Меню

Лазерная таксация лесов с технологией LiDAR

Лазерная таксация лесов с технологией LiDAR

LiDAR – одна из самых перспективных технологий в лесной отрасли. Журнал «ЛПК Сибири» совместно с ForestTech Accelerator, одной из первых в России площадок для пилотирования инноваций в ЛПК, рассказывают о том, как лазерное сканирование лесов приходит на смену традиционной таксации и помогает вести устойчивое лесопользование.

Суть технологии раскрывает ее название: LiDAR от английского Light Identification Detection and Ranging – световое обнаружение и определение дальности. Работает это следующим образом: оптическая система посылает световой сигнал, на его основе получает и обрабатывает информацию об удаленных объектах – и, используя эти данные, создает трехмерное изображение сканируемого объекта. История технологии началась в 1960-х годах XX века – LiDAR использовался для отслеживания спутников и военных целей. Со временем технология совершенствовалась, а поле ее применения расширялось. К примеру, сегодня LiDAR-сканер среди прочего встроен в последнюю модель iPad Pro.

Одно из самых широких распространений технология лазерного сканирования получила в лесной отрасли. С начала 2000-х во всем мире LiDAR стали применять как альтернативу традиционным методам таксации лесов. Активно этот подход разрабатывался и в России. Так, красноярский Институт леса им. Сукачева даже выпустил учебное пособие «Лазерная локация земли и леса». Преимущества лазерной таксации перед традиционными подходами очевидна: метод значительно экономит время, а значит, и средства.

Главное же, лазерная таксация позволяет получить максимально точные и объективные данные о состоянии лесов, вплоть до высоты деревьев и диаметра стволов. Процесс состоит из нескольких этапов. Первый – сбор информации: самолет или дрон, с установленным на нем LiDAR-сканером, пролетает над определенной территорией, сканируя ее. Проникая сквозь полог леса до самой земли, лазерный луч встречает на своем пути множество поверхностей и отражается от них. Это отражение фиксирует приемник сканера, установленный на борту воздушного судна. Так как сканер способен генерировать от 100 до 500 тысяч лазерных импульсов в секунду, по завершению сканирования формируется очень большой объем информации.

Далее следует этап «расшифровки». Собранные LiDAR-сканером данные представляют собой так называемое «облако точек» – плотное поле точек, расположенных в трехмерной системе координат. Каждой точке в облаке задается свой класс: земля; низкорослая растительность; растительность средней высоты; высокая растительность; шум; водные поверхности. Для визуализации этой информации и построения на ее основе 3D-моделей местности используют специальные программы. Максимально точные результаты дает дополнительное использование информации из внешних геолокационных систем, карт местности и GPS. Взятые из них данные о дорогах, озерах, реках служат своего рода опорными точками для создания точных цифровых моделей рельефа, местности и полога насаждений.

Практика лесозаготовительных компаний показывает, что собранные на основе LiDAR данные не просто дают более точную оценку запасов древесины. Информация также позволяет лучше спланировать лесозаготовку, вплоть до выбора необходимого оборудования и его размещения. Однако LiDAR-инвентаризация лесных участков – лишь одно из применений лазерного сканирования лесов.

Сегодня возможности LiDAR все чаще обсуждаются в контексте устойчивого лесоводства. С помощью LiDAR-сканирования можно отслеживать динамику роста стволов деревьев, их кроны и подлеска, своевременно обнаруживать очаги вредителей и болезни леса. Кроме этого, исследователи используют LiDAR для замеров объема углерода, который способны поглотить леса на конкретной территории.

Источник

Таксация деревьев и лесов

Лесные ресурсы необходимо регулярно инвентаризировать. Это требуется для осуществления систематического контроля и учета количественных и качественных характеристик зеленых насаждений. Процедура предполагает материальную оценку и всесторонний анализ относительно возраста деревьев, прироста и объема. Необходимость планирования, развития и увеличения лесных ресурсов обусловлена государственными потребностями, поэтому проведение учета и контроля доверяется соответствующим инстанциям.

Проведение таксация леса

Компания «Промтерра» предоставляет услуги по таксации лесов и паспортизация цветочного оформления с соблюдением нормативных требований и правил оформления итоговой документации.

