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森林调查技术

（一）抽样方法与技术

1抽样技术简介

抽样技术（samplingtechniques），是以概率论和数理统计为基础，专门研究抽样理论、

抽样方法及其应用的学科。其基本思想，是根据非全面的调查资料，来推算全面的情况。即，

从所研究的全部对象中，抽取一部分单元，进行实际调查，并依据所获得的资料，对全部研

究对象的数量特征做出有一定可靠程度的估计和判断，以达到认识现实总体的目的。抽样调

查技术是上世纪发展起来的一门新技术，1925年在罗马举行的第16次国际统计学会上“抽

样方法应用研究会”从理论和实践上充分肯定了抽样方法的科学性。1940年以后被世界各

国普遍采用，广泛应用于社会调查、经济调查、人口及自然资源与环境调查等领域。与普查

相比，抽样调查具有很多优点：费用较低；速度快；精度高，有概率保证；灵活性强；适应

范围广。抽样调查能解决无法开展全面调查的情况，如无限总体，包括未来时间序列的总体，

非常大的总体等。

2基本概念

(1)总体及相关概念

调查对象的全体称总体，也称母体。组成总体的每个基本单为称总体单元。总体单元既

可以是自然单元，也可以是人为划分的。于是总体就有有限总体与无限总体之分，含有限单

元数的总体称为有限总体；包含无限单元数的总体称为无限总体。

为说明总体单元在某一方面的特征而采用的名称即为标志。如果总体单元的特征是用数

量表示的，如年龄、树高、胸径、海拔等，称为数量标志。如果标志是用属性表示的，如树

种、健康或不健康、坡向等，称为非数量标志或品质标志。

总体特征数是指描述总体所有单元在某标志上数量特征的数值。包括总体平均数、总体

总量、总体成数、总体方差和标准差等，又称总体参数。

(2)样本及相关概念

从全部总体单元中，按照预先规定的方法抽取一部分单元，则被抽出的这部分单元的集

合称为样本，又称子样。组成样本的每个单元称样本单元，样本单元数又称样本容量。通常

总体单元数用N表示，样本单元数用n表示。

样本单元是总体单元的一部分，因为我们实际调查观测的是样本单元，它的形状和大小

直接影响着调查的工作量、质量和成本。从理论上讲，凡是按照随机原则去抽取样本，不论

单元的形状和大小如何，都可以获得总体特征数的无偏估计值。

在森林调查中，依单元形状可分为面积（样地、样方）抽样，样点（角规点、成数点）

抽样，线段（截距）抽样，样木（单株数）抽样。其中应用最多的是样地和样点两种。样地

的形状又可分为带状、矩形圆形和方形。样地面积，我国一般采用0.06-0.08hm2，在林分

变动较大的林区用0.1hm2，幼龄林用0.01hm2较适宜。

(3)抽样误差

误差为测定值或估计值与真值之差。抽样调查以样本统计量估计总体参数，中间要经过

许多环节，从抽取样本、调查、测定、记录、统计计算至估计方法，都可能出现误差。这些

误差有的可能相互抵消，有的会累积，但最终反映在估计值与真值（总体参数）之差上。我

们把从样本单元调查测定以及估计过程中产生的各种误差的综合量称为总误差。根据误差的

性质和来源可把总误差分解为非抽样误差、偏差和抽样误差三类。

非抽样误差是指不是由于抽样和估计方法引起的误差。它不是抽样调查固有的，即使

进行全面调查也会存在。其来源很多，例如，过失性错误，调查员错测、错记、虚报瞒报等

等；又如，测量误差，任何仪器在无偏差的情况下，也不可能获得标志值的真值，不过这两

种误差，前者可以通过做好调查人员的培训、教育、宣传、检查等措施来排除。测量误差也

可视为随机误差，实际上无法避免，只是随着样本单元数的增大，其误差值逐渐减小罢了。

在总误差中，一般不包括非抽样误差，但并非它不重要，而是因为这种误差的来源复杂，无

法用抽样理论去估计它的量。应认真研究非抽样误差可能的来源及量的大小，并注意采取预

防措施使之减少到最低限度。

偏差如果样本平均数的数学期望值等于总体平均数，则样本估计值是无偏的。否则是

有偏的，偏差等于估计值的数学期望与总体参数实际值之差。偏差也称系统误差或恒定误差。

其来源有测量仪器、抽样过程、估计方法。偏差的性质具有确定的方向性，不能相互抵消。

在实际应用中，若偏差小于估计值标准差的1/10，则此偏差对估计值的准确度的影响可以

忽略不计。

抽样误差由于只测定样本而没有观测全部总体单元