Атрощенко_Лесная таксация_doc. Курс лекций Раздел Введение. Таксационные изменения, приборы и инструменты 1 Предмет, задачи и объекты лесной таксации
 Скачать 3.69 Mb.
|
|
Высотомер Блюме - Лейсса. Высотомер Блюме - Лейсса имеет корпуса в виде сектора круга. Глазной си предметный b диоптры расположены в концах верхней грани корпуса высотомера. Рядом с предметным диоптром находится спускной крючок d, который закрепляет в нужном положении маятник высотомера. В верхней части корпуса имеется вырез k, через который пропускают большой палец руки при визировании на вершину дерева. Рис. 15. Высотомер Блюме - Лейсса На обратной стороне корпуса шурупами прикреплена табличка, содержащая поправки к измерениям при гористом рельефе. Этаже табличка позволяет перевести градусы уклона местности в проценты. Высотомер изготовлен из легкого металла. Его механические части помещены внутри корпуса, что исключает повреждение механизма. Масса высотомера 320 г, размеры 18·15·2 см. Высота деревьев определяется по четырем дугообразным шкалам с высотными делениями. Каждая шкала служит для визирования на дерево с различных расстояний 15, 20, 30 им. С помощью пятой нижней шкалы определяют в градусах крутизну склонов, проводят нивелирование дороги канав. Все шкалы защищены стеклом (рис. Высота деревьев и глубина пониженных мест, которые можно определять с помощью четырех шкал высотомера, приведены в табл. 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 расположено на высоте глаз. Таксатор отходит от измеряемого дерева и, передвигаясь на несколько шагов вперед или назад, оптический измеритель ищет одно из четырех чисел (15, 20, 30 или 40), находящихся на базисной ленте на том же уровне, что и нулевое деление. Допустим, что в оптическом измерителе получилось изображение, при котором нулевое деление стоит на одном уровне с делением 20. Это означает, что расстояние от основания ствола измеряемого дерева до уровня глаз таксатора равно 20 м. Чтобы добиться точного определения расстояния при рассматривании через 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 должно продолжаться до тех пор, пока маятник не перестанет качаться, те. не встанет в вертикальное положение. После этого, не переставая через диоптры визировать на вершину дерева, нажимают указательным пальцем на спускной крючок. Тогда маятник остановится на том делении шкалы, которое будет определять высоту дерева от вершины до уровня глаза. Визирование на основание дерева аналогично визированию на его вершину. Сего помощью определяют расстояние от шейки корня дерева до глаза наблюдателя. Суммируя результаты отсчета на шкале при визировании на вершину и на основание дерева, находят его высоту. Если таксатор находится в горах ниже уровня основания дерева, необходимо отсчет при визировании на основание вычесть из отсчета при визировании на вершину дерева. Когда дерево расположено на склоне крутизной более 10°, 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. Полученный результат вычитают из ранее определенной высоты дерева. Высотомер Метра В Чехословакии сконструирован высотомер, носящий название Метра. Конструкции этого высотомера и высотомера Блюме - Лейсса весьма близки. Разница заключается в том, что в «Метра» предметный диоптр одновременно является дальномером, позволяющим измерять расстояние от дерева до наблюдателя. Диоптр-дальномер представляет собой ступенчатую рамку (рис. 16). В дальномерной рамке отдельные расстояния до дерева фиксируются разной шириной рамки, имеющей несколько уступов. При определении расстояния до дерева к его стволу ставят 2- метровую палку. Если при визировании на дерево верхний конец палки окажется в дальномере на уровне цифры 10, то это означает, что таксатор находится от дерева на расстоянии 10 м. Если бы конец палки оказался на уровне цифры 20, то следовательно, расстояние до дерева было бы равным 20 м. Чтобы расстояние до дерева было кратным 5, таксатор передвигается вперед или назад, стремясь при этом достигнуть такого положения, при котором конец х метровой палки находился бы на линии визирования, проходящей через соответствующее число дальномера Рис. 16. Диоптр-дальномер чехословацкого высотомера «Метра» Рис. 17. Оптический высотомер (общий вид) Оптический высотомер (ВАН. П. Анучин сконструирован высотомер, названный оптическим (рис. 17). Он состоит из корпуса, смонтированного из двух симметричных половинок, стянутых винтами. Внутри корпуса в отдельном тубусе размещена оптическая система объектив и окуляр. Оптическая система в несколько раз уменьшает изображение предмета. Объектив состоит из двух вогнуто-выпуклых линз. Окуляр прибора снабжен наглазником. На корпусе прибора со стороны объектива нанесены две отсчетные шкалы одна для измерения с расстояниям, вторая – 20 м (рис. Рис. 18. Шкала оптического высотомера Регулировка прибора осуществляется путем передвижения тубуса