Особенности дешифрирования космических снимков

Стереоприборы

Для получения искусственного стереоэффекта созданы различные стереоприборы. Наибольшее распространение получили линзово – зеркальные стереоприборы (ЛЗ), схематическое изображение которых приведено на рис. I.

Рис 1 Линзово-зеркальный стереоскоп: 1 - ножки 2 - зеркала наружные, 3 - линзы. 4 - зеркала внутренние, 5 - держатель

2.1.Стереоскоп линзово - зеркальный

Стереоскоп ЛЗ состоит из двух пар малых и больших зеркал, смонтированных на металлической пластине. Зеркала каждой пары параллельны друг другу и установлены под углом 45° к плоскости АФС. Базис стереоскопа около 200 мм, что позволяет рассматривать АФС формата 18 х 18 и 30 х 30 см; поле зрения 12 х 16 мм; кратность увеличения - 1.4. Прибор широко используется при контурном дешифрировании.

2.2. Зеркальный стереоскоп Цейс Иена

ЗС Цейс Иена (рис. 2) наиболее распространенный прибор для лесного дешифрирования АФС. Он позволяет работать с АФС формата 300 х 300 мм с увеличением 3.5 кратным.

ЗС Цейс Иена выполнен по схеме четырехзеркального стереоскопа с откидным бинокуляром. Подбор глазного базиса выполняется симметричными разводами монокуляров. Если при контурном дешифрировании необходимо пользоваться большим полем зрения 180 х 180 мм, бинокуляр откидывается и наблюдения выполняются через линзы с увеличением 0.8 крат.

Для измерения разностей продольных параллаксов (Ар) стереоскоп снабжен накладным параллаксометром с ценой деления точной шкалы 0.05 мм. Г рубая шкала имеет цену деления 1.0 мм.

На стеклянных пластинах выгравированы марки компактного типа (точка, кружок, кольцо), При лесотаксационном дешифрировании марки используются в виде нитей.

Передвижение поля зрения по площади стереопары выполняется перемещением стереоскопа по столу.

2.3. Зеркальный стереоскоп MS27

Фирма Соккиша (Япония) выпускает зеркальный стереоскоп для дешифрирования АФС формата до 450 х 450 мм с откидным бинокуляром BN3 и накладным параллаксометром РВ1 (рис. 3).

Рис. 3. Зеркальный стереоскоп MS27

Дополнительно могут быть поставлены: бинокуляр BN8, осветительное устройство LA3, параллельно-двигательный механизм TRA2.

Прибор позволяет проводить дешифрирование без бинокуляра с увеличением 0.8 крат, с бинокуляром BN3 с увеличением 3 крат, с бинокуляром BN8 с увеличением 8 крат. Блок зеркал с надежным их креплением обеспечивает стабильность измерений. Бинокуляры BN3 и BN8 могут отклоняться на 45° от вертикали и имеют регулировку глазного базиса. Окуляры выполнены бф наглазников, что дает удобство пользующимся очками. Параллаксометр РВ1 снабжен круговой шкалой (цена деления 1 мм), попадающей в поле зрения правого монокуляра BN3. При использовании варианта на ножках можно подобрать такое положение параллаксометра, когда в поле зрения попадает и точная шкала (цена деления 0 05 мм), что позволяет снимать отсчеты в процессе стереонаблюдений.

К достоинствам MS27 в комплексе с BN3, LA3, TRA2 следует отнести высокие оптические характеристики, высокое качество изготовления механических деталей, плавный и легкий ход TRA2, возможность дешифрирования большеформатных аэрокосмических снимков.

Для лесотаксационного дешифрирования комплекс MS27 следует оснастить линейными марками и снабдить универсальным осветителем.

Стеропантометр Цейса Иена

Стереопантометр (рис.4.) представляет сканирующий вариант ЗС Цейса Иена. Система сканирования выполнена в виде тележки 7 с кареткой 4. Зеркальный стереоскоп 1 с откидным бинокуляром 2 и параллаксометром 3 жестко скреплены с кареткой 4. Цапфа 6 имеет

винтовое устройство для уничтожения поперечных параллаксов. Для вычерчивания контуров используется карандашное устройство 5.

