1 слайд

ТАКСАЦИОННЫЕ ИНСТРУМЕНТЫ

И ТЕХНИКА ИХ ПРИМЕНЕНИЯ



Митрофанов С.В.

2 слайд

Для измерения длины ствола и его частей служат мерные шесты, складные метры, ленты и рулетки.

3 слайд

Мерные шесты представляют собой тонкие сухие стволики длиной 2-3 м с нанесенными делениями через 10 см.
Деления, соответствующие метрам и полуметрам, наносятся более отчетливо.

4 слайд

Складные метры изготовляются из стальных или деревянных пластинок длиной по 10 – 20 см каждая.
Пластинки друг с другом соединяются шарнирно.
На каждой из них нанесены деления в сантиметрах и миллиметрах.

5 слайд

Рулетки (мерные ленты) могут быть длиной 5, 10, 20 метров в виде металлической или полотняной ленты с нанесенными делениями в метрах, сантиметрах и миллиметрах.
Для удобства ленты, рулетки наматываются на специальные валики, находящиеся в кожаном или металлическом футляре.

6 слайд

Мерные шесты и складные метры применяются чаще всего при обмерах коротких сортиментов, а рулетки – для измерения длины целых стволов.
При обмере искривленных стволов необходимо следить, чтобы обмер производился непосредственно по стволу, а не по проекции искривленной части ствола.

7 слайд

Длина ствола является одним из объемообразующих факторов, поэтому ошибка, допущенная при ее измерении, приводит к появлению ошибки в объеме.
 
Пример. Пусть отрезок ствола, форма которого условно принята за цилиндр, имеет диаметр d и длину h.
 
V = [(πd2)/4] * h.

8 слайд

Толщина круглых лесоматериалов определяется диаметром их в верхнем торце, который измеряется с помощью мерной скобы или складного метра.

Мерная скоба представляет собой брусок длиной 80 см с нанесенными сантиметровыми и полусантиметровыми делениями.
На одном конце имеется металлический выступ, а на другом – ручка.

9 слайд

Измерение диаметров растущих деревьев

10 слайд

Для измерения диаметров растущих деревьев, а иногда и срубленных, служит мерная вилка.

11 слайд

Мерная вилка представляет собой штангенциркуль, выполненный из текстолита, дерева. Она состоит из мерной линейки и двух ножек. Мерная линейка имеет длину 90 см. На широкой стороне линейки по обеим сторонам нанесены шкалы с делениями. На линейке нанесены полусантиметровые деления (цифры поставлены через 2 см). При этом одной и той же шкалой можно пользоваться как при измерениях диаметров отдельных деревьев, так и при перечетах в древостоях.

12 слайд

Мерная линейка может передвигаться в неподвижной ножке. Для этого в последней имеются два отверстия для закрепляющего винта: одно соответствует такому положению линейки, когда деления на шкале начинаются с нуля, а другое - находится на 2 см правее, т. е., сдвинув линейку влево на 2 см, можно вести перечет деревьев по 4 см ступени толщины.
Округления диаметром до 4 см не приводят к большим ошибкам при большом количестве измеренных диаметров, так как округления в большую и в меньшую сторону равновероятны и друг друга взаимно компенсируют.

13 слайд

Диаметры стволов растущих деревьев принято измерять на строго определенной высоте - 1,3 м от шейки корня. Эта высота соответствует уровню груди среднего человека, поэтому диаметр, измеренный на высоте 1,3 м, называется диаметром на высоте груди.
При измерении диаметров подвижную ножку отводят от неподвижной, прикладывают вилку линейкой вплотную к стволу перпендикулярно его оси и прижимают подвижную ножку. В таком положении на линейке снимают отсчет измеряемого диаметра.

14 слайд

Диаметры стволов растущих деревьев принято измерять на строго определенной высоте - 1,3 м от шейки корня. Эта высота соответствует уровню груди среднего человека, поэтому диаметр, измеренный на высоте 1,3 м, называется диаметром на высоте груди.
При измерении диаметров подвижную ножку отводят от неподвижной, прикладывают вилку линейкой вплотную к стволу перпендикулярно его оси и прижимают подвижную ножку. В таком положении на линейке снимают отсчет измеряемого диаметра.