Цели проведения таксации леса

Таксация представляет собой ряд мероприятий, направленных на всестороннее исследование зеленых насаждений в периметре установленной территории. Процедура позволяет рассмотреть следующий ряд вопросов:

  • общая оценка лесных ресурсов;
  • анализ полноты насаждений парковых зон;
  • таксация заготовленной древесины и насаждений;
  • детальное вычисление лесных площадей;
  • исследование и анализ деревьев, которые растут;
  • учет пиломатериалов и дров.

Проведение дендрологических исследовательских мероприятий начинается с подготовки документальной базы. Геодезические материалы занимают первое место в этом вопросе. Требуются топографические карты в актуальной версии.

Таксация лесов и насаждений

Площадь объекта таксации должна быть предварительно разделена по разрядам. Для каждого из них применяют разные методы исследования насаждений. Особое внимание уделяют юридически установленным границам объекта, что относится к сфере землепользования. Дополнительно специалистам надо проанализировать схемы транспортного освоения лесов, их эксплуатации или реконструкции.

В каких случаях необходимо проводить таксацию деревьев

Лесной фонд состоит из отдельных массивов. Составляющими являются не только насаждения, но и другие разновидности лесных земель. Стоит отметить комплексность методики. Она предусматривает не индивидуальный осмотр каждого отдельного дерева, а рассмотрение их, как единого целого. По этой причине метод массового наблюдения является актуальным, хотя и трудоемким. Таксацию проводят при подготовке лесосек под вырубку.

При лесоустроительных работах таксация также является актуальной процедурой, позволяя направить усилия на организацию рационального лесопользования. При необходимости определения возрастного и породного состава лесных территорий, размеров рубок, а также реализуя проекты по охране зеленых насаждений, эта процедура является основополагающей. Она позволяет получить точные сведения об исследуемой местности для составления итоговой оценки.

Исследования массива деревьев

Каждый случай изучения лесной территории является индивидуальным. Это означает, что рассматриваемая ситуация относительно объекта будет характеризоваться разными показателями:

  • состав существующих насаждений и их происхождение;
  • форма зеленых насаждений (одно- или многоярусная);
  • средняя высота деревьев;
  • древостой в парках;
  • средний размер всех растущих деревьев, их полнота и бонитет;
  • тип леса, лесоустройство;
  • характер подлеска и подроста;
  • класс товарности деревьев;
  • актуальный запас древесины.

Оценка качества древесины

Сведения лесной таксации важны для решения вопросов в лесном и парковом хозяйстве. Учет и контроль должен носить систематический характер. Это поможет отслеживать быстро изменяемые условия существования лесов и пользования их ресурсами. Кроме того, таксационное описание всех лесных участков дает возможность обоснованно проводить планирование развития лесного хозяйства.

Применяемая методология и ее особенности

Система предполагает применение разных методик исследования на выделенных участках. Различают сплошную и частичную перечислительную таксацию, а также визуальную. Каждая из названых методик имеет свою специфику. Например, при работе по сплошной методике исследования лесосек используют сортиментные таблицы при проведении работ на сплошных рубках. Если выбор сделан в пользу частичной, понадобятся ленточные перечеты. Визуальная методика таксации предполагает применение товарных таблиц и подходит для исследования малоосвоенных участков.

Что такое сортиментная и товарная таблицы

Сортиментный вид таблицы имеет утвержденный формат. В ней указывают обмерные сведения по всем позициям (высота, объем ствола в коре). Кроме того, распределяют по категориям – на деловую древесину и дровяные деревья с дополнительными подкатегориями. Товарная таблица предусматривает заполнение сведений о древесных запасах именно по классу товарности. Существует первый, второй и третий класс. Категория крупности деловой древесины и сорта являются основной информацией для таблиц.

Перспективы развития таксации деревьев и насаждений

Как и любая сфера деятельности, связанная с учетом и контролем, есть необходимость обеспечить на государственном уровне формирование сведений о всех существующих лесах, их насаждениях в виде единой базы. Точность современной системы инвентаризации имеет сложность относительно оперативного обновления информации о древостоях на момент рубки. Так происходит из-за того, что таксационные работы проводят в разные годы. Автоматизированная система учета является перспективным решением лесоустройства.

Таксация деревьев и зеленых насаждений

Компания «Промтерра» проводит все виды дендрологических изысканий, включая работы по разработке дендроплана, таксаций лесов и деревьев. В эту сферу деятельности входят мероприятия по установлению границ, проведении глубокого анализа преобладающих пород дерева. Для осуществления измерений в арсенале специалистов есть все необходимое оборудование, позволяющее получать точные данные о каждом отдельном экземпляре. При необходимости могут быть проведены дополнительные мероприятия по лесопатологическому обследованию или анализу экологического состояния местности.

