Спосіб визначення розмірних технологічних параметрів стовбурів дерев

 

Винахід відноситься до технологій лісового господарства і лісозаготівельної галузі, в яких необхідно визначати технологічні параметри стовбурів: діаметр без кори по довжині стовбурів, площі перерізу по довжині стовбурів, стік діаметрів без кори по довжині стовбурів, об'єми стовбурів, діаметри колод без кори, одержуваних при розкрої стовбурів на сортименти круглого лісу.

Відомий спосіб визначення розмірних технологічних параметрів стовбурів шляхом вимірювання довжини кожного спиляного стовбура дерева і діаметрів стовбура в корі за 2 м від комля до вершини з обчисленням площі перерізів і збігу по всіх виміряних перерізів діаметрів індивідуально для кожного ствола (Анучин Н.П. Лісова таксація [Текст] / Н.П. Анучин. - М.: Лісова промиленность, 1982. - 552 с.).

До причин, що перешкоджають досягненню зазначеного нижче технічного результату цього способу, відноситься те, що індивідуально для кожного стовбура необхідно вимірювати його довжину і діаметри через 2 м по довжині стовбура і обчислення площі перерізу збігу діаметрів по виміряних перерізів та інших параметрів, що практично нездійсненно при масової таксації індивідуально кожного стовбура насадження.

Найбільш близьким способом тоизмерении радіусу стовбура в комлевом перерізі r0і радіусів r по довжині стовбура в корі.

Для одного з стовбурів ялини на основі вимірювання радіусів по довжині Д. І. Менделєєвим отримана формула зміни по довжині цього стовбура основних технологічних розмірних параметрів

де S - площа перерізу стовбура на відстані h від окоренкові перерізу; r - змінний радіус в корі по довжині стовбура; h - відстань від окоренкові перерізу до перерізу контрольованого радіусу стовбура; r0- радіус в корі комлевом перерізі стовбура.

Спосіб Д. І. Менделєєва для визначення розмірних технологічних параметрів кожного стовбура спиляного дерева, відрізняється тим, що необхідно виміряти довжину даного стовбура, його діаметр (радіус) в комлевом перерізі в корі і діаметри (радіуси) в перерізах через певні відрізки по всій довжині стовбура в корі. За цими даними математичним методом найменших квадратів знаходять чисельні значення коефіцієнтів формули (1) для кожного конкретного стовбура (Менделєєв Д. І. Праці з сільського господарства та лісівництва. [Текст] / Менделєєв Д. І. - М: изд. АН СРСР, 1954. - С. 327-344).

Спосіб Д. І. Менделєєва прийнятий за прототип.

До причин, що перешкоджають досягненню зазначеного нижче технічного результату при �раметри стовбурів дерев прийняті довжини стовбурів, змінні радіуси по довжині стовбурів у корі, радіуси (діаметри) в комлевом перерізі у корі, в якому діаметри варіюють в широких межах від комлевих факторів формоутворення. Використання у формулі (1) абсолютних значень радіусів (діаметрів) по довжині стовбурів, радіусів в комлевих перетинах, довжини стовбурів забезпечує отримання індивідуальних для кожного стовбура своїх точних чисельних значень коефіцієнтів формули (1). Для інших стовбурів однієї і тієї ж деревної породи коефіцієнти формули (1) будуть різними. Формула (1) для кожної породи не охоплює весь можливий діапазон зміни коефіцієнтів формиq2=D0.5D1.3, де D0.5- діаметр стовбура на середині довжини в корі, м; D1.3- діаметр стовбура в корі на висоті грудей, м.

Тому прототип способу не визначає досить точно розрахункові розмірні технологічні параметри всіх стовбурів дерев окремо для кожної породи дерева.

Суть винаходу полягає в наступному.

