ИЗМЕРЕНИЕ ТАКСАЦИОННЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

Таксация различных лесных объектов включает замеры, проводимые специальными приборами и инструментами.

Таксационные показатели различных лесных объектов обычно обозначаются и измеряются в единицах, приведенных в таблице:

Таблица 1

Обозначения и единицы таксационных показателей

Длина измеряется рулетками, мерными лентами и мерными шестами.

Толщина (диаметр) измеряется мерными вилками различных конструкций. Обычно они позволяют определять диаметры с точностью до 0,1 см и по ступеням толщины (2 или 4 см).

Обычная мерная вилка состоит из мерной линейки со шкалой и двух перпендикулярно к ней расположенных ножек – подвижной и неподвижной. Деления на шкале линейки могут быть через 0,1; 0,5; 1;2 и 4 см. Ранее мерные вилки изготавливались из дерева и текстолита (с ценой деления до 0,5 см) (Рис.1).

Рис.1 Мерная вилка

В последнее время используются металлические мерные вилки зарубежного производства (с ценой деления до 0,1 см), в частности вилки MANTAX (Швеция) (Рис.2)

.

Рис 2. Мерная вилка фирмы MANTAX

Диаметр деревьев определяют на высоте груди (1,3 м от шейки корня). Он называется таксационным и обозначается d_1,3. При измерениях отдельного дерева определяют среднеарифметический диаметр из двух замеров (Рис.3).

Рис.3 Замер диаметра отдельного дерева

На склоне высота 1,3 м устанавливается при подходе к дереву сбоку (по горизонтали склона). Диаметр деревьев-двойников измеряют, исходя из положения развилки относительно высоты 1,3 м. Если развилка выше 1,3 м – один ствол, если ниже 1,3 м – два ствола.

В 1960-х годах Л.П.Зайченко, с целью уменьшения размеров, была разработана мерная вилка циркулярного типа. В ходе развития такой конструкции АОЗТ «Ильвест», в 1990-х годах, разработал и выпустил таксационный измерительный лесной модуль ТИМ-1 (Рис.4), позволяющий, в частности измерять диаметры растущих деревьев. В настоящее время, различными зарубежными фирмами созданы современные вилки этого типа (Рис.5,6).

Рис.4 Замер диаметра дерева мерной вилкой циркулярного типа ТИМ-1

Рис.5 Мерная вилка циркулярного типа MASSER RACAL TWC

Рис.6 Замер диаметра дерева мерной вилкой циркулярного типа

В последние годы разработаны конструкции вилок-компьютеров (Masser 2000GR, Massser 45-55GR финского производства и Mantax Computer Galiper шведского производства и другие) позволяющие измерять диаметры деревьев с точностью до ±1мм, обрабатывать полученные данные по введенной программе с выдачей результатов на дисплее вилки. При помощи этих приборов можно производить измерения диаметра в диапазонах 0-50, 0-80, 0-100 см, в зависимости от длины линейки (Рис. 7,8).

Рис.7 Электронный замер мерной вилкой HAGLOF PRO ONE

MANTAX DIGITECH 650 ММ MANTAX PRECISION 950 ММ

MACTAX BLACK HAGLOF DIGITECH

MASSER EXCOLIPER MASSER 2000 GR

Мерная вилка с лазерным указателем

Рис.8 Мерные вилки различных конструкций

Диаметр бревен измеряют мерной скобой на его торце без толщины коры (Рис.9).

Рис.9 Замер диаметра бревна

Высота растущих деревьев измеряется высотомерами различных конструкций, иногда – мерными вилками и эклиметрами. Для определения высоты этими инструментами необходимо знать расстояние (базис) до измеряемого дерева (Рис.10).

АВ – линия визирования на вершину дерева; а – базис до дерева;

h –высота, равная сумме h₁ – отсчета высоты по шкале – и h₂ – роста наблюдателя до уровня глаз.

Рис.10 Определение высоты дерева

Многие конструкции высотомеров включают в себя эклиметры для измерения вертикальных углов (Рис 11).

Высотомер В 3

Электронные высотомеры VERTEX IV/360 и VERTEX LASER 360

Рис.11 Высотомеры различных конструкций

У большинства современных маятниковых высотомеров: немецкого Блюме-Лейсса, Никитина Макарова, Хага, Метра, румынского и японского дендрометраимеется несколько высотомерных шкал для базисного расстояния от 10-15 до 30-40 м с промежутком в 5-10 м, рассчитаных по формуле тангенсов. Шкалы, стрелка отвес, арретир заключены внутри корпуса. Наблюдение предметов ведется через диоптрический или оптический прицел.