Читайте также:  Подбор и аренда помещения для открытия автосервиса

Источник



Таксационные приборы и инструменты. Работа с мерной вилкой, высотомером, полнотомером, лазерным дальномером, возрастным буравом и др.

Таксационные приборы и инструменты. Работа с мерной вилкой, высотомером, полнотомером, лазерным дальномером, возрастным буравом и др.

Для измерения длины сваленных деревьев и заготовленных из них лесоматериалов применяют мерные шесты, мерные рейки и мерные ленты.

Основным инструментом, применяемым при таксационных работах, является мерная вилка. С помощью мерной вилки измеряют диаметр растущих или сваленных деревьев. На сторонах линейки нанесены деления: с одной стороны сантиметровые, где цифры даны через 4 см, с другой полусантиметровые – с цифрами через 2 см. Применяемые в последнее время дюралюминиевые мерные вилки являются портативными и удобными для перевозок, поскольку имеют небольшие размеры. Наиболее распространенными в настоящее время при лесотаксационных работах являются дюралюминиевые мерные вилки со шкалой 46 и 65 см. Из зарубежных производителей мерных вилок в качестве примера можно привести финскую фирму Haglof. В последнее время стремятся к созданию компьютерных мерных вилок. Примером такого оборудования является компьютерная мерная вилка «Masser 2000».

Для определения высоты растущих деревьев используют высотомеры различных конструкций, в основном основанные на оптическом прицеле.

Высотомер « Suunto » PM-5/1520. Состоит из легкого металлического корпуса и оптической системы. На приборе нанесены две отсчетные шкалы: одна для измерения с расстояния 15 м, вторая – 20 м. Преимущество его состоит в том, что он является очень легким, компактным (легко убирается в кармане таксатора) и точным в измерении (точность измерения высоты – до 10 см).

В последнее время появились электронные высотомеры («Elektronik clinomet» Haglof).

Для определения суммы площадей поперечных сечений таксируемых древостоев используют полнотомер Биттерлиха и призму Анучина.

Для установления интенсивности роста дерева в толщину измеряют толщину годичных слоев древесины. Для этого из ствола растущего дерева высверливают кусочки древесины в виде цилиндриков. Инструмент для их высверливания называется приростным буравом Пресслера. Он представляет собой пустотелую трубку, имеющую с одного конца винтовую нарезку. Другой конец трубки вставлен в отверстие второй трубки, которая служит ручкой бурава и в то же время его футляром. При ввинчивании бурава в ствол дерева в полость трубки входит цилиндрик древесины. Чтобы оторвать цилиндрик древесины от ствола, между ним и стенками бурава вставляют узкую стальную пластинку. После того как бурав вывинчен из ствола, при помощи пластинки из полости трубки извлекают цилиндрик древесины. На обратной стороне пластинки нанесены деления, которые служат для измерения ширины годичных слоев. Чаще всего на цилиндрике древесины отсчитывают десять годичных слоев и определяют их ширину.

Для взятия глубоких проб и определения возраста дерева применяют возрастной бурав. Им можно извлекать цилиндрики длиной до 40 см. С помощью этого бурава по годичным слоям определяют возраст дерева.

Учёт и оценка состояния хозяйственного ценного подроста,

Его благонадёжности

При составлении таксационного описания наряду с характеристикой основного древостоя необходимо дать хозяйственную оценку подроста. Это необходимо для правильного выбора способов рубки леса, способов последующего восстановления леса на вырубках и выявления перспектив дальнейшего хозяйственного использования занимаемой данным насаждением площади.

Выявление состояния естественного возобновления производится глазомерным и выборочно-перечислительными методами.

При описании хозяйственно ценного подроста под пологом леса и на не покрытых лесом землях определяются следующие таксационные показатели:

породный состав по соотношению числа жизнеспособных экземпляров деревьев;

число экземпляров, тысяч штук на 1 гектар, а при групповом размещении и количество групп на 1 гектар.