Використовують 100 модельних нефаутних за формою стовбурів дерев однієї поререз 2 м і діаметри на середині довжини стовбурів у корі D0.5. З кожного стовбура даної породи дерев різних розмірів за результатами вимірювань обчислюють для кожного виміряного діаметру відносні розмірні параметри 2r/D0.5і відповідні їм h/H. Роблять перехід від абсолютних значень довжини H і діаметрів 2r до відносним розмірним технологічними параметрами стовбурів h/H2rD0.5, де h - відстань від окоренкові перерізу стовбура до відповідного перерізу з діаметром 2r, м; Н - довжина ствола, м; D0.5- діаметр стовбура на середині довжини в корі, м.

Обчислені значення відносних діаметрів2rD0.5через 2 м по довжині стовбура і відповідних їм відносних довжин h/H 100 нефаутним за формою модельним стовбурах і в сукупності за цими даними визначають адекватну абсолютними розмірами стовбурів дерев цієї породи математичну зв'язок2rD0.5=f(hH

де 2r - діаметр стовбура в корі, м;

D0.5- діаметр стовбура на середині довжини в корі, м;

h - відстань від окоренкові перерізу стовбура до відповідного перерізу з діаметром 2r, м;

Н - довжина ствола, м;

а43210- постійні коефіцієнти індивідуально для кожної породи дерев.

Чисельні значення коефіцієнтів розмірних поліномів відображають біологічні особливості формоутворення стовбурів різних деревних порід, зокрема коефіцієнт а0окоренкові перерізу сосни більше ніж у модрини, тобто дійсно сосна більш закомелистая, ніж модрина. Формулою (2) охоплюють все можливе різноманіття розмірів і коефіцієнтів форми стовбурів окремо для кожної породи дерев. (Петровський B. C. Оптимальна розкряжування лісоматеріалів. - М: Лісова промисловість, 1989. - 288 с.).

Абсолютні розміри: висота дерева Н, діаметр на середині висоти D0.5у формулі (2) відображають вік і умови местопроизрастания (бонітет) насадження.

При визначенні�очно складно точно вимірювати. Використовують формулу (2) і переходять від діаметра на середині висоти D0.5до доступного для практичних вимірювань технологічному діаметра стовбурів на висоті грудей D1.3в корі

де D0.5- діаметр стовбура на середині довжини в корі, м;

D1.3- діаметр стовбура дерева на відстані 1,3 м від поверхні землі в корі;

Н - довжина ствола, м;

а43210- постійні коефіцієнти індивідуально для кожної породи дерев.

Підставляючи вираз (3) у формулу (2), одержують формулу (4) зміни діаметра в корі по довжині стовбура 2r з доступними для вимірювань вихідними технологічними параметрами D1.3і Н.

де 2r - діаметр стовбура в корі, м;

D1.3- діаметр стовбура дерева на відстані 1,3 м від поверхні землі в корі;

Н - довжина ствола, м;

а43, a2, a10- постійні коефіцієнти індивідуально для кожної породи дерев.

Діаметр стовбура на висоті грудей вимірюють в корі, а розмірні технологічні параметри стовбурів дерев і круглих лісоматеріалів у практиці технологій лісового господарства і лісозаготівельної галузі необз кори d

де d - діаметр без кори, м;

2r - діаметр в корі, м;

λ - постійний коефіцієнт на кору. (Анучин Н.П. Сортиментние і товарні таблиці. - М.: Лісова промисловість, 1981. - 536 с.).

З урахуванням коефіцієнта на кору формула (4) приймає вигляд

де d - змінний поточний діаметр по довжині стовбура без кори, м;

2r - діаметр стовбура в корі, м;

D1.3- діаметр стовбура дерева на відстані 1,3 м від поверхні землі в корі;

Н - довжина ствола, м;

а43210- постійні коефіцієнти індивідуально для кожної породи дерев.

Площа перерізу без кори по довжині стовбура S, м2

де S - площа перерізу без кори по довжині ствола, м2;

d - змінний поточний діаметр по довжині стовбура без кори;

π - постійна, що дорівнює 3,14.

Стік стволів по діаметру без кори i (см/м)

де i - стік стволів по діаметру без кори, см/м;

d(d)/dh - похідна, яка визначає стік стовбура, см/м.

Об'єм стовбурів без кори (м3)

де V - об'єм стовбурів без кори, м3;

<аметр стовбура на середині довжини без кори, м;

H, h - довжина ствола, м

де V - об'єм стовбурів без кори, м3;

F - постійне видове число;

π - постійна, що дорівнює 3,14.

d - змінний поточний діаметр по довжині стовбура без кори, м;

d1,3- діаметр стовбура на середині довжини без кори, м;

Н - довжина ствола, м

Постійне видове число F - є відношення дійсного об'єму стовбура до обсягу, обчисленому за простою формулою серединного перерізу, F>1.

Формули(6), (7), (8), (9), (10) застосовують для визначення технологічних розмірних параметрів стовбурів дерев з використанням двох вихідних розмірів стовбурів за діаметром на висоті грудей в корі D1.3і по висоті Н.

Зазначений технічний результат при здійсненні винаходу досягається тим, що в прототипі способу визначення розмірних технологічних параметрів стовбура вимірюють довжину стовбура, його діаметр в комлевом перерізі в корі і діаметр стовбура в корі через певні відрізки за довжиною і методом найменших квадратів визначають чисельні коефіцієнти формули зміни діаметра в корі по довжині, прийнятні тільки для одного конкретного стовбура дерева цієї породи. А в запропонованому способі визначення розмірних технологічних ів через 2 м, діаметрів по середині довжини в корі D0.5і за результатами вимірювань для кожного стовбура обчислюють відносні довжини h/H і відповідні їм відносні діаметри 2r/D0.5і за отриманими результатами методом найменших квадратів на ЕОМ визначають для всіх стволів даної породи адекватну фактичними розмірами стовбурів математичну зв'язок у відносних величинах

з постійними для даної породи коефіцієнтами а43210з використанням вихідних діаметрів стовбурів у корі на середині висоти D0.5і висот Н, а після перетворення отримуємо формулу

визначення діаметрів без кори по довжині стовбурів d; змінною по довжині площі перетину стовбурів без кори S=πd2/4; збігу діаметрів без кори i=d(d)/dh по довжині стовбурів, об'ємів стовбурів без коридіаметрів отриманих колод без кори при розкрої, відповідних кордонів сортиментних зон в стовбурі при використанні двох вихідних технологічних розмірів стовбурів за діаметром на висоті грудей в корі D1.3і по висоті (дине) стовбура Н.

Відомості, що підтверджують можливість здійснення изобр здійсненні винаходу, забезпечується тим, що використовують дані вимірювання діаметрів в корі по довжині починаючи від окоренкові перерізу і до вершини через 2 м, у 100 модельних нефаутних за формою стовбурів дерев конкретної деревної породи різного віку, різних діаметрів і висот, і на ЕОМ методом найменших квадратів визначаються коефіцієнти формули визначення відносних діаметрів стовбурів залежно від зміни відносної протяжності перерізів стовбурів від комля до вершини, отримують кінцеві формули визначення інших технологічних розмірних параметрів стовбурів дерев окремо для даної породи.

Розроблений спосіб відповідає сучасним технологіям використання електронних лесоизмерительних і обчислювальних інструментів вирішення завдань визначення розмірних технологічних параметрів стовбурів дерев кожної породи.

Спосіб визначення розмірних технологічних параметрів стовбурів дерев, що включає вимірювання довжини і діаметрів стовбурів у корі за довжиною стволів і в комлевих перетинах, відрізняється тим, що беруть 100 нефаутних за формою дерев, щодо яких вимірюють довжини стовбурів, діаметри в корі в комле, діаметри стовбурів у корі, починаючи від комлевих перерізів до ятера� відносні довжини (h/H) і відповідні їм відносні діаметри стовбурів у корі, за сукупністю отриманих даних визначають абсолютні розміри стовбурів дерев, далі з урахуванням коефіцієнтів на кору та технологічного діаметра стовбура на висоті грудей в корі визначають змінні діаметри стовбурів без кори з подальшим визначенням змінної площі перетину стовбурів без кори по довжині стовбурів і обсяг деревних стовбурів без кори.



