Виды измерений в лесной таксации, ошибки измерений

Измерение – это действие, устанавливающее численное отношение между измеряемой величиной и заранее выбранной единицей измерения. Измерения делятся на прямые, косвенные, совокупные и автоматические.

Прямыми называют такие измерения, при которых результат получается непосредственно в процессе измерения. Примером прямого измерения является определение диаметра или высоты ствола. Прямые измерения являются наиболее простыми. Они осложняются в тех случаях, когда требуется их выполнить с большой точностью. В этом случае приходится определять погрешность измерительных приборов и все условия их применения. Таксационные измерения не требуют высокой точности.

Косвенные измерения – это измерения, результаты которых получаются на основании прямых измерений нескольких величин, связанных с искомой величиной некоторым уравнением, дающим возможность вычислить значение искомой величины по экспериментальным данным. Косвенные измерения математически могут быть представлены уравнением:

y=F(x₁, x₂, x₃…).

Где y – искомое значение косвенно измеряемой величины;

x₁, x₂, x₃ – значение величин, найденных при помощи прямых измерений.

Косвенные измерения в лесной таксации находят применение при выявлении показателей, характеризующих форму древесных стволов (коэффициенты формы, сбег и др.).

Совокупными измерениями называют такие, при которых искомые величины определяются из совокупности прямых измерений и ряда вычислений, выполняемых по соответствующим уравнениям (определение объема дерева или запаса насаждения).

Автоматические измерения – это измерения, производимые без непосредственного участия человека. К ним относятся все измерения, производимы регистрирующими, визуальными и другими приборами (часы, термометр) воспроизводящими измеряемую величину в виде указания на шкале. При таксации леса автоматические измерения не применяются.

При измерении диаметров и высоты деревьев неизбежны ошибки, обуславливающие погрешности в определении объемов деревьев. Различают следующие виды ошибок:

1. Систематические ошибки. Их возникновение при измерении диаметров может быть связано с неправильным положением мерной вилки, когда подвижная ножка отклонена от перпендикулярного положения. Данные ошибки могут быть исправлены. Для этого необходимо систематически проверять мерную вилку.

2. Случайные ошибки. К ним относятся ошибки наблюдения, возникающие от неправильного положения вилки при перечете и субъективных ошибок (обмера одного дерева 2 раза или его пропуска); ошибки перечета, связанные с дефектами мерной вилки; ошибки из-за неправильной формы поперечного сечения ствола; ошибки, порождаемые неравномерным распределением деревьев в пределах ступени толщины; ошибки округления.

3. Грубые ошибки (промахи). Возникают чаще всего в результате нарушения основных требований к проводимым измерениям, недосмотра или небрежного выполнения работ. Например, таксатор неправильно заложил пробную площадь, записал неправильное значение высоты или диаметра в перечетную ведомость и др.

4. Статистические ошибки. При массовых измерениях бывают ошибки различной величины: среднеквадратические ошибки, ошибки репрезентативности среднего и относительные ошибки (точность опыта).

Средний возраст древостоя

За возраст лесного насаждения принимается средний возраст его основного элемента леса, а для лесных культур - фактический возраст, определяемый по году их создания (посадки или посева). Средний возраст определяют как среднее арифметическое возрастов нескольких деревьев при помощи возрастного бурава. Часто возраст устанавливают глазомерно. Особенно легко его установить таким способом в молодых и средневозрастных насаждений. Для этого подсчитывают число ежегодно образуемых деревьями мутовок.

В лесной таксации насаждения по возрасту делятся на классы. Продолжительность интервала классов возраста устанавливается для кедра 40 лет, для других хвойных пород (С, Е, Л) и твердолиственных пород семенного происхождения (дуб семенной) – 20 лет, для мягколиственных (Б, Ос, Лп, Ол) и твердолиственных пород порослевого происхождения (дуб порослевой) – 10 лет, для быстрорастущих пород (осокорь, тополь, ива древовидная) – 5 лет, для кустарников - 1 год.

По возрасту лесные насаждения разделяются, если они относятся к различным группам возраста, а в пределах одной группы возраста - при различии их средних возрастов на величину, превышающую продолжительность класса возраста (в перестойных лесных насаждениях - продолжительность двух классов возраста).