Сканирование выполняется перемещениями стереоскопа в любом направлении. При тщательном ориентировании АФС стереоэффект при увеличении 3.5 крат сохраняется в пределах рабочей площади стереопары (120 х 240 мм).

2.5. Интерпретоскоп фирмы Цейс Иена

Интерпретоскоп фирмы Цейс Иена (рис. 5) представляет стереоприбор стационарного типа предназначенный для дешифрирования. Наблюдения возможны по любым материалам одинаковых или разным масштабов при их соотношении 1: 7.5 с двумя ступенями увеличения – от до 6 крат и от 5 до 15 крат.

Рис 5 Схема интерпретоскопа

В верхней части прибора 2 размещена оптика, нижняя часть 17 служат столом, в который вмонтировано матовое стекло 18. Для закрепления материалов имеются две металлические пластины 19. При работе с неразрезанным фильмом используются специальные катушки 16. При работе с материалами, изготовленными на фотобумаге, включают проекционные лампы 15. Переключение отраженного и проходящего света осуществляется кнопками 20.

Оптическая часть прибора состоит из неподвижной окулярной части 6 и двух пар подвижных объективов Ручками 4 устанавливают необходимое увеличение по шкале 5. Они же служат для приведения материалов к одному масштабу. Рукоятки 1 служат для оптического поворота, а 3 для регулировки яркости изображения. Рукоятка 13, закрепительный рычаг 7 перемешают объективы 12 по осям X и Y. расстояние между объективами может изменяться путем плавного (рукояткой 10) или грубого (кнопкой II) раздвижения. С помощью прибора можно измерять ширину объектов и расстояние прозрачной масштабной линейкой с ценой деления 0.1 мм и разности продольных параллаксов точек местности. Измерительное устройство для определения разности параллаксов состоит из точечной марки, шкалы параллаксов 8, по которой отсчитывают целые и десятые доли мм, и барабана 9 для отсчета сотых долей мм. Точность отсчета 0 02 мм. Наведение марки на точки осуществляют рукоятками 10 и 14.

Кроме дешифрирования интерпретоскоп может использоваться для переноса ситуации при стереоскопическом и монокулярном наблюдении, при оптической сводке разномасштабных материалов, переопознавании изображений.

Измерительные приборы

3.1. Дешифровочные лупы

Дешифровочные пупы выпускаются в наборах и по отдельности. В стандартный набор НДЛ-2 (рис. 6) входят: обзорная лупа 1, увеличение 2 крат, поле зрения 8 см; штативная увеличительная лупа 3-4 крат, поле зрения 45 см; измерительная лупа 2 (цена деления шкалы 0.1 мм) - 10 крат, поле зрения 1,7 см для определения линейных размеров.

Лупа «РЕАК» (Япония) имеет шкалу с делением через 0,1 мм. Шкала заключена в круглую оправу высотой около 3 см. В другой свободный конец оправы вставлен тубус с лупой. Для освещения шкалы в оправе сде6лана выемка. Перед измерением лупу фокусируют, для чего её ставят на чистую бумагу и, передвигая тубус вверх и вниз, добиваются четкой видимости шкалы. Точность измерения лупой не менее 0,05 мм. Её применяют для измерения размеров объектов, в частности диаметра крон деревьев, длины теней и пр. Кроме того, лупа укомплектована сменными шкалами различного назначения.

3.2. Циркуль - измеритель и масштабная линейка

Циркуль - измеритель и масштабная линейка служат для измерения расстояний на АФС, нанесения промера линий и для решения ряда графических задач.

Пропорциональным циркулем (рис. 7) переносят контуры и объекты с АФС на карту или план, наносят квартальную сеть с планшетов на АФС, т.е. пользуются в случаях когда масштабы АФС и картографических материалов различны.

