.汝城县益将国有林场， 湖南 汝城 424116； 2.汝城县林业局， 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标准地表，操作规程为： ①填写树种名和材积、出材率代码； ②填写标准地面积和录入树种、径阶、检尺类型、株数、树高等调查数据； 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软件解决了标准地调查内业查表、计算繁琐等容易出错的问题。

Excel软件； 函数公式； 标准地； 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。标准地调查法用于林木皆伐、择伐、渐伐、抚育间伐等作业设计调查。内业计算涉及单株蓄积和出材率查表，径阶蓄积、出材、每公顷蓄积、每公顷株数、平均胸径、树高、采伐蓄积、出材率、出材量、采伐强度等多个计算环节，工作繁琐、容易出错。通过Excel 2007函数功能，建立“林木采伐作业设计标准地表”(以下简称“设计表”)，只需填写树种名、材积代码、出材率代码和标准地面积、采伐小班面积，录入树种、径阶、检尺类型、株数、树高栏等调查数据，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[1-5]，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》(2011-05，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。标准地调查法可用于林木皆伐、择伐、渐伐、抚育间伐等作业设计调查，内业计算通过查《湖南省森林资源调查常用数据表》[6](1999-06，以下简称《常用数据表》)对应树种的“二元立木材积表”(以下简称“材积表”)和“单木二元经济材材种出材率表”(以下简称“出材率表”)，计算标准地的总蓄积量、采伐蓄积和出材量，推算采伐小班的总蓄积量、采伐蓄积和出材量[7]。

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[8-10]，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软件设计的程序或其它方法计算采伐蓄积[11-14]，均对树种、出材率等进行了限定，不具备选择灵活性。

本文利用Excel 2007函数功能，建立标准地设计表。标准地允许有1～3任意树种，各树种可选择《常用数据表》的任一材积、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、材积表、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

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软件建立了此设计表。共分四个部分：第一部分为小班树种、材积、出材率确定表；第二部分为出材率表；第三部分为包括12个标准地的伐区林木调查检尺登记表；第四部分为标准地综合计算表。

2.1 小班树种、材积、出材率确定表

2.1.1 小班树种、材积、出材率确定表的建立 设计表适用于多树种、多材积、多出材率使用。为便于计算，在S8∶T15单元格建立“材积代码表”，规定《常用数据表》中湖南省杉木、“三杉”、马尾松、国外松、杨树、阔叶树材积表的材积代码分别为1～6，如图1。在S17∶T26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表、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。

图1 材积代码表Fig.1 Volume of code

图2 出材率代码表Fig.2 Code of outturn percentage

在设计表Q2∶W6单元格建立小班树种、材积、出材率确定表，如图3。

图3 小班树种、材积、出材率确定表Fig.3 Determination table of tree species,volume and output

2.1.2 小班树种、材积、出材率确定表的函数公式设置 小班树种、材积、出材率确定表R4∶S6、U4∶U6、W4∶W6单元格是手动输入区。R4∶R6单元格(树种名)可填写任意树种名(“伐区林木调查检尺登记表”中树种栏填写必须与此一致)，S4∶S6、U4∶U6单元格(材积代码、出材率代码)根据材积代码表和出材率代码表填写相应代码。如果U4∶U6填写6、7、8(自定义出材率)，需要在W4∶W6单元格填写相应树种的自定义出材率，数据范围为0～100%。

T4∶T6、V4∶V6单元格是自动生成区[15-17]。利用IF、INDEX[18-19]的组合函数，引用材积代码表、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V4单元格(出材率表)内输入函数公式：

树种2、3只要复制树种1公式即可，即将T4、V4单元格函数公式复制到T5∶T6、V5∶V6单元格即完成树种2、3的函数公式设置。

2.2 出材率表

因《常用数据表》中全树干材积方程“写不出显式，区分求积”，伐区林木调查检尺登记表中利用INDEX函数来引用出材率表数据，因此在设计表AJ到CA列建立各树种出材率表，并根据《常用数据表》输入相应数据。其中：AJ3∶BY37是湖南省山区杉木出材率表；AJ41∶BH60是湖南省丘陵区杉木出材率表；AJ64∶CA98是湖南省山区马尾松出材率表；AJ102∶BH121是湖南省丘陵区马尾松出材率表；AJ125∶BM154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(AJ列是树高1 m，AK列是树高2 m，如此类推BY列是树高42 m)，行是径阶(按2 cm进阶，3行是径阶2 cm，4行是径阶4 cm，以此类推，37行是径阶70 cm)。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 Octturn percentage of China fir in Hunan mountain

2.3 伐区林木调查检尺登记表

如图5，1号标准地在A1∶J35单元格、2号标准地在A36∶J70单元格，以此类推12号标准地在A386∶J420单元格。

2.3.2 伐区林木调查检尺登记表的函数公式设置 伐区林木调查检尺登记表的函数公式设置以1号标准地为例，A4∶C28、E4∶F28和I2单元格(树种、径阶、检尺类型、株数、树高栏和标准地面积)为数据录入区，D4∶D28、G4∶J28、L4∶O28、D31∶D32、G30∶H32、I31、J31∶J32单元格(记号、单株蓄积、径阶蓄积、出材率、出材量栏、过渡数据栏、标准地内汇总)是自动生成区。2～12号标准地只需复制1号标准地公式即可，函数公式设置如下：

图5 伐区林木调查检尺登记表(隐藏6-27行)Fig.5 Scale measure register of forest survey in cutting area

(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[20-21]的组合函数和连接运算符“&”，在D4单元格内输入函数公式：

(3) 径阶蓄积栏，在H4单元格内输入公式：

(4) 出材率栏，利用INDEX函数、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I4单元格内输入函数公式：

(5) 出材量栏，利用IF、ROUND的组合函数，在J4单元格内输入公式：

过渡数据栏：

(6) 材积代码栏，利用SUMPRODUCT[23]函数，在L4单元格内输入公式：

(7) 出材率代码栏，利用SUMPRODUCT函数，在M4单元格内输入公式：

将D4、G4∶J4、L4∶O4的函数公式复制到1号标准地的D5∶D28、G5∶J28、L5∶O28单元格即可。

标准地内汇总计算函数公式设置如下：

(10) 株数汇总，利用SUMIF、SUM[24]函数：

在G30单元格(保留木株数)内输入公式：

在G31单元格(采伐木株数)内输入公式：

在G32单元格(株数合计)内输入公式：

(11) 蓄积量汇总，利用SUMIF、SUM函数：

在H30单元格(保留木蓄积量)内输入公式：

在H31单元格(采伐木蓄积量)内输入公式：

在H32单元格(合计蓄积量)内输入公式：

(12) 采伐木出材率计算(需要将单元格数字格式设置为百分比并保留两位小数，采伐强度亦同样设置，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)，利用IF、ROUND的组合函数：

在I31单元格内输入公式：

(13) 出材量汇总，利用SUMIF、SUM函数：

在J31单元格(采伐木出材量)内输入公式：

在J32单元格(合计出材量)内输入公式：

(14) 采伐强度计算，利用IF、ROUND的组合函数：

在D31单元格(蓄积)内输入公式：

在D32单元格(株数)内输入公式：

2.4 标准地综合计算表

2.4.1 标准地综合计算表的建立 一个采伐小班往往要调查多个标准地，此设计表共包括12个标准地，因此在Y1∶AE26建立标准地综合计算表。因抚育间伐数据需要，此表中采伐蓄积和出材量按胸径分>10cm和≤10cm计算，如图6。

图6 标准地综合计算表Fig.6 Integrated computation table of sample plot

2.4.2 标准地综合计算表的函数公式设置 AE2单元格(小班面积)需要手动填写，AB2、AC4∶AE4、AB5∶AE26单元格(标准地总面积、树种名填写、综合因子及各树种计算)是自动生成区。函数公式设置如下：