По возрасту насаждения разделяются на одновозрастные и разновозрастные. К разновозрастным относятся лесные насаждения, возраст преобладающей древесной породы в которых колеблется в пределах, превышающих продолжительность группы возраста.

Разновозрастные древостои, образующие один вертикально сомкнутый полог, в котором невозможно установить границы ярусов, таксируются по возрастным поколениям.

В смешанном насаждении средний возраст определяется для каждой составляющей древесной породы, если разница в возрасте между составляющей и преобладающей древесными породами составляет 15 лет и более для средневозрастных, приспевающих, спелых и перестойных лесных насаждений и 10 лет и более - для молодняков. При одновозрастности нескольких составляющих древесных пород или всего лесного насаждения средний возраст определяется и записывается по лесному насаждению в целом.

В разновозрастных насаждениях, в которых поколения выделять нецелесообразно, средний возраст устанавливается по возрасту преобладающего числа деревьев.

Разделение древостоя одной древесной породы на возрастные поколения производится по группам возраста (молодняки, средневозрастные, приспевающие, спелые и перестойные), установленным исходя из принятого для нее возраста рубки. В обязательном порядке выделяется поколение деревьев, относящихся к спелой и перестойной частям разновозрастного насаждения, если доля его в общем запасе древесины насаждения не менее 20 процентов. При доле участия спелой и перестойной части разновозрастного лесного насаждения в составе древостоя менее 20 процентов она учитывается как единичные деревья. Возрастные поколения, относящиеся к другим группам возраста, выделяются при условии участия их в составе древостоя не менее двух единиц или при разнице в средних диаметрах древостоев поколений не менее 8 сантиметров. Преобладающим считается поколение, имеющее больший запас древесины.

Перечислительной таксации

Запас насаждений – это общее количество древесины на единице площади. Запас растущей стволовой древесины на 1 гектар определяется отдельно для каждого яруса лесного насаждения по преобладающей древесной породе, средней высоте древостоя и полноте яруса.

При точных таксационных работах особенно при отводе и материально-денежной оценке лесосек, чаще применяют способ перечислительной таксации с использованием для нахождения запаса насаждений объемных и сортиментных таблиц. В этих таблицах приведены объемы деревьев разных ступеней толщины по разрядам высот. В один разряд высот объединяют деревья, имеющие при одном и том же среднем диаметре одинаковую высоту. Деревья у которых при одном и том же среднем диаметре разные высоты относятся к разным разрядам высот. Разряд высот устанавливается по высотам деревьев из ступени толщины, соответствующей среднему диаметру древостоя и примыкающим 2-3 ступеням толщины (как наиболее представленным числом деревьев).

Умножив объем одного дерева на число деревьев соответствующей ступени толщины, установленное при перечете, и сложив все произведения, получают общий запас насаждения. Для этого используется формула:

Где V1, V2, V3, Vn – объемы одного дерева соответствующей ступени толщины, м3;

n₁, n₂, n₃, n_n – число деревьев в соответствующей ступени толщины.

Практическое применение

Таблицы хода роста насаждений характеризуют динамику изменения таксационных показателей с возрастом. Они необходимы для решения хозяйственных задач в насаждениях разных пород и различных условиях произрастания.

Деревья, образующие насаждение, в таблицах хода роста разделяются на две части: оставляемую на корню (основную) и вырубаемую (отпад).

Для деревьев, образующих основную часть насаждения, в таблицах хода роста для возрастов с градацией 10 лет показаны средние высоты, диаметр на высоте груди, число деревьев на 1 га, сумма площадей сечений этих деревьев, запас древесины, видовое число, видовая высота, запас стволовой древесины, средний и текущий прирост древесины. Для вырубаемой части насаждения таблицы дают число стволов и запас древесины. Для насаждения в целом дан общий запас стволовой древесины, имеющийся к определенному возрасту, а также средний и текущий приросты.

При ориентировочных расчетах выхода деловой древесины можно пользоваться данными таблиц хода роста. Таблицы хода роста обычно составляются для насаждений, имеющих полноту 1,0. При пользовании ими вносится соответствующая поправка на полноту таксируемого насаждения.