 

Схожі патенти:

Спосіб вимірювання флуктуючої асиметрії листків берези

Винахід відноситься до галузі інженерної біології та біоіндикації навколишнього середовища. Спосіб включає взяття листя від облікових дерев. При цьому для вимірювання кожен аркуш поміщають перед собою стороною, зверненої до верхівки пагона. З кожного аркуша з лівої і правої сторін вимірюють показники ширини лівої і правої половинок листка, мм, довжину жилки другого порядку, другий від підстави листа, мм, відстань між основами першої та другої жилок другого порядку, мм, відстань між кінцями цих жилок, мм, кут між головною жилкою і другий від основи листка жилкою другого порядку, град. За облікові дерева приймають не менше трьох беріз, з кожної берези відбирають не менше п'яти листя різних розмірів з боку кожної локальної оцінюваної території, причому всі не менше 15 листя приймають за популяцію з окремих самостійних особин. Далі складають таблицю всіх вимірювань без їх усереднення, отриману вибірку статистичним моделюванням піддають аналізу факторної виявленням бінарних відносин між 10-ма показниками, причому всі 100 біотехнічних закономірностей ідентифікують в програмної середовищі формулою виду: де y - показник або залежний кількісний фактор (10 пар�аметров від кожного аркуша); a1-a8 - параметри моделі, одержувані ідентифікацією за конкретними даними вимірювань. Спосіб дозволяє підвищити точність індикації якості навколишнього листя берези локальної середовища, а також спростити і підвищити продуктивність вимірювань параметрів листя. 3 з.п. ф-ли, 23 іл., 8 табл.

Спосіб порівняльної індикації за флуктуючої асиметрії листків берези

Винахід відноситься до інженерної біології та порівняльної біоіндикації навколишнього середовища. Спосіб включає взяття листя від облікових дерев берези і проведення вимірювань кожного взятого листа. При вимірюванні кожний аркуш розміщують стороною, зверненої до верхівки пагона. Вимірювання здійснюють вимірювальним циркулем і лінійкою. Пробні листя беруть з кожної берези щонайменше з двох виростають в різних умовах по забрудненості повітря березняках по орієнтації висячих укорочених пагонів по чотирьох сторонах світу за компасом. Вимірювання ширини взятих пробних листя виконують зліва і справа половинок листка. Додатково вимірюють ліворуч і праворуч половинок листка довжину другий від основи листка жилки другого порядку. Далі за виміряними даними проводять статистичне моделювання. Порівняльну індикацію екологічного стану середовища, навколишнього березняки, здійснюють за отриманими статистичними показниками. Така технологія дозволить підвищити точність вимірювання для якісної оцінки забруднення повітря навколишнього середовища. 4 з.п. ф-ли, 13 табл., 10 іл.

Спосіб розподілу видів лугової трави по масі проби свіжозрізаної

Винахід відноситься до екологічного моніторингу територій з трав'яним покривом. Спосіб включає виділення на малій річці або її притоці візуально по карті або натурно ділянки заплавного луки з трав'яним покривом. Роблять розмітку на виділеній ділянці за течією малої річки чи її припливу в характерних місцях не менше трьох створів в поперечному напрямку. Здійснюють розмітку уздовж кожного створу не менше трьох пробних майданчиків з кожної сторони малої річки чи її притоки. На кожній пробній майданчику укладають рамку з внутрішніми сторонами не менш 0,50×0,50 м. Потім врівень з поверхнею ґрунту зрізають надземні частини окремих рослин або їх порцій у вигляді декількох рослин однакового виду, присутніх на пробній майданчику. Далі розкладають зрізані порції рослин в окремі купки за видами трави. Після зрізання всіх травинок зі всієї пробної площадки купки трави відразу ж зважують на переносних вагах. Після зважування купки трави викидають. Процедуру зважування з викиданням зважених рослин повторюють на кожній пробній майданчику на виділеній ділянці. Потім обчислюють загальні маси свіжозрізаної трави за видами трави. На кожній окремій пробної майданчику �нного виду рослини обчислюють як суму всіх купок зрізаної трави за видами з усіх пробних майданчиків. Потім за окремими видами рослин для всіх пробних майданчиків складають рангову шкалу видів свіжозрізаної трави по масі. Ранги розставляють по мірі збільшення загальної маси на ділянці. Оцінку видового складу трав'яного покриву здійснюють статистичним моделюванням шляхом ідентифікації математичних моделей зміни маси зрізаної трави на ділянці і на окремій тестової майданчику в залежності від рангу видів трав'яних і трав'янистих рослин. Така технологія дозволить підвищити точність обліку наявності видів трав'яних і трав'янистих рослин при одночасному спрощенні процесу оцінки видового складу. 8 табл., 2 з.п. ф-ли, 9 іл.