Жизнеспособность подроста и молодняка хвойных пород характеризуется следующими признаками: густой, зеленой и темно-зеленой хвоей; выраженной мутовчатостью; островершинной, конусообразной, симметричной, густой или средней густоты кроной, протяженностью не менее 1 /3 ствола в группе деревьев или ½ при единичном их размещении; наличием прироста по высоте за последние 3-5 лет; приростом вершинного побега – не менее прироста боковых ветвей; прямыми стволиками; гладкой и мелкочешуйчатой корой без лишайников.

Жизнеспособный подрост твердолиственных пород характеризуется нормальным облиствением кроны и пропорционально развитыми по высоте и диаметру стволиками.

Обследованию выборочно-перечислительными методами подлежат участки, где возникают затруднения в глазомерной оценке количества и состояния подроста. На непокрытых лесом площадях суммарную площадь обследования определяют от количества возобновления, определенного глазомерно. При густоте подроста более 10 тыс.шт на 1 га, площадь обследования должна составлять не менее 0,5%, при густоте 3,1-10,0 тыс.шт на 1 га – 1%, при густоте до 3,0 тыс. шт на 1 га – 2%.

Под пологом леса обследование проводят на площадках размером 10м 2 с общим их количеством 30 шт при площади выдела до 5 га, 50 шт – при площади 5-10 га, 100 шт – при площади 10 га и более.

Расстояние между центрами площадок размещенных по углам сетки квадратов определяют по формуле:

а размещенных в шахматном порядке по формуле:

Где S – площадь выдела, м 2 ; n – количество площадок, шт.

Расстояние округляется до 5 м.

Перечет подроста ведется по породам, категориям крупности жизнеспособных экземпляров. При обследовании порослевого возобновления за единицу учета принимают каждый корневой отпрыск и всю поросль от каждого пня. Для каждой породы и категории крупности не менее чем на 10 растениях по числу годичных слоев определяют возраст на срезе у шейки корня. Категории крупности подроста: мелкий (0,1-0,5 м), средний (0,6-1,5 м), крупный (более 1,5 м).

Оценивая успешность возобновления, используют следующие коэффициенты пересчета мелкого и среднего подроста в крупный: для мелкого – 0,5, среднего – 0,8.

По густоте подрост разделяют на: редкий – до 2 тыс. шт/га, средней густоты – 2-8 тыс. шт/га, густой – 8-13 тыс. шт/га, очень густой – свыше 13 тыс. шт/га.

Обработку материалов обследования проводят в полевых условиях. По каждой перечетной ведомости подводят итоги общей площади учетных площадок, отдельно количества семенных и порослевых экземпляров всходов и подроста каждой породы по группам высот. Количество всходов и подроста в пересчете на 1 га рассчитывают по формуле:

Где n – суммарное число всходов и подроста на всех учетных площадках обследуемого участка, шт; P – суммарная площадь учетных площадок на обследованном участке, м 2 .

Количество возобновления оценивают с использованием соответствующих шкал.

Планово-картографические материалы лесоинвентаризации

Планово-картографические материалы – это материалы, содержащие подробную характеристику леса как природного явления и объекта экономики. Они составляются по лесным участкам, участковым лесничествам и лесничествам (лесопаркам). В зависимости от их целевого назначения различаются по масштабу, топографической и специальной нагрузке:

Карты лесов области, края, республики – планово-картографические материалы, отражающие пространственное размещение лесных массивов и административно-хозяйственное деление лесного фонда. Изготавливаются на основе генерализации или уменьшенных копий карт-схем лесонасаждений лесничеств.

Карта-схема лесничества – планово-картографические материалы, представляющие собой карту, характеризующую пространственное размещение контуров лесных массивов, находящихся в ведении как этого лесничества, так и арендаторов. Изготавливается на основе уменьшенных (до необходимых масштабов) копий планов участковых лесничеств и топографических карт.

Карта схема арендуемых земель – планово-картографические материалы, отражающие территориальное размещение и арендную принадлежность земель лесного фонда.

Карты-схемы противопожарных мероприятий – планово-картографические материалы, отражающие степень пожарной опасности отдельных частей территории лесного фонда лесничества, источники возможного возникновения лесных пожаров, элементы существующего и проектируемого противопожарного устройства. Cпециальную нагрузку отражают нанесением условных знаков и окраской контуров.

План участкового лесничества — планово-картографические материалы, отражающие пространственное размещение лесного фонда лесничества. Изготавливается на основе уменьшенных копий планшетов.

План проектируемых мероприятий – планово-картографические материалы, отражающие территориальное размещение проектируемых лесоустройством видов лесохозяйственных мероприятий в лесничестве. Создается на плане лесничества окраской выделов, в которых на предстоящий ревизионный период намечены хозяйственные мероприятия.

План размещения эксплуатационного фонда – планово-картографические материалы, отражающие территориальное размещение эксплуатационного фонда участкового лесничества, его доступность для заготовки леса и концентрацию запасов спелого леса. Создается окраской на плане лесничества таксационных выделов спелых и перестойных древостоев (насаждений), включенных в эксплуатационный фонд.

Читайте также:  Автоматические термоупаковочные машины

План размещения ягодников, лекарственного и технического сырья – планово-картографические материалы, отражающие выявленные лесоустройством недревесные ресурсы леса (ягодники, травы, кустарники и др.). Создается на плане лесничества окраской или условными знаками таксационных выделов с указанием недревесных ресурсов леса.

План лесонасаждений – планово-картографические материалы, характеризующие качественную структуру земель и насаждений лесного фонда и территориальное размещение лесничества. Создается окраской таксационных выделов земель, покрытых лесной растительностью, по преобладающим породам и группам возраста. Другие категории земель изображают условными знаками. На планах лесонасаждений не окрашиваются особо защитные участки.

Планшет лесоустроительный – первичный документ планово-картографических материалов лесоустройства, содержащий план группы лесных кварталов. Составляется по результатам аэрофотосъемки, геодезической, топографической съемки и таксации леса.

Требования к картографическим материалам, составляемым при лесоинвентаризации

Источник

Лесотаксационные приборы и инструменты.

date image2015-07-04
views image6990

facebook icon vkontakte icon twitter icon odnoklasniki icon

Для измерения длины срубленных деревьев и заготовленных лесоматериалов применяют складные метры, мерные рейки (шесты), мерные ленты и рулетки. Складные метры изготовляют либо из дерева, либо из стальных пластинок. На них наносятся деления в миллиметрах и сантиметрах. Длина шестов обычно 2 или 3 м, на них нанесены дециметровые деления, а через каждые полметра и метр сделаны отметки.

Для измерения длины стволов и длинных сортиментов применяют рулетки. Длина рулеток от 2 до 50 м. Они выполняются из тонкой стальной ленты, либо из прочного полотна. Деления нанесены в сантиметрах и метрах.

Мерные ленты изготавливают из стали, их длина обычно 20 м. Ими, как правило, измеряют длину линии при лесоинвентаризационных работах и отводе лесосек. Для измерения длины стволов и сортиментов они неудобны.

Диаметр растущих деревьев измеряют мерной вилкой, а толщину сортиментов, кроме того, мерной скобой и складным метром. Лесная мерная вилка — основной инструмент, применяемый при таксационных работах. В настоящее время существует очень много различных их конструкций. Основные части вилки: мерная вилка с делениями и две перпендикулярные ей ножки, одна из которых подвижная и может свободно перемещаться вдоль линейки. В зависимости от конструкции вилки и требуемой точности измерения деления могут быть с градацией 0,5; 2 и 4 см.

Для измерения диаметра ствол дерева зажимают между ножками вилки. Линейка при этом должна касаться ствола, а концы ее ножек заходить за середину диаметра. Ножки должны быть всегда параллельно одна другой и перпендикулярны линейке. Ход подвижной ножки должен быть плавным, без люфта. Правильное положение ножек может быть проверено путем их сближения, при этом поверхности ножек должны плотно соприкасаться по всей их длине.

При массовых обмерах деревьев (сплошном перечете) измерения производят по двух- и четырехсантиметровым ступеням толщины. Так как диаметр измеряют только в целых ступенях, приходится делать округления: доли диаметра, равные половине ступени или больше считают за целую ступень, а меньше половины в расчет не принимают. Поэтому на мерной линейке с четырехсантиметровой шкалой первая ступень 4 стоит на уровне 2 см, ступень 8 — на 6 см и т. д. ,т. е. первая ступень наносится в половинном размере и обозначается как полная, а остальные через каждые 4 см. В данном случае на линейке указаны не диаметры стволов деревьев, а средняя величина ступени. В ступень 4 см входят столы с диаметром от 2,1 до 6 см, в ступень 8 см от 6,1 см до 10 см, в ступень 12 см — от 10,1 см до 14 см и т. д. Таким образом, мерная вилка автоматически производит распределение деревьев по ступеням толщины. Техника перечета достаточна проста, ступень указывает самая ближняя к подвижной ножке цифра. Ошибки за счет округления при большом числе измерений взаимно гасятся и сводятся к нулю.

