СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МЕСТОПОЛОЖЕНИЯ И ТАКСАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК УЧЕТНЫХ ДЕРЕВЬЕВ
METHOD TO MEASURE LOCATION AND CRUISING CHARACTERISTICS OF RECORDED TREES

Изобретение относится к измерению пространственного положения и таксационных характеристик деревьев лесонасаждений в лесной отрасли в ходе лесоустройства при выполнении таксационных обследований лесов.
Известен способ измерения учетного дерева (RU 2224418 С1, A01G 23/02, опубл. 27.02.2004), включающий выбор базовой точки, измерение расстояния до учетного дерева, метку (нуль-пункт), принимаемую на высоте 1,3 м от поверхности грунта по стволу учетного дерева, изображение учетного дерева с нанесенными характерными точками. Учетное дерево измеряется с нескольких базовых точек и результаты замеров наносятся на изображение.
Основным недостатком этого способа является измерение расстояния до учетного дерева и его таксационных характеристик не по фотоизображению, а на реальной местности. Кроме того, используется ручной инструмент теодолит и требуется большое время для снятия показаний.
Изобретение решает задачу разработки способа построения плана участка лесонасаждения с указанием местоположения учетных деревьев и их таксационных характеристик по фотографическому изображению этого участка с достижением технического результата - упрощение измерения координат местоположения учетных деревьев и их таксационных характеристик.
Этот технический результат достигается тем, что в способе измерения местоположения и таксационных характеристик учетных деревьев, включающем выбор базовой точки относительно участка с учетными деревьями и нанесение метки, согласно изобретению, по изображению участка с учетными деревьями, построенному устройством фотографирования с фокусом, расположенным над базовой точкой на высоте 1,3 м от грунта, и меткой, расположенной на предварительно измеренном расстоянии от базовой точки на высоте 1,3 м от грунта, вычисляют координаты местоположения учетных деревьев по формулам
1
1
1
1
о
o
o
где x, y - координаты положения основания учетного дерева в плоскости лесонасаждения; φ, ξ - координаты изображения точки основания учетного дерева в плоскости изображения; Н - высота метки над плоскостью лесонасаждения; D - расстояние от фокуса до метки; h - изображение высоты расположения метки над плоскостью лесонасаждения; и их диаметры на высоте 1,3 м от грунта по формуле
13
o
где d - изображение диаметра учетного дерева на высоте 1,3 м; d - расстояние от фокуса до плоскости изображения;
при условии, что отображение метки располагается в центре изображения.
Достоинство этого способа заключается в том, что, произведя одно измерение расстояния метки до базовой точки и выполнив фотографирование исследуемого лесного участка, получают реальное местоположение и таксационные характеристики всех изображенных деревьев, проводя измерения на фотоизображении. Эти измерения легко выполнить с помощью компьютера. При этом отпадает необходимость находиться в лесном массиве. Например, выполнив фотографирование всех требуемых лесных участков, остальную работу по определению местоположения (плана расположения учетных деревьев на местности) и таксационных характеристик можно перенести в офис.
Схема способа измерения местоположения и таксационных характеристик учетных деревьев показана на чертежах, где на фиг.1 представлены схематично в аксонометрической проекции участок с учетными деревьями (плоскость L), фокус устройства фотографирования учетных деревьев и плоскость получаемого изображения (плоскость F); на фиг.2 - развертка плоскостей F и L с указанием характерных точек привязки учетных деревьев и устройства фотографирования.
Ниже показана расшифровка назначения характерных точек:
X, Y - координатные оси участка лесонасаждения;
ξ, φ - координатные оси изображения;
F - плоскость изображения;
L - плоскость участка лесонасаждения;
К - линия пересечения плоскостей F и L;
1 - основание учетного дерева;
1В - вершина учетного дерева;
1n' - проекция точки 1 на плоскость F;
1n - точка пересечения линии К и луча, проходящего через точку 1 и точку Фn;
1' - точка пересечения плоскости F и луча, проходящего через точку 1 и точку Ф;
1В' - точка пересечения плоскости F и луча, проходящего через точку 1В и точку Ф;
Ф - фокус устройства получения изображения;
Фn - базовая точка, проекция фокуса Ф на плоскость L;
Ф' - проекция фокуса Ф на плоскость F;
Фn' - проекция точки Фn на плоскость F;
М - метка;
Мn - проекция метки М на плоскость L;
М' - точка пересечения плоскости F и луча, проходящего через метку М и фокус Ф;
Mn' - точка пересечения плоскости F и луча, проходящего через точку Мn и точку Ф.
o
o
o
Способ измерения местоположения учетных деревьев заключается в следующем. Устройство фотографирования располагают возле участка с учетными деревьями таким образом, чтобы его фокус Ф располагался на высоте H=1,3 м (фиг.1, плоскость L) над базовой точкой Фn. На этом участке, на предварительно измеренном расстоянии D, на высоте H=1,3 м располагается метка М и производится построение изображения и его фиксирование в плоскости F (получают фотографию лесного массива) (фиг.1, фиг.2). В качестве метки может быть использован любой объект, например, ствол дерева, на котором на высоте 1.3 м наносят симметричный знак (круг, квадрат, крест и т.д.). Основное требование к метке, чтобы ее цвет и яркость выделялись на общем фоне. На фотографии лесного массива (плоскость изображения F) строятся оси координат с началом отсчета в точке Ф'(М'). Горизонтальная ось φ располагается параллельно линии К (фиг.2), а вертикальная ось ξ - перпендикулярно линии К. На реальной плоскости L участка учетных деревьев начало отсчета для осей координат выбирается в базовой точке Фn (фиг.2). Ось X располагается параллельно линии К, а ось Y - перпендикулярно линии К. На карте участка лесонасаждений отмечают положение базовой точки Фn и метки М. Через эти точки проводится ось Y и перпендикулярно ей в базовой точке Фn проводится ось X. При этом существует взаимно однозначное соответствие между точками реальной плоскости L и точками плоскости изображения F. Формулы преобразования координат точек плоскости изображения F в координаты точек плоскости L имеют следующий вид:
Для получения координат положения учетных деревьев необходимо произвести измерение координат точек основания учетных деревьев на изображении (плоскость F, фиг.1 и 2) и, воспользовавшись формулой (1), произвести вычисление координат этих точек для плоскости L. Далее, используя масштаб карты участка, на нем строится положение учетных деревьев.
13
13
13
Способ определения одной из таксационных характеристик - диаметра учетных деревьев D на уровне груди (1,3 м от грунта) реализуется следующим образом. На изображении участка на оси φ измеряется диаметр учетного дерева d. Используя формулу (2) и учитывая (1), вычисляют действительный диаметр учетного дерева D