Способы лесной таксации

Таксация лесов осуществляется способами, обеспечивающими установленную «Лесоустроительной инструкцией» нормативную точность определения таксационных показателей лесных насаждений.

1. Глазомерный способ таксации леса заключается в определении таксационных показателей лесов глазомерно (визуально) с использованием элементов измерительной таксации в целях корректировки отдельных показателей.

При глазомерной таксации леса таксатор осматривает таксируемый лес вдоль маршрутных линий (визиров) и результаты своего осмотра, характеризующие относительно узкие полоски леса, распространяет на всю его толщу.

Для обеспечения нормативной точности глазомерной таксации лесов в пунктах таксации могут производиться 1-2 замера сумм площадей сечения стволов деревьев и измерения высоты и диаметра ствола средних деревьев.

Таксация лесотаксационных выделов глазомерным способом осуществляется с просек, визиров и других таксационных ходовых линий (дорог, трасс линий электропередачи, трасс трубопроводов и т.д.), которые пересекают лесотаксационные выделы и к которым они примыкают. Общая таксационная характеристика лесотаксационного выдела составляется после завершения его полного осмотра с учетом анализа фотоизображения на аэрофотоснимке.

Вопрос о разделении предварительно оконтуренного на аэрофотоснимке лесотаксационного выдела на два и более или объединении смежных лесотаксационных выделов с близкими характеристиками решается после завершения таксации этих лесотаксационных выделов или всего лесного квартала.

Количество пунктов глазомерной таксации лесов, схема размещения и количество круговых реласкопических или перечетных площадок постоянного радиуса должны быть заранее спланированы на основе дешифрирования аэрокосмических снимков. По снимкам определяют степень однородности или неоднородности лесного насаждения лесотаксационного выдела, приуроченность к элементам рельефа местности, группу возраста и группу полноты. Исходя из этих данных, а также из приближенно определенной или взятой по данным прошлого лесоустройства площади таксационного выдела, определяют количество и размещение пунктов таксации.

Таксационная характеристика лесотаксационного выдела дается на основе средних таксационных показателей, вычисленных исходя из данных, полученных на всех пунктах таксации выдела.

2. Глазомерно-измерительный способ таксации лесов основан на сочетании глазомерной таксации с выборочной измерительной и перечислительной таксацией, данные которой являются основой для составления таксационной характеристики лесотаксационного выдела.

При таксации леса с применением глазомерно-измерительного метода в зависимости от просматриваемости насаждения (наличие или отсутствие подроста и (или) подлеска, ограничивающих зону видимости) закладываются реласкопические площадки или круговые перечетные площадки постоянного радиуса в количестве, соответствующем нормативам, указанным в Лесоустроительной инструкции.

При количестве площадок более четырех они размещаются по лесотаксационному выделу равномерно;

при четырех площадках и меньшем их количестве на лесотаксационном выделе - в наиболее типичных частях выдела.

На реласкопических площадках определение сумм площадей сечения стволов деревьев производится полнотомером, призмой или зеркальным реласкопом для каждого яруса отдельно.

Учет деревьев полнотомером производится по составляющим древесным породам. Для определения средней высоты основного элемента леса (древесной породы, возрастного поколения, яруса древостоя) и наиболее представленных составляющих древесных пород на лесотаксационном выделе производят инструментальные измерения высот у 3 - 5 учетных деревьев, близких к средним. При необходимости уточнения возраста у этих же деревьев возрастным буравом отбираются керны древесины.

Данные всех измерений на реласкопических площадках записываются в карточку таксации.

Средняя высота и средний диаметр древостоя определяются как среднеарифметические значения их замеров у средних деревьев элемента леса.

Перед закладкой круговых перечетных площадок постоянного радиуса определяется их радиус, величина которого зависит от полноты и среднего диаметра древостоя на лесотаксационном выделе. В среднем на одной площадке должно быть не менее 15 деревьев.

Перечет деревьев на площадках ведется по элементам леса. Данные перечетов деревьев на круговых площадках, заложенных в лесотаксационном выделе, суммируют и по ним вычисляют средние таксационные показатели.