Спосіб екологічного виміру березняка за флуктуючої асиметрії листків

Винахід відноситься до інженерної біології та індикації навколишнього середовища. Спосіб включає вибір облікових дерев берези. На кожному обліковому дереві щодо сторін світла на нижній частині крони вибирають пробні гілки з флуктуючої асиметрії листків. По периметру березняка вибирають не менше 10 облікових дерев берези. Потім на кожному обліковому дереві по чотирьох сторонах світла вибрані пробні гілки з флуктуючої асиметрії листків відзначають міткою. Вимірюють висоту від точки розташування мітки до поверхні грунту і відстань від точки розташування мітки до кордону березняка. Додатково вимірюють відстань від кордону березняка до стовбура кожної облікової берези. Вимірюють периметр стовбура облікової берези. Далі за результатами отриманих вимірювань проводять статистичне моделювання з визначенням коефіцієнта кореляції отриманих статистичних моделей за виміряними параметрами. За коефіцієнтом кореляції здійснюють оцінку екологічного стану території. Така технологія дозволить розширити функціональні можливості оцінки екологічного стану території за рахунок використання непрямих показників, а також підвищити точність індикації якості окр

Спосіб автоматизованого прийняття рішень за призначенням дерев у рубку при їх обробці лісозаготівельної машиною

Винахід відноситься до галузі лісового господарства, а саме до лісівництва та лісової промисловості, і може бути використане при проведенні машинизированних вибіркових рубок лісу. Спосіб включає розбивку насаджень на ділянки, формування технологічних коридорів. Розбивку насаджень виробляють на ділянки, геометрично рівні робочій зоні лісозаготівельної машини для вибіркової рубки дерев на смугах по обидві сторони від технологічних коридорів. Визначення дерев, призначених в рубку, здійснюється автоматизовано в режимі реального часу шляхом отримання стереозображення ділянки з стереопари камер, встановлених на лісозаготівельної машини. Спочатку визначають кількість дерев у робочій зоні лісозаготівельної машини допомогою аналізу стереоскопічного зображення простору перед лісозаготівельної машиною методом стереоскопічного паралакса. Потім роблять розрахунок таксационних показників - діаметр, коефіцієнт форми і висоти стовбура кожного дерева в робочій зоні лісозаготівельної машини. Далі за допомогою вирішувача на основі нечіткої логіки на підставі отриманих даних виявляють в робочій зоні лісозаготівельної машин, �тображают на моніторі оператора лісозаготівельної машини. Така технологія дозволяє розширити функціональні можливості та зменшити трудомісткість процесу вибору дерев в рубку. 5 іл.

Спосіб розчищення вирубок для штучного лісовідновлення зі збором лісосічних відходів

Винахід відноситься до лісового господарства і може бути використане при розчищенні площі свіжої вирубки під лісові культури. Спосіб включає згрібання порубкових залишків робочим органом підбирача, переміщення їх до місця спалювання або відвантаження та/або переробки на щепу, при цьому при переміщенні сгребающего порубкові залишки підбирача що знаходиться на шляху його переміщення надземну частину пнів подрібнюють на тріску, перемішуючи її спільно з порубочними залишками. Спосіб забезпечує підвищення продуктивності робіт на розчищення вирубки, зниження енерговитрат на їх здійснення, підвищення якості підготовки вирубки до лісовідновлення, зменшення ступеня руйнування родючого шару ґрунту. 2 іл.