15 слайд

Для того чтобы исключить появление систематических ошибок, к мерной вилке предъявляют следующие требования:

1. Ножки в момент измерения диаметра должны быть параллельны между собой и перпендикулярны мерной линейке.
2. Подвижная ножка должна свободно передвигаться по мерной линейке.
3. Деления на шкалах должны быть верными и четкими.
4. Длина ножек должна быть не меньше половины измеряемого диаметра.

16 слайд

У крупных по размерам деревьев, диаметр которых больше длины ножек мерной вилки, измеряют рулеткой длину окружности ствола на высоте 1,3 м, после чего вычисляют его диаметр по формуле

С
d = —,
π
где:
С - длина окружности ствола;
π - постоянная величина, равная 3,14.

17 слайд

Шаблон ШИД-0,5 состоит из упора и линейки. Упор служит для прикладывания шаблона к боковой поверхности ствола. Линейка с упором соединены шарниром, поэтому легко отсоединяются друг от друга, что важно при транспортировке.
Линейка имеет форму лекальной кривой. Такая форма обеспечивает приближение ее к образующей поверхности ствола и позволяет легко считывать результат измерения.
На линейке с одной стороны нанесены деления четырехсантиметровых ступеней толщины с оцифровкой 8, 12, 16 и т.д., с другой - двухсантиметровых ступеней с оцифровкой 8, 10, 12 и т.д.

18 слайд

При измерении диаметра мерщик, держа шаблон одной рукой, приставляет его к стволу на высоте 1,3 м так, чтобы ствол оказался вписанным в угол шаблона. Визуально спроецировав границы образующей ствола на линейку, он определяет ступень толщины, к которой относится данное дерево.
Второй рукой, свободной от измерения, можно делать отметку на стволе или записывать результат в перечетной ведомости.

19 слайд

Ошибка, допущенная при измерении диаметра, переходит в объем ствола в двойном размере, поэтому к измерению диаметров необходимо предъявлять требования выше, чем к измерению высоты ствола.

Пример. Пусть отрезок ствола, форма которого условно принята за цилиндр, имеет диаметр d и длину h.
 
V = [(πd2)/4] * h

20 слайд

Инструменты, применяемые для измерения высоты ствола

21 слайд

В процессе таксации растущего леса в первую очередь измеряют высоты деревьев. Для этой цели создан ряд специальных приборов - высотомеров.

Конструкции высотомеров основаны на трех основных принципах:
геометрическом;
тригонометрическом
оптическом.

22 слайд

Высотомеры, основанные на геометрическом принципе, в основе своей имеют определение высоты ствола через подобие соответствующих треугольников.

В качестве примера высотомеров этой группы можно привести мерную вилку как высотомер.

23 слайд

24 слайд

При визировании на вершину дерева нить отвеса занимает положение аb. При этом образуются два подобных прямоугольных треугольника АВС и аbс. Из подобия треугольников следует, что
(АС)/(ВС) = (ас)/(bс),
откуда АС=(ас*ВС)/bс или АС=ас[(ВС)/(bс)],
т. е. высота дерева равна числу сантиметров на подвижной ножке, умноженному на отношение расстояния от дерева до наблюдателя к расстоянию между ножками вилки в момент измерения в сантиметрах. Это отношение представляет собой отношение метра к сантиметру, так как числитель и знаменатель по абсолютной величине равны, но выражены в разных единицах.

25 слайд

В равнинной местности, чтобы получить всю высоту дерева, можно к измеренной части высоты прибавить рост мерщика до его глаз.

В горной местности необходимо при измерении высоты визировать на вершину и на основание ствола и брать два отсчета, причем если основание ствола расположено ниже наблюдателя, высота ствола будет равна сумме отсчетов на вершину и на основание ствола, а если основание ствола выше наблюдателя, то высота ствола будет равна разности отсчетов на вершину и на основание.

26 слайд

Точность определения высот с помощью мерной вилки находится на уровне ± (5-7-8) %.


Измерение высот мерной вилкой в современных условиях применяется в исключительных случаях, только при отсутствии более совершенных высотомеров.

27 слайд

Высотомеры, основанные
на тригонометрическом принципе

28 слайд

29 слайд

Высотомеры, основанные на тригонометрическом принципе, позволяют измерить высоту дерева следующим образом.
Необходимо отойти от дерева на расстояние b (базис), примерно равное высоте дерева. С этого расстояния производится визирование на вершину дерева. При этом между линией визирования и базисом (горизонтальной линией) измеряется угол a.