3. Дешифровочный способ таксации лесов основан на аналитико-измерительном дешифрировании качественных характеристик лесных насаждений по их изображению на аэрофотоснимках и космических снимках.

Обязательным условием применения дешифровочного способа таксации лесов является наличие материалов аэрокосмических съемок.

При дешифрировании аэрофотоснимков должны быть определены с заданной нормативной точностью контуры лесотаксационных выделов, породный состав лесных насаждений, класс возраста, средние высота и диаметр древостоя, группа типов леса, класс бонитета, полнота и запас древесины лесных насаждений, категории и состояние не покрытых лесом, лесных и нелесных площадей. Полученные характеристики сопоставляются с материалами предыдущего лесоустройства с тем, чтобы не допустить необоснованных изменений контуров таксационных выделов, проанализировать преемственность ранее установленных таксационных характеристик таксационных выделов, причины выявленных расхождений. При необходимости производится корректировка данных. Результаты дешифрирования записываются в карточку таксации соответствующей формы.

Дешифрирование аэрокосмических снимков, получаемых в цифровом виде или преобразованных в цифровой вид, производится с использованием специализированных программ и автоматизированных методов и ГИС-технологий.

4. Способ актуализации. Таксация леса данным способом основана на использовании материалов предыдущего лесоустройства. Актуализация таксационных показателей производится путем внесения изменений отражающих естественный рост лесных насаждений, а также изменений, произошедших в результате хозяйственной деятельности и стихийных факторов.

В зависимости от площади объекта лесоустройства, развития на его территории путей транспорта, наличия арендованных лесных участков и разнообразия лесорастительных условий таксация защитных и эксплуатационных лесов может выполняться одним или всеми приведенными способами.

Наиболее точные и детальные способы таксации лесов должны применяться в лесничествах (лесопарках) и лесных участках, в которых ведется интенсивное использование лесов, и осуществляются регулярные мероприятия по их охране, защите и воспроизводству.

Все данные таксации лесов, независимо от применяемого способа, заносятся в карточки таксации, которые вместе с фотоабрисами являются основными полевыми документами. На их основе формируются все картографические и лесотаксационные материалы объекта лесоустройства.

29. Лесотаксационный выдел, нормативы его организации, требования

к точности определения таксационных показателей

При таксации леса территория каждого лесного квартала разделяется на первичные лесохозяйственные учетные единицы – лесотаксационные выделы.

Лесотаксационный выдел представляет собой ограниченный лесной участок, относительно однородный по почвенно-грунтовым условиям, по качественным и количественным показателям произрастающей на нем растительности, изменчивость которых не превышает нормативных допусков и обусловливает проведение на всей его площади одних и тех же мероприятий по использованию, охране, защите, воспроизводству лесов.

Разделение на лесотаксационные выделы земель, покрытых лесной растительностью, производится при различии сверх установленных допусков в следующих таксационных признаках лесных насаждений: происхождении, строении, породном составе, возрасте, полноте, типе леса, классе бонитета, средних диаметре и высоте древостоя, классе товарности, наличии подроста, обеспечивающего естественное лесовосстановление главными породами, степени радиационного заражения местности.

Условия выделения отдельных лесотаксационных выделов:

1. Одно из насаждений создано посадкой или посевом (лесные культуры), а смежное – естественного происхождения, или одно семенного, а другое порослевого происхождения;

2. В двух смежных насаждениях преобладают разные древесные породы;

3. Разница в коэффициентах состава преобладающей породы или возрастных поколений деревьев 2 единицы и более;

4. Если лесные насаждения относятся к различным группам возраста, а в пределах одной группы возраста - при различии их средних возрастов на величину, превышающую продолжительность класса возраста (в перестойных лесных насаждениях - продолжительность двух классов возраста);

5. Разница в продуктивности составляет один класс бонитета и более;

6. Разница в полноте составляет 0,2;

7. Разница в среднем диаметре основного элемента леса составляет 4 сантиметра и более;

8. При разнице в средней высоте основного элемента леса, если при прочих равных или близких таксационных показателях эта разница приводит к изменению величины запаса древесины на 1 гектар в размере, превышающем полуторную допустимую случайную ошибку его определения;

9. Различие в товарности основного элемента леса составляет один класс;

10. Насаждения относятся к разным типам леса, которые по условиям роста требуют различных хозяйственных мероприятий.