Рис 7 Пропорциональный циркуль и установка его

1 - ножки, 2-планка 3-гайка; 4-прорезь. 5-риска, 6 -вырез; 7 – штифт

Для настройки циркуля следует измерить линейкой расстояние между идентичными точками на АФС и на карте, большее из них разделить иа меньшее и в соответствии с этим установить риску подвижной планки на соответствующее деление.

Для :аждого АФС, ввиду его разномасштабности по сравнению с другими, циркуль настраивается заново.

3.3. Шкалы тонов и цветов

Серая шкала тонов (рис. 8) представляет собой линейку с абором тонов от белого до черного, против которых указаны плотности, заранее промеренные на денситометре. По шкале визуальным сраанением последовательно определяют на АФС тон объекта дешифрирования. Применяют также для тренировки глазомера в распспнаоании тонов разных объектов, в том, числе крон деревьев.

Рис.8 Серая шкала тонов

Шкала цветов содержит более 100 различных цветов и тоновых оттенков, обозначение которых дано в виде сочетания буквы, стоящей на полях в вертикальном ряду, с цифрой, находящейся в горизонтальном ряду. Искомый цвет сравнивают с цветом шкалы, имеющим буквенное и цифровое обозначения. По которым определяют наименование и индекс цвета.

3.4. Измерильный клин

В качестве измерительных приспособлений используются измерительный клин, шкала отрезков, шкала кружков с ценой деления 0.1 мм, нанесенные на органическое стекло или пленку (рис 9). Шкала клина (рис. 9а) размечена в метрах или в миллиметрах, в зависимости от масштаба АФС Клин накладывают на АФС под стереоприбором и передаигают до совмещения с краями кроны. В точке касания берут отсчет.

Шкала (рис. 9б) состоит из отрезков равной длины. Передвигая шкалу по АФС подбирают отрезок, соответствующий диаметру кроны.

Шкала кружков (рис. 9в) аналогична шкале отрезков. Диаметры кружков различаются на 0.1 мм. Палетку изготавливают в соответствии с масштабом АФС.

Точечная палетка (рис. 10) служит для определения сомкнутости полога и состава древостоя насаждений. На органическое стекло или прозрачную пленку нанесены точки по углам квадратов, размер которых зависит от масштаба АФС.

Круглые палетки (рис. 11) служат для определения количества и густоты древостоя насаждений. Густота древостоя насаждений определяется по АФС подсчетом видимых крон деревьев в пределах круглых площадок.

3.5. Приборы, применяемые для измерения высоты древостоев

Параллактические пластины - простейший стереоскопический измерительный прибор для определения продольных параллаксов точек местности на паре перекрывающих АФС.

Параллактические пластины легко изготовить из органического стекла, нужна только аккуратность при изготовлении скосов и нанесении тонких линий. Образец таких пластин представлен на рис. 12.

Для того, чтобы повысить точность измерений, пластины следует изготовлять со скосами краев не под углом £ = 5°45', когда Sin £ = 0.100, а под углом £ = 2°52' , когда Sin £ = 0.050. Это будет означать, что при передвижении правой пластины (метки) по левой на 20 мм, пространственная линия правой пластины переместится на 1 мм, т.е. 1/20 часть поперечного перемещения. А это вполне допустимо, так как рабочий ход правой пластины при измерении высот фактически исчерпывается 20 - 30 мм. На АФС масштаба 1:15000 с форматом 30х30 см, разность продольных параллаксов (А р) для деревьев высотой 25 м равна 1.0 мм.

Измерительные линии на пластинах следует нанести для двух типов стереоскопов: зеркально - линзового с базисом 190 - 200 мм и зеркального с базисом 240 - 250 мм. Причем для работы на спектрозональных АФС цвет линий лучше иметь белый (прорезь иглой).

При использовании параллактических пластин со скосом 1/20 (Sin £ = 0.050 ) полученную разность отсчетов полог древостоя - земля надо разделить на 20, тогда получим А р в мм.

Параллаксометр - портативный прибор для измерения разности продольных параллаксов с помощью параллактического винта (рис. 13).

