При сборе лесоводственной информации относительно высокой точности приходится делать выбор между методами сплошного и выборочного учета. В подавляющем большинстве случаев обеспечить тщательный сплошной учет практически невозможно, поэтому такой метод учета (когда учет стремятся провести по сплошной схеме) часто называют несовершенным сплошным; точность его нередко переоценивают. Многие исследования по выборочным методам в лесном деле свидетельствуют, что сплошной учет в больших объемах, даже при тщательном выполнении работ, сопровождается ощутимыми ошибками из-за неумышленного пропуска объектов, грубых ошибок исполнителей в условиях длительной монотонной работы и др. В других случаях методы сплошного учета оказываются просто неприемлемыми: сплошной учет невозможен при проверке доброкачественности или жизнеспособности, или влажности и др. показателей семян, поскольку в этом случае они уничтожаются, либо убиваются в ходе проведения анализа.
При одинаковой тщательности выполнения работ сплошной перечет обеспечивает более высокую точность, чем выборочный, поскольку последний содержит ошибки выборочности – перехода от частного к общему, или как их называют ошибки репрезентативности выборочных данных. Однако, во-первых, при высоком уровне организации выборки эти ошибки поддаются строгому статистическому расчету, а во-вторых, установить степень точности данных сплошного перечета можно только путем правильно организованного выборочного перечета. Кроме того выборочные методы требуют меньших экономических и трудовых затрат при сборе информации, тем более, что при рациональном и эффективном планировании эксперимента они дают результаты, вполне приемлемые для исследований, организации и ведения лесного хозяйства и в то же время обеспечивают точность, сопоставимую с точностью сплошного перечета. Таки образом, преимущества выборочного метода заключаются в следующем:
1) требуются меньшие трудовые и финансовые затраты при сборе исходной информации;
2) возможно получение более детальных и глубоких данных для некоторой представляющей большой интерес части обследованной совокупности;
3) возможно значительное ускорение процесса получения и обработки информации;
4) возможно получение объективной информации, которая теряет смысл при её получении методами сплошного учета (посевные качества семян).
К недостаткам можно отнести субъективность построения выборок.
Поскольку точность данных, полученных выборочным методом, тем выше, чем большая доля совокупности включена в выборку, а увеличение объема выборки удорожает работы, то при организации выборочного наблюдения следует решить основную альтернативу: обеспечение максимально возможной точности при заданной стоимости или минимума затрат при заданной точности. В исследовательских работах преобладает второй подход, а в хозяйственной практике – первый. Если ущерб от недостаточно точного учета можно оценить в финансовой форме, то основным правилом является следующее: ущерб от неточного учета должен быть меньше стоимости дополнительного сбора информации в целях повышения точности. Иными словами затраты на повышение точности опыта не должны превысит преодолеваемый ущерб от недостаточной точности. Однако при любом уровне точности (понимается как стандартная ошибка выборочных оценок) следует стремиться к тому, чтобы полученные данные (выборочные оценки соответствующих параметров генеральной совокупности) были не смещенными. Смещение допускается только в том случае, если оно может быть определено и исключено из конечных результатов или если оно настолько невелико, что им можно пренебречь. От возникновения неконтролируемых смещений гарантирует извлечение выборки в случайном порядке или применение обоснованных ограничений случайности, не вызывающих смещения. Статистическая теория справедлива только для случайного (независимого) отбора. Однако во многих задачах лесного дела, например при проведении выборки в отдельном насаждении, соблюдение случайности выбора очень затруднено, в силу чего обычно применяют систематический отбор.
В опытном деле при организации выборки необходимо четко определить:
- цели, средства и методы;
- объем, структуру и желаемую точность требующейся информации;
- трудовые и экономические ресурсы и их соответствие поставленной цели;
- технику сбора и обработки информации;
- возможность использования дополнительных данных для улучшения выборочной схемы.
Планированию схемы выборки предшествует анализ (рекогносцировочное обследование) изучаемой генеральной совокупности (отдельного насаждения, лесного массива, совокупности лесных предприятий, объема заготовленных в лесхозе семян или созданных в нем лесных культур и т.д.) с выделением первичной единицы выборки (п.е.в.). Это может быть как наименьшая естественная единица, на которую разделяют совокупность (например, дерево в древостое, особь в популяции и т.п.), так и некоторое их объединение (например, средний образец семян, навеска из него для определения чистоты, влажности, массы 1000 шт., 4 пробы по 100 шт. семян для определения лабораторной всхожести, жизнеспособности или доброкачественности: все это некоторое объединение наименьших естественных единиц – семян). Структура и оптимальный размер п. е. в. определяется целью работы и структурой изучаемой совокупности. Набор всех первичных единиц выборки составляет основу выборки. Иногда она известна до начала работы (т.е. известен перечень п. е. в.), но чаще – подразумевается (например, множество всех элементарных участков лесного массива, соответствующих по площади величине п. е. в.). При сборе лесоводственной информации, даже в исследовательских работах рассмотрению основы выборки обычно уделяют мало внимания, а п. е. в. часто выбирают по соображениям типичности, определяемой субъективным восприятием исследователя, что исключает возможность объективной оценки результатов.
Структура ошибок конечных результатов, получаемых выборочным методом, достаточно сложна. Все возникающие ошибки можно разделить на две группы:
- ошибки выборочности (возникающие вследствие того, что обследованию подвергается лишь некоторая часть г.с.);
- ошибки не связанные с выборкой.
В выборочных обследованиях особое внимание следует уделять анализу возможных источников ошибок, а расчет конкретного выражения для их нахождения зависит как от принятого выборочного метода, так и от методов последующей обработки информации.
Целесообразность применения той или иной выборочной схемы определяется её эффективностью. Из выборок, использующих одинаковые п. е. в., более эффективна та, которая требует меньшее количество п.е.в. для достижения определенной точности. Относительную эффективность выборочной схемы определяют как величину, обратную отношению объема выборок. В простом случайном отборе относительная эффективность совпадает с относительной точностью – величиной, обратной отношению выборочных дисперсий оценок, полученных сравниваемыми способами при равном числе п.е.в.