Из покрытых лесной растительностью земель выделяются участки лесных культур, переведенных в установленном порядке в покрытые лесной растительностью земли при достижении ими таксационных показателей, установленных Правилами лесовосстановления.

Смежные лесные участки с разнородными характеристиками могут объединяться в один лесотаксационный выдел, если площадь одного или двух из них меньше установленного минимума. Как правило, такие участки присоединяются к наиболее близкому по таксационной характеристике типу лесорастительных условий или к наиболее крупному из примыкающих лесотаксационных выделов. При этом расхождения в величинах запаса древесины на 1 гектар, полноты и коэффициента состава преобладающей породы основного и объединенного лесотаксационного выдела не должны выходить за пределы допустимых ошибок определения указанных показателей и изменять назначенное хозяйственное распоряжение для наибольшего (по площади) из объединяемых лесотаксационных выделов.

Смежные участки лесных культур в возрасте старше 20 лет с одинаковыми типами лесорастительных условий, возрасты которых находятся в пределах одного десятилетия (21 - 30, 31 - 40 и т.д.), а разница в других таксационных показателях меньше допусков, установленных Лесоустроительной инструкцией, требующие проведения одного и того же вида ухода за лесом, объединяются в один лесотаксационный выдел с определением средних таксационных показателей.

В отдельные лесотаксационные выделы выделяются лесные насаждения, имеющие под пологом лесные культуры удовлетворительного и хорошего состояния или жизнеспособный подрост хозяйственно ценных древесных пород, а также участки, имеющие сходные таксационные характеристики, но нуждающиеся в различных хозяйственных мероприятиях.

В отдельные лесотаксационные выделы всегда выделяются участки, отнесенные к особо защитным участкам леса.

В зонах радиационного загрязнения местности разделение на лесотаксационные выделы производится с использованием карты радиационного загрязнения территории.

Части однородного по всем таксационным показателям лесного участка, находящиеся в зонах с различной степенью радиационного заражения, определяющей возможность использования лесных ресурсов и проведения лесохозяйственных мероприятий, разделяются на отдельные самостоятельные лесотаксационные выделы.

При проведении повторной таксации лесов без изменения таксационного разряда границы лесотаксационных выделов изменяются лишь в целях их уточнения в связи с произошедшими в них изменениями или при выявлении ошибок в контурах таксационных выделов предыдущей таксации лесов. Необоснованное дробление и укрупнение таксационных выделов предыдущей таксации лесов для обеспечения нормативных размеров лесотаксационных выделов, указанных в Лесоустроительной инструкции, не допускается.

Нормативы точности определения основных таксационных показателей в зависимости от способа таксации лесов (по I и II таксационным разрядам лесов)

#G0Способы таксации лесов	Допустимые случайные ошибки определения лесотаксационных показателей выдела ( ) при вероятности 0,68
средних для яруса - запас на 1 га, %	средних для основного элемента леса	количество подроста на 1 гектар,%
высота, %	коэффициент состава преобладающей древесной породы, ед.	диаметр, %
Глазомерно-измерительный
Глазомерный			1,5
Актуализации			1,5
Дешифровочный			1,5

Допустимые среднеквадратические и систематические ошибки

определения таксационных показателей

#G0Таксационный показатель	Единица измерения	Способы таксации лесов
Глазомерно-измерительный	Глазомерный	Дешифровочный и актуализации
Возраст лесного насаждения: до 40 лет 41-100 лет старше 100 лет	Лет	5 10 10	10 15 25	15 20 35
Группа типов лесорастительных условий (типов леса) /класс бонитета	Группа типов лесорастительных условий /класс бонитета	Группа типов лесорастительных условий (типов леса)/класс бонитета должны быть определены правильно не менее чем в 75% случаев
Полнота древостоя	Единица полноты	0,1	0,1	0,2
Класс товарности древостоя	Класс товарности	Класс товарности должен быть определен правильно не менее чем в 90% случаев
Предельно допустимая величина систематической ошибки определения любого из таксационных показателей	%	5	5	10