Марки - точки, крестики или тонкие линии нанесены на стекле. Прибор имеет переменный базис, позволяющий выполнить измерения с линзовыми и зеркально - линзовыми стереоскопами. Установив параллаксометр над измеряемым древостоем, вращением параллактического винта совмещают измерительные марки сначала с кроной, затем с поверхностью земли. Разность отсчетов, снятых со шкалы барабана в первом и втором случаях, и есть разность параллаксов.

Для лесотаксационного дешифрирования точечные марки параллаксометра следует заменить на линейные в кольцевых держателях.

Если используется линейная (нитяная) марка, она предварительно горизонтируется по пологу древостоя или земле плавным вращением одной из марок.

При измерении разности продольных параллаксов наведение марки всегда следует делать сверху вниз до касания с поверхностью стереомодели. Раздваивание нитяной марки при касании полога древостоя или земли указывает на излишнее заглубление марки.

В случаях, когда перекрытие АФС значительно отличается от 60% возможно потребуется изменить базис стереоскопа. Это достигается поворотом эксцентриков в стереоскопе.

4. Подготовка АФС к дешифрированиию.

Получение АФС и отбор их в границах лесхоза, таксаторского участка.

4.1. Определение масштабов АФС

Численным масштабом аэросъемки называется отношение длины какой- либо линии на АФС и длине соответствующей линии на местности.

Численный масштаб выражается в виде дроби, у которой числитель- 1, а знаменатель представляет некоторое число. Например: численный масштаб 1: 15000 показывает, что одному сантиметру на АФС соответствует на местности 15000 см. Для того, чтобы от численного масштаба перейти к линейному масштабу, нужно знаменатель численного масштаба разделить на 100. Пример: численный масштаб 1:15000, а линейный масштаб будет 15000 : 100 = 150 м в/см.

А) Определение масштаба АФС по фокусному расстоянию аппарата и высоте фотографирования. Численный масштаб аэросъемки 1/п принято выражать через отношение фокусного расстояния (F) фотоаппарата к высоте фотографирования (Н), что выражается формулой:

1 F

n ⁼ Н

Пример: F= 20 см, Н= 13000 м. Определить масштаб аэросъемки.

1 F 20 см 20см 1

n = H = 3000 = 3000000см = 15000

Б) Определение масштаба АФС путем измерения расстояний между одними и теми же точками на АФС и на местности проводится по формуле:

L АФС

n = LM

Пример: Измеряем расстояние на местности (в м) между двумя ориентирами. Затем измеряется расстояние между теми же ориентирами на АФС с точностью до 0.01 см. Частное от деления второго измерения на первое будет выражать численный масштаб.

В) Определение масштаба АФС путем измерения длины отрезков между одними и теми же точками на АФС и на карте или плане проводится по формуле:

1 L

n = m * nk

Где L - это расстояние между точками на АФС в см; m - расстояние между точками на карте в см; nk - знаменатель численного масштаба карты.

Масштаб записывается на обратной стороне АФС.

4.2. Получение АФС и их отбор в границах лесхоза, таксаторского участка. Расшифровка показаний радиовысотомера.

4.3. Наиесеиие элементов ориентирования на АФС:

- накол главных точек стереопар АФС и их обвод цветной тушью (гуашью);

- нанесение начальных направлений стереопар с обозначением их штрихами 2 см у краев АФС.

4.4. Определение базисов стереопар АФС путем измерения расстояний между главными точками смежных АФС. Запись полученных величин производится над штрихом начального направления в левой стороне правого АФС стереопары.

4.5. Определение параллактических коэффициентов (как частное от деления высоты фотографирования в метрах к базису стереопары в миллиметрах) с записью их под штрихом начального направления.

4.6.Отграничивание рабочих площадей АФС по средним линиям поперечных и продольных перекрытий с производством надписи номеров смежных АФС.

4.7.Опознавание и нанесение иа АФС границ землепользований, квартальных просек, категорий защитности, ОЗУ, дорог, рек, озер и других четко видимых ориентиров, надписи номеров кварталов!

5. Контурное дешифрирование АФС. Формирование таксационных выделов

5.1. При контурном дешифрировании постоянно следует иметь ввиду, что таксационные выделы формируются на хозяйственной основе, т.е. смежные выделы, требующие одинаковых хозяйственных мероприятий и имеющие сходную таксационную характеристику, должны объединяться в один выдел.

5.2. При проведении контурного дешифрирования АФС в

пределах каждого квартала под стереоприборами определяются выдела, требующие:

- актуализации данных предыдущего лесоустройства;

- аналитического дешифрирования АФС;

- измерительного дешифрирования АФС;

- натурной таксации по ходовым линиям.

Определяется также необходимость прорубки таксационных визиров.

5.3. Контурное дешифрирование АФС проводится в следующей последовательности:

5.3.1. В первую очередь квартал разделяется на группы и категории лесов, если они имеются в квартале. Поднимаются элементы рельефа (овраги, крутые склоны, реки, ручьи и т.д.), т.е. такие элементы рельефа! которые должны учитываться при выделении особозащитных участков (ОЗУ).

5.3.2. Проводится выделение ОЗУ с учетом элементов рельефа, опушек, глухариных токов, турбаз, домов отдыха и т.п.

5.3.3. По данным выкопировок и материалов предыдущего лесоустройства наносятся лесные культуры ревизионного периода и старших возрастов, подсочки по годам ввода и вывода.

5.3.4.По данным отвода лесного предприятия по лесорубочным билетам наносятся лесосеки главного пользования текущего и следующего за ним года.

5.3.6. При необходимости проводится формирование выделов спелых и приспевающих насаждений последнего пятилетия по типу «выдел - лесосека». Размеры лесосеки должны соответствовать «Правилам рубок главного пользования».

5.4. После этой подготовительной работы проводится контурное дешифрирование квартала по таксационным признакам (рис. 14).

5.4.1. Без оптического увеличения выделяются нелесные земли, имеющие ясные границы( озера, болота, сенокосы, пашни, усадьбы, линии электропередач), непокрытые лесом земли ( гари, прогалины, вырубки).

5.4.2. Под оптическим увеличением проводится контурное дешифрирование покрытых лесом земель Сначала проводится деление насаждений на хвойные и лиственные выделы, далее разделение на возрастные группы (молодняки, средневозрастные, приспевающие и спелые) и только после этого следует проводить дальнейшее деление по различиям в других таксационных показателях.

5.5. При формировании таксационных выделов необходимо соблюдать следующие условия:

5.5.1. По возможности сохранять контуры выделов предыдущего лесоустройства.

5.5.2.Объединять близкие по качественным признакам выделы, требующие одинакового хозяйственного воздействия

5.5.3. Границы таксационных выделов проводить отрезками прямых

линий.

5.5.4. ОЗУ вдоль линейных объектов (оврагов, рек, ручьев, опушек и т.п.) выделять, по возможности, в один выдел с общим синтезированным описанием.

5.5.5. Ширина выделяемой полосы ОЗУ регламентируется действующими «Правилами рубок главного пользования» и другими нормативными документами.

5.5.6. Лесные культуры старше 20 лет объединяют в один выдел, при условии, если они находятся в пределах одного десятилетия, а разница по другим таксационным показателям их меньше допусков.

5.6. Сформированные таксационные выделы нумеруются на АФС с СЗ на ЮВ цветной гуашью. Границы выделов, проектируемые к натурной таксации, оконтуриваются и нумеруются на АФС гуашью иного цвета, чем выделы, таксационную характеристику которых предусматривается получить методом актуализации или аналитико- измерительного дешифрирования.

6. Изучение признаков дешифрирования АФС и тренировка исполнителей

6.1. Изучение признаков дешифрирования категорий земель и таксационных характеристик насаждений проводится в выделах, в которых прове 1ена выборочно - перечислительная или уточненная глазомерная (для молидняков) таксация леса.