относительно шкал. При этом необходимо ослабить винты, стягивающие корпус прибора. В оптическом высотомере лучи света, идущие от измеряемого дерева АВ, прохождения через рассеивающую линзу (объектив) расходятся веером Если эти лучи попадут в глаз, то мы увидим мнимое прямое изображение дерева А 1 В 1 , которое будет сильно уменьшенным. При непосредственном глазомерном наблюдении высоких деревьев с близкого расстояния угол зрения очень велик (порядка Визирный прибор, сконструированный для измерения такого большого угла, будет громоздок. В портативном визирном приборе этот угол должен быть уменьшен. Рассеивающие линзы в данном случае и применяются для того, чтобы сузить угол зрения при измерении высоких объектов. В передней части высотомера имеется прямоугольная прорезь, через которую рассматривается измеряемое дерево. При небольших габаритах прибора шкалы, нанесенные на внутренней поверхности передней стенки высотомера, расположены на близком расстоянии от глаза, поэтому для лучшей их видимости в окулярной части прибора установлена слабая лупа (+5 диоптрий). Лупа мало влияет на изображение, получаемое при помощи объектива. Установкой окуляра (лупы) достигается возможность одновременного рассматривания уменьшенного изображения дерева и высотомерных шкал. Преимуществом данной схемы является то, что она дает прямое изображение. В ряде же других оптических устройств, например в некоторых дальномерах, получается обратное изображение. Во многих оптических измерительных приборах для того, чтобы получить прямое изображение, прибегают к дополнительной установке призм или даже систем призм. Это сильно усложняет изготовление приборов и затрудняет их юстировку (точную подгонку, регулирование. Современные лесотаксационные инструменты и оборудование Возрастные бурава предназначены для исследования роста и состояния деревьев, а также для тестирования состояния древесины строительных конструкций зданий, столбов, деталей судов. Исследование кернов, полученных при бурении деревьев, позволяет определить их возрасти радиальный прирост, влияние загрязнителей, удобрений, повреждений и других внешних воздействий. При работах по пропитке древесины с помощью буров определяется глубина проникновения пропитывающего вещества. Многолетний опыт производства возрастных буравов шведской компанией Haglof обеспечил их высокое качество, хорошо отработанную конструкцию и мировую известность. В настоящее время выпускаются более модификаций и типоразмеров буров Haglof. Буры выполнены из закаленной стали с тефлоновым покрытием, обеспечивающим наиболее легкое введение бурава в древесину, имеют прочный экстрактор из нержавеющей стали, сохраняющий прямую форму керна, доработанный вручную для оптимальной стыковки с внутренним отверстием бурава, рукоятку с эргономичным пластиковым покрытием, имеющим хорошо заметный в естественных условия ярко синий цвет. Выпускаются стандартные буры длиной мм, двух диаметров 4,3 и 5,15 мм, и двух типов заточки – для обычной древесины и твердой мерзлой древесины. Существуют специальные буры диаметром и 12 мм длиной от 300 до 500 мм. Мерные вилки предназначены для измерения диаметра стволов деревьев. Выпускаются как простые мерные вилки, таки электронные. Мерные вилки различаются также по длине измерительной шкалы. Мерные вилки Precision Blue оснащены подстраиваемыми съемными измерительными губками, простыв использовании, точны, имеют малый вес, высокую прочность и эргономичный дизайн с синим пластиком, хорошо заметным в лесу (рис. 20). Mantax Digitech – это электронные мерные вилки, повышающие эффективность работы благодаря точному автоматическому считыванию величин со шкалы, которые отображаются на экране и могут передаваться в карманный компьютер PocketPC. Mantax Digitech весит всего 600 г, работает от одной батареи АА, потребляя очень мало энергии, и проста в управлении. Уникальная функция "двойной масштаб" позволяет сохранять в памяти даже те величины, на которые не хватает длины мерной вилки мерная вил- ка-компьютер – это самый мощный инструмент среди мерных вилок. Встроенный компьютер позволяет обрабатывать самый широкий спектр информации о деревьях (рис. 21). Помимо непосредственно измеренного диаметра ствола, в компьютер вводятся дополнительные данные высота дерева, порода, качество древесины и коры, местоположение, порядковый номер и т.п., которые используются для автоматических расчетов, например, общего объема древесины заданной породы на заданном участке. Возможность установки в мерную вилку-компьютер различного программного обеспечения позволяет эффективно решать различные задачи. Мерная вилка-компьютер рассчитана на совместное использование с другими электронными полевыми инструментами приемником сигналов GPS и высотомером для определения положения в пространстве и измерения высоты дерева соответственно. Подключение к обычному компьютеру позволяет вести дальнейшую обработку и хранение данных на компьютере, возможно также прямое подключение мерной вилки к принтеру или модему Haglof Electronic Clinometer – это первый в своем роде электронный высотомер профессионального уровня, позволяющий измерять высоты и углы, не придерживаясь фиксированного расстояния до объекта. Компактный, функциональный и прочный. Измеряет высоты с любого расстояния, имеет низкое энергопотребление реализованы простота контроля и исправления результатов высокая точность устранение вычислительных ошибок. Простота освоения обеспечивается благодаря прилагаемому руководству (рис. Новый электронный высотомер отображает автоматически обрабатываемые результаты измерений непосредственно на экране, позволяя избежать ошибок вычисления и предоставляет данные с необходимой для пользователя точностью. Легкий, хорошо сбалансированный прибор (масса менее 50 г, включая батарею) особенно удобен в работе. Низкое энергопотребление позволит работать с одной батареей целый сезон. Измерения производятся на любом расстоянии до объекта, так как измеренное с помощью инструмента расстояние используется высотомером для моментального вычисления высоты. Все величины показываются на экране и легко переключаются нажатиями на кнопку. Для определения высоты объекта достаточно засечь его вершину и основание – значение будет показано на экране и записано в память высотомера. Оптический высотомер PM-5/1520 предназначен для быстрого и высокоточного измерения высот ив частности, высот деревьев (рис. 23). Корпус высотомера изготовлен из нержавеющего алюминиевого сплава, а диск шкалы смонтирован на подшипнике и находится в герметичном контейнере, заполненном жидкостью, обеспечивающей свободное движение и быструю, безынерционную остановку. Жидкость не замерзает, обеспечивая скольжение диска при любых погодных условиях и исключая его вибрацию. Рис. 22. Высотомер Haflof Electronic Cli- nometer (HEC) и показания в видоискателе Рис. 23. Высотомер Suunto PM-5 Vertex III — точный, компактный и простой в использовании высотомер, позволяющий измерять расстояния, углы и высоты (рис. 24). Для измерения высоты нужно отойти от объекта на удобное расстояние, которое будет измерено прибором (или любым другим удобным способом, засечь в видоискателе подножие и вершину объекта – и вычисленная высота будет показана на экране. Для автоматического измерения расстояний (и, следовательно, высот) прибору необходим ультразвуковой отражатель, который поставляется в комплекте DME – электронный ультразвуковой дальномер изменит представления пользователей об измерении расстояний, предоставив результат легко, быстро и точно (рис. 25). Достаточно закрепить ультразвуковой отражатель на объекте, отойти на измеряемое расстояние – и получить величину на экране одним нажатием на кнопку. При использовании двух дальномеров отражатель ненужен, а два человека, находящиеся на концах измеряемого отрезка, могут одновременно увидеть расстояние на экранах – это очень удобно при проведении инженерно- строительных работ Полнотомер Биттерлиха и призма Анучина Полнотомер Биттерлиха представляет линейку длиной 1 ми прицел 2 см (могут быть и другие конструкции). Рис. 26. Прибор В. Биттерлиха (слева – схема прибора справа – определение суммы площадей сечений по способу В. Биттерлиха; О – центр визирования Прицел визируют на деревом. Ствол каждого из ближайших деревьев заключают в прицельную рамку. Медленно поворачиваясь на месте, подсчитывают те деревья, стволы которых полностью закрывают просвет прицела. Деревья, лишь касающиеся линий прицельного угла, считают по два за одно. Таким образом, в конечном итоге таксатор, находящийся в точке рис. 26, справа, вокруг себя заложит круговую пробную площадку, причем с увеличением диаметра деревьев радиус круговой площадки увеличивается. Из отсчетов, полученных в нескольких кругах, закладываемых враз- ных частях таксируемого насаждения, устанавливают среднеарифметическое число деревьев N: 3 Это среднеарифметическое значение может быть найдено с любой степенью точности. Количество учтенных деревьев равняется сумме площадей поперечных сечений Σg всех деревьев, имеющихся нага таксируемого древостоя, выраженной в квадратных метрах (N = Зеркальный реласкоп. Дальнейшее развитие идеи закладки угловых проб (WzPr) привело В. Биттерлиха [64] к созданию оригинального оптического прибора, носящего название зеркальный реласкоп Конструкция этого прибора его автором все время совершенствуется, прибор разработан в нескольких вариантах. Зеркальный реласкоп представляет собой универсальный прибор, применяемый для определения: а) сумм площадей поперечных сечений деревьев, образующих насаждение б) измерения высот; в) видовых высот и видовых чисел (значение этих таксационных показателей будет показано ниже); г) измерения коротких расстояний на местности; д) установления углов наклона