Высота ствола до уровня глаз наблюдателя определится по формуле
h=b*tga.
Чтобы получить общую высоту ствола, необходимо к полученной высоте прибавить рост наблюдателя до уровня его глаз.

30 слайд

К указанному типу высотомеров относятся:

высотомер Блюме-Лейсса (ГДР),
высотомер фирмы «СУУНТО» РМ-5/1520Р (Финляндия),
эклиметр,
высотомер «Метра» (ЧССР),
ВУЛ, ВН-1 (Россия)
и другие.

31 слайд

Высотомер фирмы «СУУНТО» РМ-5/1520Р (Финляндия)

Высотомер предназначен для измерения высот деревьев и оптического отграничения расстояний 15; 20; 30 и 40 м. Отойдя от измеряемого дерева примерно на заданное расстояние (15 или 20 м). При этом если с базисного расстояния прибор визируется на вершину дерева: оба глаза должны быть открыты. В поле зрения при этом оказываются одновременно дерево, высота которого измеряется, штрих и шкала. Высота дерева отсчитывается по шкале, при совпадении штриха и вершины дерева.

32 слайд

При работе с этим прибором в равнинной местности необходимо прибавлять к полученной высоте рост исполнителя до его глаз, а в условиях горной местности необходимо брать два отсчета: на вершину и на основание.
 
Если основание дерева расположено выше места визирования, то
H=h-h1.
Если же основание дерева расположено ниже места визиро­вания, то
H=h+h1.
 Рассмотренный высотомер дает возможность определить высоту дерева с точностью ± (1-;-2) %. Он портативен и надежен в работе.

33 слайд

Определение суммы площадей поперечных сечений у совокупности деревьев в лесу
 

34 слайд

До 50-х годов ХХ в. сумма площадей поперечных сечений деревьев в насаждениях считалась величиной, непосредственно не измеряемой. Ее определяли по данным сплошных перечетов с использованием соответствующих таблиц.
В 1947 г. австрийский ученый-лесовод В. Биттерлих предложил оригинальную теорию круговых проб Winkelzahlprobe, которая легла в основу определения суммы площадей поперечных сечений стволов на 1 га. Им предложен простой по устройству инструмент, который вошел в лесотаксационную литературу и практику под названием полнотомера или углового шаблона.
 

35 слайд

Полнотомер (или угловой шаблон)

В. Биттерлиха представляет собой деревянный брусок длиной 1 м, На одном конце которого имеется металлическая прицельная рамка с вырезом 2 см, служащая предметным диоптром. Отношение ширины диоптра к длине бруска составляет 2/100 = 1/50, поэтому при различной длине бруска может быть и соответствующая ширина диоптра.
 

36 слайд

37 слайд

 


Принцип работы

При определении суммы площадей поперечных сечений стволов таксатор становится в насаждении, прикладывает брусок к щеке на уровне глаза и визирует вдоль бруска через диоптр на все деревья, которые попадают в поле зрения, постепенно поворачиваясь на 3600. Визировать необходимо на ствол на высоте 1,3 м от шейки корня.

38 слайд

 

При визировании на деревья таксатор подсчитывает деревья, полностью закрывающие просвет диоптра,
а деревья, касающиеся внутренних сторон диоптра, нужно проверить. Для чего промеряют расстояние от точки измерения до дерева. Если выполняется условие  D/2≥L, то дерево учитывается. Если не выполняется, дерево не учитывается.
Деревья, вписывающиеся в предметный диоптр и не касающиеся его внутренних сторон, не учитываются.

Количество учтенных деревьев согласно вышеприведенному правилу будет составлять сумму площадей поперечных сечений в м2 на 1 га.

39 слайд

 


Для большей портативности полнотомер В. Биттерлиха может быть изготовлен в виде пластинки из цветного органического стекла на гибкой базисной цепочке.
Если на пластинке сделать предметный диоптр шириной 1 см, то длина базисной цепочки составит 0,5 м.
В таком исполнении угловой шаблон становится более портативным.

40 слайд

 



Призма Н. П. Анучина позволяет определять сумму площадей поперечных сечений деревьев.
Призма изготовляется из неорганического стекла. Для удобства работы призма снабжена ручкой, которая одновременно служит для нее и футляром.
Габарит призмы в футляре 40х 10хЗ мм. Масса 20 г.

41 слайд

 



Принцип работы

В работе призму удерживают на уровне глаз на любом расстоянии и просматривают через нее все деревья, попадающие в поле зрения на уровне 1,3 м от шейки корня, поворачиваясь при этом на 3600.

42 слайд

 


При просмотре деревьев через призму часть их ствола, находящаяся на уровне визирования, призмой смещается, причем смещение может быть различное. Если смещение не вышло за пределы ствола, то такие деревья учитываются; если смещение касается ствола, такие для таких деревьев нужно провести контрольную проверку, деревья со смещением, большим чем величина диаметра, не учитываются.

Число учтенных таким образом деревьев будет представлять собой сумму площадей поперечных сечений в м2 на 1 га.

43 слайд

 





При проверке сравнительной точности определения суммы площадей сечения полнотомером В. Биттерлиха и призмой Н. П. Анучина установлено, что оба прибора дают одинаковую точность, однако по портативности призма Н. П. Анучина имеет преимущество перед полнотомером В. Биттерлиха.

44 слайд

 






Инструменты для определения
прироста и возраста деревьев

45 слайд

 





При определении прироста по диаметру на растущих деревьях необходимо знать толщину годичных слоев. Для этого из ствола на высоте 1,3 м от шейки корня высверливают кусочки древесины в виде цилиндриков при помощи приростного бурава.

46 слайд

 





Принцип работы

При внедрении приростного бурава в ствол дерева режущей кромкой его вырезается цилиндрик древесины (керн), который находится внутри бурава по мере его погружения. При внедрении бурава на нужную глубину в него через отверстие на ручке вставляют желобчатую пластину, обращенную зубцами к цилиндрику древесины, и выкручивают бурав обратно. После этого при помощи пластинки извлекают из бурава цилиндрик древесины.

47 слайд

 






Для определения возраста деревьев из стволов берут пробы древесины до сердцевины на уровне высоты пня. Для этого используют возрастные бурава. Возраст подсчитывают по годичным кольцам цилиндра древесины, извлеченного из полости бурава. Устройство возрастных буравов такое же, как и приростных.
Разница заключается только в их размерах. Возрастные бурава значительно длиннее, чем приростные.
 

48 слайд

 







Понятие о приборах для физических способов таксации древесного ствола

Объемы стволов или их частей можно определять, используя законы физики.
На этой основе разработаны два способа определения объемов: ксилометрический и весовой.

 

49 слайд

 







Ксилометрический способ основан на законе Архимеда: тело, погруженное в жидкость, вытесняет ее в объеме, равном своему объему.
Для этого используются специальные приборы, называемые ксилометрами.
Они могут быть двух видов:

с постоянным и переменным уровнем  

50 слайд

 






Ксилометр с постоянным уровнем представляет собой сосуд, сбоку которого имеется кран. До уровня крана в него наливается вода. При погружении отрезка древесины, объем которого требуется определить, вода, вытесняемая этой древесиной, выливается через кран в специальный мерный сосуд.
По объему воды, собранной в мерном сосуде, определяют объем погруженной в ксилометр древесины.

51 слайд

 






Ксилометр с переменным уровнем работает по принципу сообщающихся сосудов. Он представляет собой сосуды с водомерным стеклом. При погружении древесины в ксилометр уровень воды в нем повышается и устанавливается на том же уровне, что и в водомерном стекле.
Деления на водомерном стекле покажут объем вытесненной воды, равный объему древесины.

52 слайд

 






При весовом способе используют обычные весы. На них взвешивают отрезок ствола, объем которого требуется определить. Далее по формуле определяют объем этого отрезка
 
V =P/O,
 
где, Р – масса отрезка ствола
О – объемная масса древесины

53 слайд

 






При весовом способе необходимо учитывать влажность древесины, так как от нее зависит объемная масса. Весовым методом можно определять объемы, как отдельных бревен, так и целых партий. Ошибки при этом возникают вследствие непостоянной влажности таксируемой древесины. Это обстоятельство сдерживает широкое применение на практике весового способа.
 
Ксилометрический способ дает очень высокую точность и применяется только в лабораторных условиях при научных исследованиях.