Большинство тригонометрических высотомеров снабжены бипризменными (клиновыми) дальномерами со складными базисными рейками, которые подвешиваются на стволе дерева, на уровне глаз наблюдателя. При наблюдении через бипризму появляется раздвоенное изображение. Совмещением изображений делений рейки в одно (путем движения взад-вперед относительно рейки) производится измерение на местности базисной дистанции.

Из последних разработок следует отметить конструкции лазерных дальномеров-высотомеров, которые в последнее время начали выпускать зарубежные фирмы. Точность определения высот ими достигает 0,01 м.

Рассмотрим конструкции и работу с некоторыми видами высотомеров.

В качестве высотомера может быть использована мерная вилка (Рис.12).

Рис.12 Использование мерной вилки в качестве высотомера

На подвижной ножке нанесены деления для определения высоты. Подвижную ножку на линейке закрепляют на делении, которое соответствует измеренному расстоянию от дерева в метрах. Далее из этой точки делают визир на вершину дерева по нижней грани неподвижной ножки и одновременно засекают деление на шкале высот. Оно покажет высоту дерева без расстояния от уровня глаз наблюдателя до земли. Прибавив это расстояние (в среднем равное 1,5 м) в итоге находят всю высоту дерева.

При визировании на вершину получается два прямоугольных треугольника «АВС» и «авс», у которых, две стороны взаимно перпендикулярны. Из подобия этих треугольников следует, что:

поэтому величина ас покажет высоту h₁, то есть высоту дерева без расстояния от уровня глаз до земли.

Высоту с помощью мерной виски измеряют с погрешностью ±5-8%.

Эклиметр(Рис.13)состоит из четырехгранной пустотелой трубки 2, на одном конце которой сделан предметный диоптр в виде узкой щели. К трубке присоединена цилиндрическая коробка 1, внутри нее помещен вращающийся диск. По ободу диска нанесены градусные деления (по 60⁰ в обе стороны от нуля), видные в вырезе около глазного диоптра на цилиндрической коробке - 3. Выше выреза имеется кнопка, с помощью которой диск освобождается от пружины. На глазном диоптрии имеется оправа с лупой, позволяющая лучше видеть градусные деления. К диску припаян груз – кусок свинца, под действием которого нулевой диаметр незакрепленного диска всегда занимает горизонтальное положение.

Рис. 13 Эклиметр

Для определения высоты отмеряют от дерева лентой или рулеткой одно из постоянных значений базиса (10, 15 или 20 м), близкое к высоте дерева. Встав на конце базиса, визируют по глазному и предметному диоптрам на вершину и делают отсчет угла наклона в градусах.

При горизонтальном базисе высоту дерева определяют по формуле:

где b –длина базиса;

α – угол наклона;

h – рост наблюдателя от уровня глаз до земли.

На наклонной местности измеряют два угла наклона – на вершину и основание дерева.

Высоту находят по формуле:

где α₁ – угол, измеренный на вершину дерева;

α₂ - угол, измеренный на основании дерева.

Для перевода значений углов в метры используют специальные таблицы.

Высоту дерева на равнинной местности с помощью эклиметра также можно определить, если отойти от него на расстояние, при котором угол наклона составит 45^о. Измерив рулеткой или лентой расстояние и прибавив рост наблюдателя до уровня глаз, находят высоту дерева.

Высотомер оптический сконструирован профессором Н.П.Анучиным (Рис. 14).

1 – вогнуто-выпуклая линза; 2 – корпус; 3 –двояковыпуклая линза

Рис. 14 Высотомер оптический

Состоит из корпуса, внутри которого вмонтированы вогнуто-выпуклая линза, используемая в качестве окуляра, и двояковогнутая рассеивающая линза - служащая объективом. На корпусе со стороны объектива нанесены две измерительные шкалы с базисами на 15 и 20 м. Каждое деление на шкалах соответствует 1 м высоты дерева. Идущие от дерева лучи света, проходя через объектив, расходятся веером и попадают через окуляр в глаз наблюдателя. Он видит мнимое, прямое, сильно уменьшенное изображение дерева на расстоянии 15 или 20 м (в зависимости от высоты дерева).