Стереоскопический анализ признаков проводится с использованием стереоприборов с оптическим увеличением не менее 3.5 - 4 кратным.

6.2. Для целей дешифрирования насаждений изучаютсяследующие признаки: цвет июбражения, форма проекции крон, форма собственной тени, выпуклость кроны, размер проекции крон, форма промежутков, размер промежутков и просматриваемость в глубину. Для непокрытых лесом земель описывается цвет, структура и текстура изображения .

Кодовая таблица признаков дешифрирования АФС масштаба 1: 15000 приведена в приложении 1.

6.3. Стереоскопический анализ признаков дешифрирования

Каждый исполнитель проводит на 10 выделах каждой категории насаждений и не менее 5 выделах непокрытых лесом земель

Результаты анализа признаков дешифрирования группируются по преобладающим породам, группам возраста, группам полнот, категориям непокрытых лесом и нелесных земель и составляются сводные таблицы признаков дешифрирования (приложение 2).

6.4. Основной цельютренировки является приобретение навыков определения по изученным признакам дешифрирования таксационных показателей.

На первом этапе тренировки осваивается процесс анализа признаков дешифрирования, при котором приобретаются навыки распознавания на АФС категорий земель и таксационных показателей насаждений.

На второй этапе тренировки выполняется контрольное дешифрирование 30 - 40 выделов, по результатам которого определяется возможность допуска исполнителей к работе. Точность определения таксационных показателей должна быть в пределах допусков, установленных действующей лесоустроительной инструкции.

7. Таксационное аналитико- измерительное дешифрирование АФС

7.1. При провелении работ по аиалитико - измерительному дешифрированию используются планы лесонасаждений, копии планшетов, таксационные описания предыдущего лесоустройства, материалы хозяйственной деятельности лесхоза, АФС предыдущего лесоустройства.

Границы таксационных выделов, установленные предыдущим лесоустройством, изменяются только в случае необходимости (объединение выделов, результаты хозяйственной деятельности или стихийных воздействий).

Для достоверного дешифрирования АФС необходимо знать лесоводственно - биологические свойства произрастающих насаждений, особенности их состава и возрастной структуры; характер строения в зависимости от возраста, состава и полноты; взаимосвязи между таксационными и дешифровочными показателями древостоев; особенности рельефа местности, типов почвогрунтов, гидрологических условий;

приуроченность насаждений к условиям произрастания и закономерные связи с ними видового состава древостоев, классов бонитета и типов леса. Необходимо учитывать также фенологическое состояние древостоев в момент съемки.

7.2. Определение состава

Для определения состава разрабатывается кодовая таблица признаков дешифрирования древесных пород (приложение 1). Используются следующие параметры:

- цвет и тон изображения;

- форма и размер крон;

- форма теней на краях АФС;

- структура полога насаждений;

- приуроченность насаждений к формам рельефа;

- сравнение фотоизображения дешифрируемого участка с фотоизображением типичных выделов (эталонов).

На спектрозональных АФС хвойные породы (сосна, ель, пихта) изображаются синезеленым цветом, а лиственные породы (береза, осина, липа)- оранжевым цветом разной насыщенности. Дешифровочные признаки основных лесообразующих пород приведены в приложении 3.

Определение состава проводится с использованием кружковых или точечных палеток. Под стереоприборами на АФС накладывают кружковую палетку такого диаметра, чтобы в нем разместилось не менее 30 видимых крон деревьев. Подсчитывают их по породам. В среднем проводят 3 замера.

Например, путем подсчета крон определили, что в среднем в кружке произрастает 240 деревьев сосны и 60 - березы. Высота сосны – 26 м, березы - 23 м, диаметр, соответственно - 32 см и 24 см. Запас одного дерева сосны - 0.91 м³, березы - 0.47 м³. Следовательно, общий запас будет равен:

91 х 240 + 0.47 х 60 = 246 м³,

а состав:

218 8 или 88 С 12 Б = 9С 1Б

246 С 246 Б

Состав древостоев определяют также палеткой из равномерно размещенных точек по углам квадратов. Палетку накладывают на АФС, затем подсчитывают по породам деревья, на кроны которых попали точки. Соотношение числа деревьев по породам показывает состав древостоя.