(1) AB2单元格(标准地总面积)输入公式：

(2) 树种名填写，引用小班树种、材积、出材率确定表中的树种名：

综合因子计算，利用IF、ROUND、SUMIFS[25]、SQRT、MAX等组合函数：

(3) AB5单元格(伐前每公顷蓄积)输入公式：

(4) AB6单元格(伐前每公顷株数)输入公式：

(7) AB9单元格(伐前优势树种)输入公式：

(8)AB10单元格(伐后每公顷蓄积)输入公式：

(9) AB11单元格(伐后每公顷株数)输入公式：

(10)AB12单元格(伐后平均胸径)输入公式：

(11) AB13单元格(伐后平均高)输入公式：

(12)AB14单元格(伐后优势树种)输入公式：

(13) AB15单元格(采伐木平均胸径)输入公式：

(14)AB16单元格(采伐木平均高)输入公式：

(15) AB17单元格(伐区蓄积)输入公式：

(16) 采伐蓄积计算：

在AB18单元格(合计采伐蓄积)内输入公式：

在AB19单元格(>10 cm采伐蓄积)内输入公式：

在AB20单元格(≤10cm采伐蓄积)内输入公式：

(17) AB21单元格(出材率)输入公式：

(18) 出材量计算：

在AB22单元格(合计出材量)内输入公式：

在AB23单元格(>10 cm出材量)内输入公式：

在AB24单元格(≤10 cm出材量)内输入公式：

(19) 采伐强度计算：

在AB25单元格(蓄积采伐强度)内输入公式：

在AB26单元格(株数采伐强度)内输入公式：

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

(20) AC5单元格(树种1伐前每公顷蓄积)输入公式：

(21) AC6单元格(树种1伐前每公顷株数)输入公式：

(22) AC7单元格(树种1伐前平均胸径)输入公式：

(23) AC8单元格(树种1伐前平均高)输入公式：

(24) AC10单元格(树种1伐后每公顷蓄积)输入公式：

(25) AC11单元格(树种1伐后每公顷株数)输入公式：

(26) AC12单元格(树种1伐后平均胸径)输入公式：

(27) AC13单元格(树种1伐后平均高)输入公式：

(28) AC15单元格(树种1采伐木平均胸径)输入公式：

(29) AC16单元格(树种1采伐木平均高)输入公式：

(30) AC17单元格(树种1伐区蓄积)输入公式：

(31) 树种1采伐蓄积计算：

在AC18单元格(树种1合计采伐蓄积)内输入公式：

在AC19单元格(>10 cm树种1采伐蓄积)内输入公式：

在AC20单元格(≤10 cm树种1采伐蓄积)内输入公式：

(32)AC21单元格(树种1出材率)输入公式：

(33) 树种1出材量计算：

在AC22单元格(树种1合计出材量)内输入公式：

在AC23单元格(>10 cm树种1出材量)内输入公式：

在AC24单元格(≤10 cm树种1出材量)内输入公式：

树种2、3只需复制树种1的公式即可，即将AC5∶AC8、AC10∶AC13、AC15∶AC24单元格的函数公式复制到AD5∶AE8、AD10∶AE13 、AD15∶AE24单元格即可。

3 设计表的应用与验证

首先，填写小班树种、材积、出材率确定表。在树种名栏分别填写杉木、马尾松、阔叶树，在材积代码栏相应填写1、3、6，在出材率代码栏相应填写6、7、8，在自定义出材率栏填写“50%”(抚育间伐出材率规定50%)，如图7。

图7 小班树种、材积、出材率确定表Fig.7 Deterination table of tree species, volume and output

图8 伐区林木调查检尺登记表Fig.8 Scale measure register of forest survey in cutting area

最后，在标准地综合计算表AE2单元格填写小班面积，数据汇总全部可自动生成，如图9。

图9 标准地综合计算表Fig.9 Integrated computation table of sample plot

4 结论与讨论

设计表允许样地有1～3任意树种，各树种可选择《常用数据表》的任一材积、出材率，或自定义出材率。例如益将林场曾采伐一处杉木人工林，林内间种有酸枣树。这样，酸枣树的树种名填写“酸枣”，材积代码填写6(湖南省阔叶树材积表)，出材率代码填写7(树种2自定义出材率)，并填写自定义出材率“50%”。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软件可随时免费下载使用)，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、材积、出材率选择的灵活性，又方便数据随时随地使用。其它地区的林业工作者只需更改立木材积公式和出材率表，即可借鉴采用[26]。

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标准地表，只需： ①填写树种名和选择材积、出材率代码；②录入树种、径阶、断面积、平均高等调查数据和填写标准地面积；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。解决了标准地调查内业查表、计算等工作繁琐、容易出错等问题。

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

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

[26] 邓玉明.Excel软件在林木采伐作业设计角规样地中的应用[J].湖南林业科技,2015,42(3):76-84.

ApplicationofExcelsoftwareinthesample-plotdesignofforestlogging

DENG Yuming1, ZHU Lianhua2

(1.Yijiang State-owned Forest Farm of Rucheng County, Rucheng 424116, China;2.Forestry Bureau of Rucheng County, Rucheng 424100,China)

The Excel functions make it possible to establish a sample-plot table of forest logging in the following procedures. First, fill in tree species, timber volume and outturn percentage code. Then, fill in the survey data of sample-plot area, tree species, diameter grade, scale type, plant number and tree height. Thirdly, fill in compartment area. Thus, other data will be generated automatically and summary calculation can be made. The software of Excel helps to solve such problems as internal look-up of sample-plot table, tedious calculation and error-prone.

Excel; formula; sample plot; internal work’s calculation

2015-06-02

邓玉明(1975-)，男，湖南省汝城县人，林业工程师，主要从事森林培育、林业调查规划设计。

S 782；TP 391.13

A

1003 — 5710(2015)05 — 0110 — 12

10. 3969/j. issn. 1003 — 5710. 2015. 05. 024

(文字编校：龚玉子)