14.7. Lesson: 森林パラメーターを計算する

森林のパラメーターを推定することは、森林調査の目標です。前のレッスンからの例を続け、野外で収集された調査情報を使い、最初に森林全体に対して、次に前にデジタイズした林分に対して、森林のパラメーターを計算しましょう。

このレッスンの目標： 森林パラメーターを全般レベルと林分レベルで計算する。

14.7.1. basic Follow Along: 調査結果を追加する

野外チームは森林を訪れ、あなたが提供した情報の助けを借りて、すべてのサンプルプロットでの森林に関する情報を集めました。

多くの場合、情報は野外で紙の様式に収集され、その後でスプレッドシートに入力されます。サンプルプロットの情報は、QGISで簡単に開けるように .csv ファイルに凝縮されています。

目録の設計に関するレッスンで使用したQGISプロジェクト（ forest_inventory.qgs という名前をつけた筈です）を続けます。

まず、QGIS プロジェクトにサンプルプロットの測定を追加します。

  1. レイヤー - >区切りのテキストレイヤーを追加... に行きます。

  2. file:exercise_data/forestry/results/ にある systematic_inventory_results.csv というファイルをブラウズします。

  3. ポイント座標 オプションがチェックされていることを確認します。

  4. 座標を表すフィールドを X と Y に設定します。

  5. OK をクリックします。

  6. プロンプトが表示されたら、CRSとして ETRS89 / ETRS-TM35FIN を選択します。

  7. 新しいレイヤーの 属性テーブル を開いてデータを見てみましょう。

サンプルプロットの測定結果に含まれるデータの型は、 exercise_data/forestry/results/ フォルダにあるテキストファイル legend_2012_inventorydata.txt で読み取ることができます。

先ほど追加した systematic_inventory_results レイヤは、実際には .csv ファイル内のテキスト情報を仮想的に表現したものに過ぎません。続行する前に、目録結果を実際の空間データセットに変換してください。

  1. systematic_inventory_results レイヤを右クリックします。

  2. exercise_data/forestry/results/ フォルダをブラウズします。

  3. そのファイルに sample_plots_results.shp という名前をつけます。

  4. 保存したファイルを地図に追加 をチェックします。

  5. プロジェクトから systematic_inventory_results レイヤを削除します。

14.7.2. basic Follow Along: 森林全体のパラメーター推定

目録作成結果から、1ヘクタールあたりの体積や幹数などの興味深いパラメータについて、この森林エリア全体の平均を計算することができます。系統的なサンプルプロットは同じ面積を表しているので、 sample_plots_results レイヤからヘクタールあたりの体積と幹数の平均を直接計算することができます。

基本統計 ツールを使用して、ベクタレイヤ内のフィールドの平均値を計算できます:

  1. ベクタ ► 解析ツール ► 属性の基本統計量 を開きます。

  2. 入力レイヤ として sample_plots_results を選びます。

  3. 統計量を計算する属性（フィールド） として Vol を選びます。

  4. OK をクリックします。

森林の平均体積は 135.2 m3/ha です。

幹数の平均も同様に 2745本/ha と計算できます。

../../../_images/statistics_pvol-pstem.png

14.7.3. basic Follow Along: 林分のパラメーターを推定する

以前にデジタイズされた別の林分のための推定値を算出するために、同じ体系的サンプルプロットを利用できます。林分の一部はどんなサンプルプロットも取得しておらず、そしてそれらについては情報は取得されないでしょう。体系的な調査を計画するときに、野外チームがこの目的のためにいくつかの余分なサンプルプロットを測定するように、いくつかの余分なサンプルプロットを計画することもできたかもしれません。あるいは後で野外チームを送って不足している林分の見積を取得することで林分の調査を完了することもできたかもしれません。それにもかかわらず、計画されたプロットを使用するだけで林分のかなりの数の情報が得られるでしょう。

必要なのは林分のそれぞれの中に落ちているサンプルプロットの平均値を取得することです。それらの相対的な位置に基づいて情報を組み合わせたいときは、空間的結合を行います：

  1. ベクター ► データ管理 ► 位置により属性を結合 ツールを開きます。

  2. Set forest_stands_2012 as the Target vector layer. The layer you want the results for.

  3. Set sample_plots_results as the Join vector layer. The layer you want to calculate estimates from.

  4. 交わる地物を集計 をチェックします。

  5. 平均 だけ計算するようチェックしてください。

  6. Name the result as forest_stands_2012_results.shp and save it in the exercise_data/forestry/results/ folder.

  7. 最後に すべてのレコードを保管... を選択し、どの林分が情報を取得していないか、後で内容を確認できるようにします。

  8. OK をクリックします。

  9. プロンプトが表示されたら、プロジェクトに新しいレイヤーを追加し受け入れます。

  10. 位置によって属性を結合 ツールを閉じます。

Open the Attribute table for forest_stands_2012_results and review the results you got. Note that a number of forest stands have NULL as the value for the calculations, those are the ones having no sample plots. Select them all and view them in the map, they are some of the smaller stands:

../../../_images/stands_no_info.png

Lets calculate now the same averages for the whole forest as you did before, only this time you will use the averages you got for the stands as the bases for the calculation. Remember that in the previous situation, each sample plot represented a theoretical stand of 80x80 m. Now you have to consider the area of each of the stands individually instead. That way, again, the average values of the parameters that are in, for example, m3/ha for the volumes are converted to total volumes for the stands.

最初に林分に対する面積を計算し、それからそれらの各々に対する合計体積および合計茎数を計算する必要があります：

  1. 属性テーブル 中で編集を有効にします。

  2. フィールド計算機 を開きます。

  3. Create a new field called area.

  4. Set the Output field type to Decimal number (real).

  5. Set the Precision to 2.

  6. In the Expression box, write $area / 10000. This will calculate the area of the forest stands in ha.

  7. OK をクリックします。

ここですべての林分について推定される体積合計および茎数合計を持つフィールドを計算します：

  1. Name the fields s_vol and s_stem.

  2. フィールドは整数でもよいし、実数も使用できます。

  3. Use the expressions "area"  *  "MEANVol" and "area"  *  "MEANStems" for total volumes and total stems respectively.

  4. 終了したら、編集内容を保存します。

  5. 編集を無効にします。

以前の状況では、すべてのサンプルプロットによって表される面積が同じだったので、サンプルプロットの平均値を計算すれば十分でした。今は見積もりを計算するためには、林分の体積または茎数の合計を必要な情報を含む林分の面積の合計で割る必要があります。

  1. In the Attribute table for the forest_stands_2012_results layer, select all the stands containing information.

  2. Open Vector ► Analysis Tools ► Basic statistics for fields.

  3. Select the forest_stands_2012_results as the Input layer.

  4. Select area as Field to calculate statistics on.

  5. Check the Selected features only

  6. OK をクリックします。

../../../_images/stands_area_stats.png

As you can see, the total sum of the stands' areas is 66.04 ha. Note that the area of the missing forest stands is only about 7 ha.

In the same way, you can calculate that the total volume for these stands is 8908 m3/ha and the total number of stems is 179594 stems.

サンプルプロットから、下記の平均推定値を与えることを使用して林分からの情報を使用して、代わりに直接：

  • 184.9 m3/ha and

  • 2719 stems/ha.

Save your QGIS project, forest_inventory.qgs.

14.7.4. In Conclusion

自分の体系的なサンプルプロットからの情報を使用して、最初は森林の特性を考慮することなしで、そしてまた林分への空撮画像の解釈を使用して、森林全体に対して森林の推定値を計算できました。また特定の林分に関するいくつかの貴重な情報も得ましたが、これは今後森林の管理を計画するために使用できることでしょう。

14.7.5. What's Next?

次のレッスンでは、まずレーザー測量データセットから陰影起伏の背景を作成します。これはたった今計算した森林の結果で地図プレゼンテーションを準備するために使用するしょう。