В настоящее время наиболее распространены деревянные мерные вилки. С одной стороны мерной линейки таких вилок деления нанесены для перечета по четырех сантиметровым ступеням толщины, а с другой — по двух сантиметровым ступеням толщины. В некоторых вилках необходимую градацию отсчета можно регулировать перестановкой неподвижной ножки. Деревянные вилки имеют существенный недостаток. При работе в сырую погоду линейка разбухает и подвижная ножка плохо двигается. С целью устранения этого недостатка, а также перекосов подвижной ножки ее прорезь делают разного сечения и устанавливают в нее зажимы различных конструкций. Ножки вилки должны быть всегда параллельны между собой и перпендикулярны измерительной линейке. Отклонение на 1 0 дает ошибки в измерении диаметра на 0,85 %, на 3 0 — 2,5 % и на 5 0 — 4,25 %.

Широкое распространение имеют вилки из текстолита, материала не боящегося сырости, а заделанные в прорезь подвижной ножки два подпружиненных подшипника придают каретке легкость хода и предупреждают люфт, искажающий точность отсчета. Этой мерной вилкой можно измерять точный диаметр ствола. Для этого неподвижную ножку можно переместить на нулевой отсчет. Общая длина линейки 90 см, а ножек — 45 см.

Ствол дерева в поперечном сечении не представляет правильного круга, и диаметр его более точно определяется как среднеарифметическая из двух взаимно перпендикулярных замеров диаметров.

Иногда вилки делают из легкого и прочного металла, например алюминия. Они обычно применяются при исследовательских работах, так как ее мерная линейка размечена с точностью до миллиметра.

Диаметр растущих деревьев на высоте выше высоты груди измеряют дендрометром. Конструкция прибора достаточна сложна, в нашей стране они редки, а, например в США применяются повсеместно, так как при таксации леса определяют выход продукции в досковых футах, для чего необходимо на растущем дереве определить диаметры сортиментов в верхнем отрубе.

Для измерения торцовых сечений бревен и кряжей применяют мерную скобу или складной метр. Мерная скоба представляет собой деревянный брусок длиной 80 см с нанесенными на нее с двух сторон сантиметровыми и полусантиметровыми делениями. Один конец бруска сделан в виде ручки, а на другом имеется металлический наконечник с выступом. При обмере скобу прикладывают к торцу бревна так, чтобы линейка проходила по середине среза, а выступ упирался в его край.

Высоту растущих деревьевизмеряют специальными приборами — высотомерами. Конструкций высотомеров очень много.

Измерение высоты любым высотомером независимо от его конструкции основано на геометрическом или на тригонометрическом принципе. Первый основан на подобии двух треугольников, один которых проектируется на местности, другой — на приборе. К этой группе можно отнести зеркальный высотомер Фаустмана, высотомеры Вейзе, Христена, оптический высотомер Н. П. Анучина.

Одной из наиболее простых конструкций является мерная вилка. На подвижной ножке вилки нанесены деления, а на неподвижной, напротив нулевой отметки подвижной ножки укреплена нить отвеса. Измерение выполняют следующим образом.

От дерева отмеряют расстояние равное примерно его высоте. На это же значение отодвигают подвижную ножку мерной вилки и из точки отмеренного расстояния по внутренней грани неподвижной ножки визируют на вершину дерева. При этом шнур с отвесом пересечет на подвижной ножке то число, которое обозначает высоту дерева, уменьшенное на рост наблюдателя до уровня его глаз (в среднем 1,5-1,7 м). На ровной местности это расстояние прибавляют к полученному показателю на вилке. Если дерево расположено выше наблюдателя, то его высоту определяют как разность отсчетов по нити отвеса при визировании на вершину и основание дерева; если дерево ниже, то его высота представляет собой сумму этих отсчетов без добавления высоты до глаза наблюдателя, так как при проведении сложения и вычитания высота наблюдателя взаимно погашается.

Высотомер Христена. В скандинавских странах и Америке широко применяется высотомер Христена. Принцип его устройства виден из рис. 1.

Рис. 1. Измерение высоты дерева высотомером Христена

Отрезок ав представляет собой стержень, на котором нанесены деления. ВС — рейка определенной высоты, прислоненная к дереву. Приближая глаз О к стержню ав или удаляя его, можно добиться такого положения, при котором стержень ав полностью перекроет дерево АВ. В этом случае деление с, на котором стержень авпересекаетсялучом зрения ОС, направленным на верхний конец приставленной к дереву рейки ВС, покажет высоту дерева.

Читайте также:  Bluetooth технология и ее применение

Такой высотомер и рейку таксатор может изготовить сам из тонкого стволика дерева. Деления, определяющие высоту деревьев, можно сделать, сняв полоски коры на стержне высотомера. Для стержня ави для определенной длины рейки СВ можем вычислить величины делений ас при разных высотах АВи нанести их на стержень.

АС · ав

АВ : АС = ав : ас, отсюда ас = ——————-

АВ

Подставляя в формулу величины высот деревьев, которые встречаются в лесу (АВ), и АС равная АВ — высота рейки (ВС) получим на стрежне деления, соответствующие высоте, начиная сверху стержня.

Преимущество высотомера Христена состоит в том, что он не требует измерения базиса. Независимо от рельефа таксируемого, без всяких дальнейших поправок, при одном отсчете по высотомеру получается конечная высота дерева. Поэтому определять этим высотомером высоту деревьев можно очень быстро.

Югославский инженер Никола Айк улучшил высотомер Христена. Новая конструкция имеет корпус длиной 50 см, на который нанесена шкала высот. Высотомер снабжен рукояткой, позволяющей удалять его от глаза на расстоянии, больше длины руки, и тем самым увеличить масштаб, в котором измеряется высота деревьев. При длине корпуса высотомера 50 см деления на шкале оказываются более крупными, чем в старой конструкции, вследствие чего при измерении высоты обеспечивается большая точность.

Рукоятка высотомера связана с его корпусом карданным шарниром. Такой шарнир дает возможность свободно передвигать рукоятку во всех направлениях и вместе с тем при измерении обеспечивается вертикальность прибора.

Чтобы высотомер при хождении по лесу не обременял таксатора, он сделан складным. В точке а корпус высотомера разъединяются на две части, а в точке в рукоятка отвинчивается от корпуса. Для работы этим высотомером необходима 5-метровая рейка, приставляемая к измеряемым деревьям. Рейку рекомендуется делать раздвижной.

Высотомер Блюме-Лейса. Устройство высотомера маятниковой конструкции, основано на тригонометрических расчетах. Высотомер имеет форму сектора круга. На верхней грани корпуса расположены диоптры. Рядом с предметным диаметром находится спусковой крючок, который закрепляет в нужном положении маятник высотомера. В верхней части корпуса имеется вырез для большого пальца руки. На обратной стороне шурупами прикреплена табличка, содержащая поправки к измерениям при гористом рельефе. Эта же табличка позволяет перевести градусы уклона местности в проценту.

Высотомер изготовлен из легкого металла, вес высотомера 320 г, размеры 18 х 15 х 2 см.

Высота деревьев определяется по четырем дугообразным шкалам с высотными делениями. Каждая шкала служит для визирования на дерево с различных расстояний: 15, 20, 30, 40 м. С помощью пятой, нижней шкалы определяют в градусах крутизну склонов, проводят нивелирование дорог и каналов. Все шкалы защищены стеклом.

При измерении высоты дерева сначала необходимо определить расстояние от измеряемого дерева до таксатора. Для этой цели служит базисная складная лента, закрепляемая на измеряемом дереве с таким расчетом, чтобы ее нулевое деление было на высоте глаз таксатора. Таксатор отходит от измеряемого дерева и, передвигаясь на несколько шагов веред или назад, в оптический измеритель ищет одно из четырех чисел (15, 20, 30, 40), находящихся на базисной ленте на том же уровне, что и нулевое деление. Допустим, что в приборе получилось изображение, при котором нулевое деление стоит на одном уровне с делением 20. Это означает, что расстояние от основания ствола до уровня глаз таксатора равно 20 м. Чтобы добиться точного определения расстояния при рассматривании чрез оптический измеритель базисной ленты, высотомер необходимо слегка поворачивать. Тогда получится наиболее ясное изображение базисной ленты.

Установив расстояние от пункта наблюдения до дерева, надо нажать на кнопку, находящуюся на обратной стороне высотомера. В результате освободится маятник. Сначала визируют на вершину дерева, а затем на его основание. Визирование надо проводить до тех пор пока маятник не остановится, т. е. встанет в вертикальное положение. После этого, не переставая через диоптры визировать на вершину дерева, нажимаю указательным пальцем на спусковой крючок. Тогда маятник будет зафиксирован на показании шкалы, указывающей высоту дерева. Визирование на основание дерева производится аналогично. Суммируя результаты отсчета находят его высоту. Если таксатор находится ниже основания дерева, то тогда из отсчета дерева на вершину вычитается показатель визирования на основание дерева. Когда дерево расположено на склоне более 10 0 , необходимо внести поправку на рельеф. Для этого с помощью пятой шкалы высотомера определяют угол наклона. В поправочной таблице находят величину поправки на высоту, соответствующую установленному углу наклона, и умножают ее на высоту дерева.

Оптический высотомер (ВА). Автор Н. П. Анучин. Высотомер состоит из корпуса, смонтированного из двух симметричных половинок, стянутых винтами. Окуляр прибор снабжен наглазником. На корпусе прибора со стороны объектива нанесены две отсчетные шкалы: одна для измерения с расстояния 15 м, вторая 20 м. Регулировка прибора осуществляется путем передвижная тубуса относительно шкал. При этом необходимо ослабить винты, стягивающие корпус прибора.

Для измерения высоты надо отойти от дерева на соответствующее расстояние (15 или 20 м). Высоту дерева лучше измерять с расстояния, равное высоте дерева. Поэтому для насаждений, где высоты деревьев 18 — 27 м применяют 20-метровую шкалу, при более низких деревьях — 15-метровую.

Производить измерение расстояния до дерева рулеткой одному человеку неудобно. В то же время в равнинной местности после небольшой тренировки таксатор может измерить расстояние шагами с точностью до 0,5 м, что вполне достаточно для получения нужной точности высоты.

Пользование оптическим высотомером очень просто. Свободным концом от насадки высотомер обращаем к глазу и наглазник плотно прижимаем к глазу. Дерево, рассматриваемое через оптический высотомер, получит изображение за объективом в прямоугольной прорези стенки, несущей шкалы. При этом нулевое деление шкалы нацеливаем на корневую шейку измеряемого дерева. При соблюдении этого условия вершина дерева отсечет деление, определяющее его высоту. Одновременно с общей высотой дерева оптическим высотомером можно измерять протяжение кроны дерева и длину очищенной от сучьев части ствола. Прибор имеет небольшой вес (30 г), портативен, свободно помещается в карман таксатора.

Эклиметр. Для измерения высоты деревьев в таксационной практике широко применяется эклиметр. Он состоит из двух соединенных металлических коробок: одной четырехгранной, вытянутой, второй цилиндрической. На одном конце вытянутой коробки имеется предметный диоптр из тонкой проволоки, на другом — глазной диоптр в виде узкой щели. К этому же концу припаяна оправа с лупой. В цилиндрическую коробку заключено вращающееся колесо. По ободку колеса нанесены градусные деления, по 60 0 в ту и другою сторону от нуля. На том месте, где должно было быть деление 90 0 , к колесу припаян кусок свинца, вследствие чего радиус круга, проходящий через деление 90 0 , всегда занимает отвесное положение, а нулевой радиус — горизонтальное.

В цилиндрической коробке имеется вырез, через который видны градусные деления колеса, и кнопка, при помощи которой колесо освобождается от пружины. При горизонтальном положении вытянутой коробки в лупу видно деление 0 0 , при наклонном — деление, определяющее величину угла наклона.

Для определения высоты дерева сначала от него отмеряют расстояние, равное 10, 15 или 20 м. Выбрав одно из этих расстояний, через диоптры визируют на вершину дерева и отсчитывают по эклиметру величину угла между горизонтальным проложением и линией визирования. Высота дерева за минусом расстояния от земли до глаза наблюдателя будет равна:

Н — h = tga · А , где А расстояние от наблюдателя до дерева.

Чтобы при измерении высоты не делать каждый раз вычислений, для углов разной величины найдены тангенсы и перемножены на расстояния 10, 15, 20 м. В полученные результаты вносится поправка на расстояние от земли до глаз наблюдателя.

Погрешность измерений высот высотомерами составляет ± 3 %, мерной вилкой — ± 5-8 %.

Источник