Спосіб виконання лісосічних робіт многооперационной лісозаготівельної машиною

Винахід відноситься до області лісозаготівель і може знайти застосування при заготівлі сортиментів і паливної тріски. Спосіб виконання лісосічних робіт многооперационной лісозаготівельної машиною, що складається з самохідного шасі зі змонтованим на ньому маніпулятором з харвестерной головкою, механізму подачі лісосічних відходів, подрібнюючого пристрою, кузова-накопичувача і щеповода, що включає зрізання дерева, обрізання сучків, раскряжевку на сортименти, подачу лісосічних відходів до подрібнюючого пристрою, подрібнення лісосічних відходів у тріску і концентрацію її в кузові-накопичувачі. Одночасно з обрізанням гілок і раскряжевкой на сортименти лісосічні відходи накопичують на накопичувачі лісосічних відходів перед измельчающим пристроєм, потім подають їх на подрібнення в два етапи. Перший етап включає перекидання пачки лісосічних відходів у бік подрібнюючого пристрою, а другий - примусову подачу її для подрібнення до подрібнювач. Винахід дозволяє знизити витрати часу та енергії на збирання і подання лісосічних відходів до подрібнюючого пристрою. 2 іл.

Спосіб заготівлі і вивезення дров і лісосічних відходів від лісових ділянок до котелень

Винахід відноситься до області лісозаготівель і може знайти застосування при вивезенні дров і лісосічних відходів. Спосіб включає збір дров і лісосічних відходів, навантаження їх на транспортні засоби, транспортування по дорогах і вивантаження у котельні. Дрова і лісосічні відходи на транспортний засіб вантажать пошарово. Перший шар формують, утворюючи суцільний настил із дров, а потім занурюють на нього шар лісосічних відходів. Подальшу навантаження здійснюється шляхом чергування шарів з дров і лісосічних відходів. Спосіб дозволить спростити процес вивезення дров і лісосічних відходів, зменшити відносні витрати енергії і часу на транспортування лісосічних відходів, збільшити рейсову навантаження. 2 іл.

Спосіб фитоиндикации потенційної небезпеки ураження річкових долин

Винахід відноситься до області біогеоценології. Спосіб включає визначення геоморфологічних параметрів долини. При цьому на вищерозташованих скельних схилах виявляють фитоиндикатори - подушковидную гипсолюбку черепитчатую (Gypsophila imbricata Rupr.) і ялівець (Juniperus communis L.), що характеризуються повільним зростанням і значною, до декількох сотень років, тривалістю життя. У нижніх частинах схилів біля входу річки в вузьку частину долини встановлюють відсутність цих фитоиндикаторов, яке не обумовлене антропогенними причинами. При цьому досліджувані скелі знаходяться в зоні стійко позитивних середньорічних температур повітря і з доісторичного часу не мають безпосереднього контакту з лежачими у верхів'ях річки льодовиками. Спосіб дозволяє спростити виявлення ознак небезпечних природних явищ. 2 іл., 1 пр.

Спосіб прогнозу перспективності соснових в умовах культури ex situ

Винахід відноситься до галузі лісового, лісопаркового господарства і садово-паркового будівництва. У способі проводять статистичний аналіз, що включає розрахунок середніх багаторічних фенодат таксонів, визначають середні багаторічні феноритмотипи в родовому комплексі, оцінюють напрямку і величини зсуву термінів настання фенофаз вегетативних органів. Прогнозують довгострокові зміни феноритмотипов на основі даних фенологічних спостережень за динамікою сезонного розвитку вегетативних органів рослин, що належать до одного роду, не менше ніж за 15-20-річний період. Визначають критичні періоди вегетації: терміни настання заморозків, терміни і силу посушливих періодів, періодичність їх повторення. При цьому до негативного прогнозу відносять зрушення на ранній - з раннім початком набрякання бруньок і лінійного росту пагонів і пізній - з пізнім повним одревеснением пагонів феноритмотипи у представників родини Pinaceae. Спосіб дозволяє підвищити ефективність довгострокового прогнозування змін динаміки сезонного розвитку рослин і перспективність їх подальшого утримання в культурі ex situ. 14 табл., 1 пр.
Up!