местности. Реласкоп имеет пирамидальную форму. Его высота 13 см, ширина см и толщина 3,5 см. С нижней стороны у реласкопа есть нарезка, позволяющая при необходимости особо точных измерений работать на треножнике топографического фотоаппарата, снабженного вращающимся сочленением. К реласкопу прикреплен кожаный ремешок, благодаря которому можно носить его на шее. Внутреннюю камеру реласкопа освещают три круглых окна, расположенных с трех сторон прибора. В эти окна вставлены матовые, стекла, пропускающие через себя свет. В верхней части передней и задней стенок рела- скопа имеются также круглой формы глазной и предметный диоптры. Через них визируют на измеряемые объекты или, иными словами, производят «прицелы». У предметного диоптра имеется приспособление – подвижной металлический козырек, облегчающий просмотр измеряемых деревьев путем затемнения концов шкал (рис. 27). Рис. 27. Зеркальный реласкоп В. Биттерлиха В окна, играющие роль диоптров, вставлены полированные оптические стекла, обеспечивающие хорошую видимость измеряемых предметов. В нижней части камеры реласкопа на оси, концы которой вмонтированы вши- рокие стенки прибора, подвешен маятник реласкопа. Он имеет форму цилиндра или, вернее, колеса с широким ободом. Это колесо втулкой насажено на ось, вокруг которой оно может вращаться. Шкалы реласкопа насажены на обод колеса-маятника. Они кольцом опоясывают маятник. Однако через зеркало реласкопа в смотровых окнах (диоптрах) шкалы получают изображение подвешенного столбца узких прямых полос, находящихся водной плоскости. На внутреннюю сторону обода маятника припаян металлический груз, обеспечивающий нужное положение маятнику при визировании на измеряемые предметы под разным углом. В этом отношении принцип устройства и действия маятника реласкопа аналогичен устройству барабана эклиметра, применяемого в геодезии, а также и при таксации леса для измерения вертикальных углов. Таким образом, шкалы состоят из полос множителей (полоса двоек, полоса единиц и четыре узкие полосы, составляющие в сумме полосу единиц. Все эти полосы предназначены для измерения сумм площадей поперечных сечений и диаметров деревьев. Помимо того, маятник имеет две дистанционные полосы (последние справа, служащие для определения расстояний на местности, и шкалы тангенсов, по которым измеряют высоты и уклоны местности. При определении того или иного таксационного показателя реласкоп берется в правую руку за нижнюю часть корпуса с таким расчетом, чтобы пальцы руки не закрывали окна реласкопа. Указательным пальцем нажимают на кнопку тормоза маятника, находящуюся в нижней части на стороне, обращенной к обозреваемому предмету. Смотровое отверстие – главный диоптр подводят вплотную к правому глазу, а левым выбирают объект, подлежащий измерению. При визировании через глазной диоптр в круглом видовом окне (в верхней его половине) будет виден измеряемый объекта в нижней половине – окна, измерительные шкалы, отраженные с маятника с помощью зеркального устройства. Отсчет со шкал соответствующих результатов измерений производят по горизонтальной визирной линии, в которую как бы упираются видимые концы шкал Н. П. Анучин в 1982 создал таксационный прицел. В целях удобства пользования таксационный прицел снабжен ручкой. По внешнему виду он напоминает перочинный ножу которого металлическое лезвие заменено прозрачной клиновидной призмой. Таксационный прицел в развернутом виде ставится на уровень глаза с таким расчетом, чтобы линия визирования, идущая от глаза к рассматриваемому дереву, была перпендикулярна боковой стороне (пласти) клиновидной призмы. Эта линия должна быть направлена на ствол дерева в точку, находящуюся от земли на высоте, примерно равной м. Призму можно держать на любом расстоянии от глаза. В этом заключается одно из основных преимуществ таксационного прицела по сравнению с угловым шаблоном В. Биттерлиха. При рассматривании дерева через призму и поверх нее могут обнаружиться три случая (рис. 28). Водном из них рассматриваемая часть ствола оказывается сдвинутой частично, те. не на всю ее толщину. В этом случае дерево подлежит учету. Во втором случае сдвигаемая часть ствола оказывается за пределами его контура, при этом она оторвана от дерева и как бы висит в воздухе, дерево не учитывается. В третьем случае сдвигаемая часть ствола не оторвана от дерева. Сдвиг ствола соответствует толщине ствола. При этом учитывается сумма площадей сечения древостоя G = 0,5 м 2 /га. Рис. 28. Таксационный прицел (призма а – в раскрытом виде; б – в полураскрытом виде в – смещение призмой рассматриваемой части ствола В случае сдвига изображения ствола частично, мы имеем G = 1 м 2 /га. Поворачиваясь на 360 градусов, мы отводим круговую пробную площадку и учитываем число деревьев, например G = 30,5 м 2 /га. Запас древостоя равен M = GHF, где G – сумма площадей сечениядревостоя, м HF – видовая высота, м. |