Узкой стороной прибор обращают к глазу и выступом (надглазником) корпуса над окуляром плотно прижимают к лицу. Затем нижним нулевым делением шкалы визируют на корневую шейку измеряемого дерева. На шкале вершина дерева отсечет деление, соответствующее всей его высоте (Рис 15).

Рис. 15 Измерение высоты дерева при помощи оптического высотомера

Средняя ошибка при измерении высоты эклиметром и оптическим высотомером

Возраст дерева определяют различными методами: по годичным слоям, которые можно подсчитать на пнях свежесрубленного дерева и, при невозможности рубить деревья, возрастным буравом (Рис.16).

Рис.16 Возрастной бурав HAGLOF

Возрастной бурав сделан в виде пустотелого цилиндра, одному концу которого придана четырехгранная форма, а другой конец имеет винтовую резьбу. Рукояткой бурава является футляр.

В полость трубки, внутреннее сечение которой постепенно расширяется по направлению к рукоятке, при ввинчивании бурава в ствол входит высверленный столбик древесины. Столбик извлекают с помощью стальной пластинки и на нем определяют число годичных слоев и их ширину (Рис.17).

Рис.17 Определение возраста дерева возрастным буравом

Площадь поперечного сечения стволов G определяют по формулам площади круга:

и эллипса

где D₁ и D₂ – два взаимно перпендикулярных диаметра;

D₃ и D₄ – наибольший и наименьший диаметры.

Точность определения площадей поперечных сечений по всем формулам зависит от толщины коры: чем тоньше кора, тем меньше погрешность. У деревьев с толстой корой преувеличение площади поперечного сечения по сравнению с истиной составляет 4-5%.

Сумму поперечных сечений в древостое на 1 га (∑G) находят с помощью полнотомера В.Биттерлиха и призмы Анучина.

Полнотомер представляет собой брусок длиной 1 м, на конце которого имеется металлическая пластинка – предметный диоптр (рамка) шириной 2 см. Размеры полнотомера могут быть и другие, но отношение ширины пластинки к длине бруска должно составлять 2/100=1/50 (Рис18).

Рис.18 Полнотомер Биттерлиха:

При проведении измерений, медленно поворачиваясь на месте, делают оборот на 360^о. Деревья, выходящие за прорезь рамки, считают за одно, точно совпадающие с размерами рамки – за 0,5. Остальные деревья в подсчет не включают.

Сделав полный оборот и заложив, таким образом, круговую пробную площадь, находят количество деревьев, которое равнозначно сумме площадей поперечных сечений на 1 га.

При соотношении 1/50 размера предметного диоптра и длины бруска, поперечное сечение деревьев, закрывающих отверстие диоптра, составляет 1/10000 от площади круга, в котором эти деревья находятся. Такое же соотношение имеет 1 м² на 1 га.

Таким образом, количество деревьев, не входящих в прорезь диоптра и подсчитанное на круговой площади, будет эквивалентно числу квадратных метров поперечных сечений стволов на 1 га.

Принцип полнотомера В.Биттерлиха положен в основу другого прибора – таксационного прицела (Рис19).

Рис.19 Призма Н.П.Анучина

Таксационный прицел или призма Н.П.Анучина – изготовлен из оптического стекла в виде клиновидной призмы с углом отклонения 1^о08^ʹ40^ʹʹ. Этот угол соответствует углу визирования через диоптр полнотомера. При визировании на дерево происходит сдвиг части ствола, просматриваемой через призму. Сдвиг может иметь три положения (Рис.20).

Рис.20 Измерение суммы площадей сечений деревьев призмой Анучина.

Если сдвинутая часть не выходит за пределы диаметра дерева, то такие деревья принимают за 1 м². Если сдвинутая часть точно касается ствола, то его принимают за 0,5 м². Когда же изображение ствола в призме сдвинуто с разрывом, просветом, то такие деревья не учитывают.

Избрав в характерном месте древостоя определенное дерево для начала отсчета, призмой визируют на каждый ствол на высоте 1,3 м, медленно поворачиваясь на 360^о.

Подсчитанное в итоге число деревьев будет эквивалентно сумме площадей поперечных сечений на 1 га (∑G).

В смешанных и сложных древостоях ∑G подсчитывают отдельно по породам и ярусам.

В настоящее время разработаны более совершенные и удобные в работе электронные полнотомеры (Рис. 21,22).

Рис.21 Полнотомер MASSER RC 2 и высотомер, угломер,

полнотомер электронный

Рис.22 Работа с полнотомером MASSER RC 2

Поиск по сайту: