Способ определения запаса древостоя с использованием летательных аппаратов

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИ 10 ПУБЛИК 1)5 А 01 6 23/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТОТКРЫТИЯМ НИЕ И 1(71) Всесоюзный научно-исследовательскийинститут лесоводства и механизации лесного хозяйства(56) Солодухин В.И. Лесотаксационная обработка лазерных и рофилограмм. - Л есноехозяйство, 1985, М 12, с, 35-37.(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗАПАСАДРЕВОСТОЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ(57) Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к лесной аэротаксациии лесоустройству и служит для определенияповыдельных таксационных характеристик древостоев. Цель изобретения - повышение точности определения ипроизводительности труда. Изобретениедает возможность повысить эффективностьаэросьемки в 2 - 3 раза, сократить затраты ивремя на обработку результатов аэротаксации в 3 - 5 раз, снизить обьем полевых лесоИзобретение относится к лесному хозяйству, в частности к лесной аэротаксации и лесоустройству, и служит для определе ния таксационных характеристик древостояи его запаса.Целью изобретения является повышение точности определения и производительности труда,На фиг.1 изображена схема определения запаса древостоя с использованием летательного аппарата; на фиг.2 "покадровый момент отображения.в крупном масштабе группы деревьев; на фиг.3 - структурная таксационных работ в 2-3 раза. Эффект достигается за счет расширения зоны крупномасштабного зондирования, увеличения состава дешифровочных признаков, Для этого при отображении технические носители информации групп деревьев образуют в них многоугольники, вершинами которых являются центры проекций крон или проекций вершин деревьев, Затем вычисляют части и площади проекций крон деревьев, заключенных в многоугольники и площадь многоугольников, Далее определяют сомкнутость древесного полога как отношение площади проекций крон деревьев, заключенных в многоугольники, к площади многоугольников, измеряют дешифровочные признаки многоугольников, идентифи- Б цируют и классифицируют многоугольники.Из множества многоугольников с близкими признаками формируют таксационные выделы и вычисляют запас древостоя по соотношению площадей проекций крон деревьев, заключенных в многоугольники, и дешифровочных признаков к площадям а многоугольников. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл, (ЯОО схема автоматизированной обработки результатов измерений и определения таксационных показателей древостоя и его запаса,Летательный аппарат 1 (фиг.1) оснащенавтоматической измерительной стереотелевизионной системой, состоящей из левой и правой передающих камер 2, из устройства 3 кодирования сигналов изображения, из двух видеоусилителей 4, из вычитающего устройства 5, из устройства 6 измерения длительности разностного импульса, иэарифметического устройства 7 и из устройства 8 цифровой индикации результатов измерений. Кроме того, показаны участки сканирования земной поверхности 9 мелкомасштабной съемкой 10 и группы деревьев крупномасштабным зондированием 11,На схеме (фиг,2) покадрового момента отображения в крупном масштабе группы деревьев и образуемого многоугольника для последующих измерений и расчетов обозначены ЦО.Цб центры проекций крон (точки), ВО-В 6 проекции вершин деревьев (кресты), О - ось визирования.П р и м е р 1. Способ осуществляют путем определения покадровых моментов гпаР изображения в декартовой системе координат по формуле+ООща 3 = П В (х,у) хцР бхбу, (1)где В(х,у) - функции яркости изображения в прямоугольной системе координат;а, р - порядок покадрового момента изображения (а, Р = О, 1, 2, ).По значениям функции яркости В(х,у) определяют координаты контуров и центров проекций крон деревьев. Образую многоугольник (фиг.2, плоскость ОХУ), вершинами которого являются координаты центров проекций крон от 3 до 10 деревьев, ближайших равноудаленных от оси визиравания, а периметром многоугольника являются расстояния между координатами центров проекций крон этих деревьев.Вычисляют площадь многоугольника покоординатам его периметра (контура) поформулегде и - число точек контура многоугольника.По функции яркости В(х,у) координат изображения и по сумме углов многоугольника и количеству деревьев в нем вычисля- ЮТ ЧаСтИ (Чкр) И ПЛОЩаДИ ПРОЕКЦИИ Д бакр), крон деревьев, заключенные в многоугольник. Находят сомкнутость древесного полога; отношение площади проекций крои деревьев, заключенной в многоугольник., к площади многоугольника ( Якр/Ямну). По полученным дешифровочным признакам сомкнутости древостоя определяют его таксационные показатели и запас. Число деревьев Й (в шт) на единицу площади выдела (1 га) определяют по формулев и,ХХ,360+" 310000, (3)мнут1=1где а - внутренний угол вершин многоугольника для 1-го граничного дерева;В - число вершин деревьев второго яру 1са в многоугольнике (поправка на второй ярус), так как для-го дерева второго яруса и центрального дерева (при их наличии) я -- ао== 360 О;(Х 360) = Д. Чкр) - сумма частей проЩ20екций крон деревьев;Ямну - площадь )-го многоугольника.Например, ,Г а для и-угольника равна180 (и - 2). Для шестиугольника,Р а = 720 О.Отсюда сумма частей проекций крон деревьев Чкр = 2, а при наличии центрального дерева , Чкр = 3. Эти части деревьевотносят к конкретной площади произрастания Ямну этих же деревьев. Таким образом,получают точное соотношение количествадеревьев на 1 га,Аналогичные подход и преимущества врезультате отношения площади проекцийкрон деревьев, заключенной в многоугольнике, к его площади (," 5 кр/Ямну), т.е. сомкнутости полога древостоя, из чего видно,что свойства многоугольникова =.40= 180 О(п - 2) обеспечивают точность измерения и вычисления показателей и отношенияих к площади произрастания этих же деревьев,Запас древостоя М определяют по стан 45 дартным таблицам сумм площадей сеченияи запаса или по таблицам хода роста, пономограммам или по уравнениям взаимосвязи его с разными показателями, например с высотой древостоя и степеньюсомкнутости полога.Например, для сосновых насажденийзапас (в м (га) определяют по формулезо,з 62 ,О,2 вз ( с)о,в 4 а (4) или через площадь сечения стволов деревь 4 Ъ 2,ев на многоугольнике омну, м ): Омну = ВО( 8 кр) " ( Змну) Д Чкр)где Во, В 1, , - коэффициенты линейной регрессии логарифмического вида, вычисляемые по методу наименьших квадратов для конкретной породы.СРедний объем ствола Чс (в мз) в )-м многоугольнике находят по формуле Чс = ВО (Х Омну ) Д Ямну)3 Г 6) Для соснц средний объем ствола определя- ют(7)- 25,Х 3458Змну В уравнении (7) Рмн = 0,997, а средняя ошибка уравнения равна 1,16 по сравнению с данными таблиц хода роста нормальных сосновых насаждений. Поэтому уравнение (7) справедливо для всех бонитетов и классов возраста (соответственно по типам леса данных бонитетов),Запас древостоя на 1 га вычисляют аналогично известному правилу на пробной площади по средней модели (в м /га):М = Чс.ср . (8) Тогда форма (8) с учетом предлагаемых формул (3), (5) и (6) или (7) принимает следующий вид; П р и м е р 2. Способ выполняют путем идентификации трехмерных тел, где момент иэображения выражают в единицах суммы модулей всех моментов порядка+) =.+фПо значениям функции яркости получают координаты точек п(х,у) изображения группы деревьев на плоскости для левой и правой съемочных камер, По координатам вычисляют величину линейного параллакеа Р для каждой последующей точки изображения группы деревьев:Рп,п+1 = (пл (и + 1)л) - пп (и + 1)п). (11) Определяют глубинный размер точек изображения группы деревьев ЙпгИ - , (12)ВкФоб Рп,п + 1 Чс = 3,98804 + 0,56025 Ь Омну -П 3 иХ (с С Г 360) + )М, 10000 (9)Я мну1=1 510 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 где Е - расстояния от обьективов передаю-ших камер до плоскости конвергенции;Вк - базис отображения;Фоб - фокусное расстояние камерногообъектива.Получают координаты третьего порядкадля точек изображения группы деревьев,Определяют точки изображения с максимальными глубинными размерами Мп = макси по ним определяют координаты проекций вершин деревьев на плоскости.Образуют многоугольник (фиг,2), вершинами которого являются проекции вершин-,от 3 до 10 деревьев первого яруса,ближайших равноудаленных от оси визирования, а периметром многоугольника являются расстояния между координатамипроекций вершин этих деревьев.Вычисляют площадь многоугольника иосуществляют последующие операции аналогично примеру 1,Способ выполняют в реальном масштабе времени полета. Для этого в процессезондирования лесных объектов фиксируют(записывают) .покадровые изображениягрупп деревьев на оптико-электронные запоминающие устройства и с использованием бортовых ЭВМ измеряют и вычисляютдешифровочные признаки многоугольникапо примеру 1 или 2. Затем идентифицируюти классифицируют дешифровочные признаки многоугольника (фиг,З) в реальном масштабе времени между покадровымотображением групп деревьев. Из множества многоугольников с близкими признакамиформируются таксационные выделы. Пополученным дешифровочным признакамвыдела определяют таксационные показатели древостоя и его запас,На полигоне в чистом по составу одновозрастном древостое сосны выполняют измерения многоугольными площадками внатуре и по аэрофотоснимкам масштабаМ 1; 100, Вычисляют натурные и дешифровочные показатели по многоугольникам и ихуравнения взаимосвязи. По уравнениямвзаимосвязи для аналогичных древостоевсоосны вычисляют их таксационные показатели и запас по измерениям на дешифровочных многоугольниках,Результаты измерений по аэрофотоснимкам в переводе масштаба съемкиМ 1:100 для 12 многоугольников показаны втаблице. По результатам измерений, приведенных в таблице, вычисляют запас древостоя. Для этого суммируют показатели иэ таблицы и находят их средние значе 1586610.= 1,186; Чкр36 Х мну Х Ч.р- 10000= 288,95 шт/га);Змну12ь-912 =2 т,5 И. Отсюда получают запас древостоя:16 53 Д 0,362О,283У0,648 Способ определения запаса древостоя с использованием летательных аппаратов позволяет повысить точность, достоверность и обьективность определения запаса древостоя и других таксационных показателей путем устранения систематических ошибок, имеющих место при способах линейного измерения дешифровочных признаков и соотношения их средних значений к площади 1 га, за счет расширения зоны крупномасштабного зондирования и новых качеств измеряемых дешифровочных признаков.Формула изобретения 1.,Способ определения запаса древостоя с использованием летательных аппаратов, включающий закладку пробных площадей, выборочные натурные измерения на них групп деревьев, определение сомкнутости полога и запаса древостоя, отображение групп деревьев на технические носители информации с помощью измерительных и регистрирующих устройств, иэмерениедешифровочных признаков и определение по их характеристикам.запаса древостоя через сомкнутость полога, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности определения и производительности труда, на пробных площадях из древостоя выделяют группы деревьев, образующие многоугольники, вершинами которых являются центры проекций крон деревьев, определяют центры. проекций крон деревьев в этих группах, вычисляют части и площади проекций крон деревьев, заключенных в многоугольники, и площадь многоугольников, находят отношение площади проекции крон деревьев, заключенных в многоугольниках к их площади, затем при отображении на технические носители информации определяют их дешифровочные признаки, производя повторно указанные измерения и вычисления в реальном масштабе времени, а сомкнутость полога древостоя определяют по соотношению площадей проекции крон деревьев, заключенных в многоугольники, и дешифровочных признаков к площадям многоугольников. 2. Способ по п 1, о т л и ч а ю щи й с я тем, что при отображении групп деревьев в трехмерном пространстве в качестве вершин многоугольников используют проекции вершин деревьев.1586610 ФЫ 5 ставитель А,Быкоред М.Моргентал Редактор И,Д рректор С,Шекмар а Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 акаэ 2376 Тираж 459 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5