7.3. Определение возраста

Возраст по АФС определяется по взаимосвязи его с высотой древостоя, диаметрами крон, классом бонитета и типом условий местопроизрастания.

Значительно повышает точность определения класса возраста изученность естественно-исторических условий произрастания насаждений в объекте лесоустройства.

Например: образование больших площадей гарей в отдельные годы, концентрированных вырубок, ветровала, массовых очагов повреждения леса вредителями и болезнями леса.

При повторном лесоустройстве основной для определения класса возраста являются таксационные описания.

С возрастом диаметр крон увеличивается и происходит изреживание древостоя. Каждому возрасту в зависимости от разрешающей способности и масштаба съемки свойственна своя степень обособленности проекций крон.

На АФС масштабов 1:10000 - 1:15000 в насаждениях средней и высокой полноты в молодняках 1 класса возраста проекции крон слитны.

Во 2 классе возраста кроны становятся различимыми

В 3 классе возраста проекции воспринимаются обособленно, заметны их форма и дифференциация размеров.

В 4 классе возраста обособленность крон более четкая, между ними хорошо видны промежутки.

Спелые и перестойные хвойно - лиственные насаждения 5 класса возраста сохраняют четкие очертания проекций крон, хорошо заметна выпуклость крон. После 160 лет кроны теряют четкие очертания, кажутся как бы прозрачными, незаметна разница между освещенной и затененной частью кроны, не выражена степень выпуклости крон.

Просматриваемость полога в глубину увеличивается с увеличением возраста. Возраст можно определить по его зависимости от среднего диаметра крон, который измеряется на АФС. В табл. 7.1 приведен средний возраст деревьев основных лесообразующих пород в зависимости от диаметра крон.

Таблица 7.1

Средний возраст деревьев в зависимости от диаметра крон Древесные породы Средний возраст древостоя лет) пои величине дивметра кроны, м ВО Соснв 3.5 3.9 4.6 5.2 5.5 Береза 1.8 3.0 3.9 4.7 5.4 6.3 7.0 7.5 Осина 2.4 3.5 5.1 5.6 6.1 6.6 7.1 7.6 Дуб 2.1 3.0 6.9 7.7 8.3

7.4. Определение средней высоты древостоя

7.4.1. При аналитическом дешифрировании высоту древостоя устанавливают глазомерно - стереоскопическим способом. Он основан на глазомерной оценке стереоскопической высоты древостоя с учетом величины

Например, для АФС масштаба 1:10000, полученных аэрофотоаппаратом с фокусным расстоянием 100 мм, высота полета (Н) равна 1000 м, Ро - 250 мм, b ср. = 75 мм, b г.= 65 мм, численный масштаб будет равен:

Вертикальный (глубинный) масштаб ( mv) будет 3.6 м в 1 мм.

Вертикальный масштаб АФС можно определить и глазомерно. При рассмотрении изображения под стереоприбором к измеряемому дереву прикладывается полоска миллиметровой бумаги, конец которой загибают кверху (рис 15). По длине отогнутой части определяют стереоскопическую высоту дерева (h с)

Высота древостоя вычисляется по формуле:

7.4.2. При измерительном дешифрировании АФС высота древостоя определяется по разности продольных параллаксов на стереопаре АФС под стереоприборами при помощи параллаксометров или параллактических пластин по формуле:

Н_д = Н/Ь ■ Ар , где

Ар - разность продольных параллаксов, мм;

Н - высота аэрофотосъемки, м;

b-базис стереопары, мм.

Для определения высоты дерева марки параллаксометра совмещают попеременно с вершиной кроны дерева и поверхностью земли.

Разница этих двух отсчетов дает разность продольных параллаксов. Измерения проводятся в двух повторностях. Если разница измерений не превышает + 0.05 мм, вычисляется среднее значение.

