Comparison of various log volume formulas for different tree species

Abstract

In this study, it is aimed to compare eight different volume formulas used in volumizing logs. For this purpose, the results obtained from Midface (Huber), Mean Surfaces at Ends (Smalian), Newton-Riecke, Mean Diameters at the Ends, Hossfeld, Bruce, Patterson-Doruska and Centroid formulas were compared. In the scope of the study, 115 logs each 3-meters (m) long, cut from three different tree species (Calabrian pine (Pinus brutia), Black pine (P. nigra) and Cedar (Cedrus libani)), were used. First, the diameters of the logs were measured at 0.5 m intervals, then each section volume was found using the Smalian formula and the total log volume was obtained. Then, log volumes calculated with 8 different formulas were compared with the volume values found closest to the truth. As a result of the study, the error values of Huber, Newton-Riecke and Mean Diameters at the Ends formulas were found to be indistinguishable from zero (p>0.05) for each tree species. In addition, it was determined that the Centroid formula for volumizing black pine logs and Smalian formula for volumizing cedar logs were also non-zero (p>0.05), and they are usable. Among these formulas, the most suitable formulas that minimize the volumizing error and error values are respectively (mean error, mean absolute error percentage and total error percentage), Newton-Riecke (0.441, 0.608 and 0.111) for calabrian pine logs, Centroid (-0.444, 0.901 and -0.141) for black pine logs, and the average diameters of the ends for cedar logs (-0.104, 0.811 and -0.038).

Keywords

• Log
• Volume
• Calabrian pine
• Black pine
• Cedar

Farklı ağaç türlerinde çeşitli tomruk hacim formüllerinin karşılaştırılması

Abstract

Bu çalışmada, tomrukların hacimlendirmesinde kullanılan sekiz farklı hacim formülünün karşılaştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla, Orta Yüzey (Huber), Uçlardaki Yüzeyler Ortalaması (Smalian), Newton-Riecke, Uçlardaki Çaplar Ortalaması, Hossfeld, Bruce, Patterson-Doruska ve Centroid formüllerinden elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Çalışma kapsamında, üç farklı ağaç türünden (kızılçam (Pinus brutia), karaçam (P. nigra) ve sedir (Cedrus libani)) kesilmiş olan, 3’er metre (m) uzunluğundaki 115 adet tomruk kullanılmıştır. Tomrukların önce 0,5 m arayla çapları ölçülmüş; sonra her bir seksiyon hacmi Smalian formülü kullanılarak bulunmuş ve toplam tomruk hacmi elde edilmiştir. Ardından, 8 farklı formül ile hesaplanan tomruk hacimleriyle; gerçeğe en yakın olarak bulunan hacim değerleri karşılaştırılmıştır. Çalışma sonucunda, her ağaç türü için Huber, Newton-Riecke ve Uçlardaki Çaplar Ortalaması formüllerinin hata değerleri sıfırdan farksız (p>0,05) çıkmıştır. Ayrıca, karaçam tomruklarını hacimlendirmede Centroid ve sedir tomruklarını hacimlendirmede de Smalian formüllerinin hataları da sıfırdan farksız olup (p>0.05) kullanılabilir olduğu belirlenmiştir. Bu formüller arasında, hacimlendirme hatasını minimize eden en uygun formüller ve hata değerleri sırasıyla (ortalama hata, ortalama mutlak hata yüzdesi ve toplam hata yüzdesi), kızılçam tomruklarında Newton-Riecke (0.441, 0,608 ve 0.111), karaçam tomruklarında Centroid (-0,444, 0.901 ve -0,141), ve sedir tomruklarında ise uçlardaki çaplar ortalaması (-0,104, 0,811 ve -0,038) şeklinde bulunmuştur.

Keywords

• Tomruk
• Hacim
• Kızılçam
• Karaçam
• Sedir

References

1. Akgür, 1982. Gövde hacminin tayininde kullanılan formüllerin incelenmesi. İstanbul Üniversitesi (İÜ) Orman Fakültesi Dergisi, A(2): 301-365.
2. Bruce, D. 1982 Butt log volume estimators. Forest Science. 28:489-503.
3. Carus, 2002. Bazı hacim formüllerinin seksiyon, gövde ve bağıl uzaklıklara göre kıyaslanması. Süleyman Demirel Üniversitesi (SDÜ) Orman Fakültesi Dergisi, A(1): 101-114.
4. Diker, M., 1946. Ağaç ve Odun Ölçme Bilgisi. Tarım Bakanlığı Orman Genel Müdürlüğü, 230 s, Ankara.
5. Durkaya, B., Durkaya, A., 2011. Tomruk hacminin hesaplanmasında kullanılan çeşitli hacim formüllerinin karşılaştırılması. Bartın Orman Fakültesi Dergisi, 13(20): 18-22.
6. Fırat, F., 1973. Dendrometri. İÜ Orman Fakültesi yayın no: 93, 359 s, İstanbul.
7. Filho, A.F., Machado, S.A., Carneiro, M.R.A., 2000. Testing accuracy of log volume calculation procedures against water displacement technigues (xylometer). Canadian Journal of Forest Research, 30(6): 990-997. Doi:10.1139/cjfr-30-6-990.
8. Günay Z., Çancı F. 1982. Orman Ürünleri Standardizasyonu ve Kübaj., Saydam Matbaası, Ankara.

9. Güney, İ.H., 2007. Ağaç ve Tomruk Hacimlerinin Tahmininde Kullanılan Bazı Yöntemlerin Karşılaştırılması. SDÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Isparta.
10. IBM Corp. Released 2010. IBM SPSS Statistics for Windows, Version 19.0. Armonk, NY: IBM Corp., USA.
11. Kahriman, A., Sönmez, T., Şahin, A., Yavuz, M. 2016. A bark thickness model for calabrian pine in Turkey. – Proceedings of the 2 nd International Conference on Science, Ecology and Technology, Barcelona, 23-25 August 2016, pp. 661-670.
12. Kahriman, A., Sönmez, T., Şahin, A., 2017. Antalya ve Mersin Yöresi kızılçam meşcereleri için ağaç hacim tabloları. Kastamonu Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 17(1): 9-22.
13. Kalıpsız A. 1982. Orman Hasılat Bilgisi. İÜ Orman Fakültesi Yayınları, No:3052/328, 349 s, İstanbul.
14. Kalıpsız, A., 1984. Dendrometri. İÜ Orman Fakültesi yayın no: 354, 407 s, İstanbul.
15. Kapucu, F. 2004, Orman Amenajmanı, 515 s, Karadeniz Teknik Üniversitesi (KTÜ) Yayın No: 215, Trabzon.
16. Kapucu, F., Yavuz, H., Gül, A.U., Mısır, N., 2002. Kestane Meşcerelerinin Hasılat ve Amenajman Esasları. TOGTAG 2229 nolu TÜBİTAK Projesi, 118 s, Ankara.
17. Li, C., Barclay, H., Hans, H., Sidders, D., 2015. Estimation of Log Volumes: A comparative study. natural resources Canada, Canadian Forest Service, Canadian Wood Fibre Centre: Edmonton, AB, Canada.
18. Miraboğlu, M., 1959. Orta Yüzey Formülünün Sıhhati ve Devlet Orman İşletmelerimizdeki Tatbikatı. İÜ Orman Fakültesi Dergisi, A(1): 31-47.
19. OGM, 1991. Orman Amenajman Planlarının Düzenlenmesine, Uygulanmasına ve Yenilenmesine Dair Yönetmelik. Ankara.
20. Özçelik, R., 2002. Tomruk hacminin tahmininde kullanılan centroid metod ve dört standart formülün karşılaştırılması. SDÜ Orman Fakültesi Dergisi, A(1): 115-120, Isparta.
21. Özçelik, R. 2006. İstiflenmiş tomruklarda kullanılan hacim formüllerinin karşılaştırılması. SDÜ Orman Fakültesi Dergisi, A(1): 26-32, Isparta.
22. Özçelik, R., Wiant, Jr, H.V., Brooks, J. R., 2008. Accuracy using xylometry of log volüme estimates for two tree species in Turkey, Scandinavian Journal of Forest Research, 23:3, 272-277.
23. Patterson, D.W., Doruska, P.F., 2004. A new and improved modification to Smalian’s equation for butt logs. Forest Products Journal. 54: 69-72.
24. Saraçoğlu, N., 1998. Kayın (Fagus orientalis Lipsky) biyokütle tabloları. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 22: 93-100.
25. Sun O., Eren M. E., Orpak M. 1978. Temel ağaç türlerimizde tek ağaç ve birim alandaki odun çeşidi oranlarının saptanması. (TÜBİTAK, proje no: TOAG-288), Tarım ve Ormancılık Araştırma Grubu Yayını, Ankara.
26. Şahin, A., 2015. Mersin Yöresi Saf Kızılçam (Pinus brutia Ten.) Meşcerelerinde Hasılat Araştırmaları. Artvin Çoruh Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, Artvin.
27. Șahin, A., Sönmez, T., Kahriman, A., 2017. Single entry raw wood products table construction for calabrian pine (Pinus brutia Ten.) in Mersin region. Kastamonu Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi, 17(1): 23-35.
28. Tewari, V.P., Singh, B., 2005. Comparison of Bruce’s formula and other methods for log volume estimation. Indian Forester, 131(7): 917-924.
29. Wiant. H.V.. Jr.. D.W. Patterson. C.C. Hassler. J.C. Rennie. 1993. Comparison of Bruce’s Formula and Other Methods for Estimating the Volume of Butt Logs. Modern Methods of Estimating Tree and Log Volume. Proc.. IUFRO Conference; Morgantown. West Virginia University, June 14-16: 79-85, USA.
30. Wiant. H. V.. Jr.. D. W. Patterson. C. C. Hassler. G. B. Wood., J. C. Rennie., 1996. Comparison of formulas for estimating volumes of butt logs of appalachian hardwoods. Northern Journal of Applied Forestry, 13(1):5-7.
31. Williams. J.G.. W.H. McNab. A Clark. III. 1991. Volume Estimators for Pondcypress Butt Logs. Res. Note SE-361. USDA Forest Service, Southeastern Forest Experiment Station. Ashville NC. 7pp., USA.
32. Wood. G.B., H.V. Wiant Jr.. 1990. Estimating the volume of Australian Hardwoods using centroid sampling. Australian Journal of Forestry: 53. 271-274.
33. Wood. G.B., H.V. Wiant Jr.. R.J. Roy. J.A. Miles. 1990. Centroid sampling: a variant of importance sampling for estimating the volume of sample trees of radiata pine. Forest Ecology and Management: 36. 233-243.
34. Yavuz, H., 1992. Değişik Yaşlı Meşcerelerde Büyümenin Markov Zincirleri Yöntemi ile Analiz Edilmesi. KTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, Trabzon.
35. Yavuz, H. 1999a. Taşköprü yöresinde karaçam için hacim fonksiyonları ve hacim tabloları, Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 23, 1181-118.
36. Yavuz. H. 1999b. Comparison of the centroid method and four standard formulas for estimating log volumes. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 23: 597-602.
37. Yeşil, A. 1992. Değişik Sıklık ve Bonitetlerdeki Kızılçam Meşcerelerinin Yaşa Göre Gelişimi. İÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, Doktora Tezi, İstanbul..