Планово-картографические материалы лесоинвентаризации

Планово-картографические материалы – это материалы, содержащие подробную характеристику леса как природного явления и объекта экономики. Они составляются по лесным участкам, участковым лесничествам и лесничествам (лесопаркам). В зависимости от их целевого назначения различаются по масштабу, топографической и специальной нагрузке:

Карты лесов области, края, республики – планово-картографические материалы, отражающие пространственное размещение лесных массивов и административно-хозяйственное деление лесного фонда по лесопользователям, с нанесением квартальной сети и окраской контуров по преобладающим породам и группам возраста. Изготавливаются на основе генерализации или уменьшенных копий карт-схем лесонасаждений лесничеств и топографических карт.

Карта-схема лесничества – планово-картографические материалы, представляющие собой карту, характеризующую пространственное размещение контуров лесных массивов, находящихся в ведении как этого лесничества, так и других лесопользователей. Изготавливается на основе уменьшенных (до необходимых масштабов) копий планов участковых лесничеств и топографических карт.

Карта схема арендуемых земель – планово-картографические материалы, отражающие территориальное размещение и арендную принадлежность земель лесного фонда.

Карты-схемы противопожарных мероприятий – планово-картографические материалы, отражающие степень пожарной опасности отдельных частей территории лесного фонда лесничества, источники возможного возникновения лесных пожаров, элементы существующего и проектируемого противопожарного устройства. Cпециальную нагрузку отражают нанесением условных знаков и окраской контуров.

План участкового лесничества - планово-картографические материалы, отражающие пространственное размещение лесного фонда лесничества. Предназначен для составления плана лесонасаждений и обзорных планов, изготавливается на основе уменьшенных в два раза копий планшетов.

План проектируемых мероприятий – планово-картографические материалы, отражающие территориальное размещение проектируемых лесоустройством видов лесохозяйственных мероприятий в лесничестве. Создается на плане лесничества окраской выделов, в которых на предстоящий ревизионный период намечены хозяйственные мероприятия.

План размещения эксплуатационного фонда – планово-картографические материалы, отражающие территориальное размещение эксплуатационного фонда участкового лесничества, его доступность для заготовки леса и концентрацию запасов спелого леса. Создается окраской на плане лесничества таксационных выделов спелых и перестойных древостоев (насаждений), включенных в эксплуатационный фонд.

План размещения ягодников, лекарственного и технического сырья – планово-картографические материалы, отражающие выявленные лесоустройством недревесные ресурсы леса (ягодники, травы, кустарники и др.). Создается на плане лесничества окраской или условными знаками таксационных выделов с указанием недревесных ресурсов леса по видам, степени проективного покрытия, количеству растений на 1 га или доле участия в составе древостоев.

План лесонасаждений – планово-картографические материалы, характеризующие качественную структуру земель и насаждений лесного фонда и территориальное размещение лесничества. Создается окраской таксационных выделов земель, покрытых лесной растительностью, по преобладающим породам и группам возраста. Другие категории земель изображают условными знаками. На планах лесонасаждений не окрашиваются особо защитные участки.

Сосна – золотистым цветом, лиственница - кирпичным, кедр – красным, ель и пихта – сиреневым, дуб – темно-серым, береза – голубым, осина – зеленым. Для обозначения возраста леса приняты различные тона окраски: самый бледный тон – для молодняка, самый густой – для спелого и перестойного леса.

Планшет лесоустроительный – первичный документ планово-картографических материалов лесоустройства, содержащий план группы лесных кварталов. Составляется по результатам аэрофотосъемки, геодезической, топографической съемки и таксации леса.

Планшеты 1:10000 I-II 1:25000-III таксационный разряд Планы лесонасаждений Окрашивание по породам и тематические карты – 1:25000 и 1:50000 Карты схемы объекта лесоустройства: окрашивание по породам и тематические карты- 1:100000 и 1:30000. Карты лесов субъектов РФ от 1:600000.

Виды измерений в лесной таксации, ошибки измерений

y=F(x₁, x₂, x₃…).

Где y – искомое значение косвенно измеряемой величины;

x₁, x₂, x₃ – значение величин, найденных при помощи прямых измерений.