Пример. Дано: Н = 3000 м, b = 120 мм, Др = 1.2 мм.

Подставив исходные значения в формулу

Hд= 3000/120 *1,2= 30 м

Для горных условий (с превышением более 10% высоты фотографирования) применяют формулу:

7.4.3. При определении высоты дерева по длине падающей тену необходимо знать широту местности, длину тени, масштаб АФС, дату и время дня аэрофотосъемки. Длина падающей тени определяется измерительной лупой или линейкой от центра кроны до вершины тени.

Высота дерева определяется по формуле:

hд = L * п * к, где

L - длина тени, мм;

п - коэффициент масштаба;

к - коэффициент относительной тени (для Нижегородской области

- приложение 4).

Коэффициент масштаба (п) при масштабе АФС 1:5000 равен 0.5, при М 1:10000= 1.0, при М 1:15000- 1.5,при М 1:17000- 1.7и т.д.

Пример. Дано: широта местности 56°, время съемки 10 часов, дата - 20 июня, масштаб 1:10000, L - 2.5 мм.

Используя вышеуказанные придержки по коэффициенту масштаба и таблицы приложения 4 вычисляем высоту дерева:

hд= 2.5 * 1 * 12.19 = 30,5 м

7.5. Определение среднего диаметра

Средний диаметр древостоя определяется по уравнению взаимосвязи со средней высотой, которая в свою очередь определяется через разность продольных параллаксов. В случаях, когда высоту древостоя невозможно определить измерением разности продольных параллаксов, используется зависимость среднего диаметра со средним диаметром крон. Эти зависимости представляются в виде таблиц, графиков, номограмм, уравнений регрессии.

Диаметр кроны можно измерить при помощи параллаксометров. Для этого измерительную марку помещают на одну сторону кроны, а затем на другую. По разности отсчетов, с учетом масштаба АФС, определяется величина диаметра кроны.

При использовании палеток (рис. 9) диаметр кроны определяют, совмещая ее ширину с соответствующим отрезком или диаметром кружка иа шкале.

Для получения достоверных данных необходимо измерить 7-10 крон, расположенных ближе к центральной части АФС- и вычислить среднеарифметическое значение диаметра крон.

Пример. Средний диаметр обмеренных крон 0.3 мм. Масштаб АФС 1:15000. Следовательно, средний диаметр крон равеи 0.3 * 15 = 4.5 м.

Взаимосвязь между высотой и диаметром в виде графиков приведена в приложении 5.

7.6. Относительная полнота древостоев

Относительная полнота древостоев определяется глазомерно - стереоскопически на основе оценки стереомодели полога насаждений при его сравнении с изображением типичных выделов фототеки, а также по сомкнутости полога с применением уравнений взаимосвязи сомкнутости полога с полнотой.

Сомкнутость полога определяется применением точечных и линейных палеток путем иакладки на АФС и подсчета количества деревьев или измерения протяженности Крон. Наибольшее применение нашел метод точечной палетки. Палетка накладывается на древостой. При помощи лупы подсчитывается количество точек, попавших на кроны деревьев. Частное от деления точек, попавших на кроны, от общего количества точек является показателем сомкнутости полога древостоя.

Пример. Число точек, попавших на кроны деревьев, составляет 28 штук.

Общее количество точек на палетке 40 штук. Следовательно:

Ps = 28/40 = 0.7

Следующий способ определения сомкнутости полога - линейный. Для этого в центральной части АФС накладывается измерительная лупа и определяется общая длина отрезков, занятая кронами деревьев. Сумма отрезков делится на общую протяженность линии. Частное будет показывать сомкнутость полога древостоя.

7.7. Тип леса и класс бонитета дешифрируется одновременно, поскольку эти показатели тесно связаны между собой. По разнообразию состава древостоя оцениваются почвенно-гидрологические условия. Класс бонитета определяется по прямым признакам - средней высоте и возрасту, размерам и формам крон, тону (цвету) и плотности изображения проекций крон. К косвенным признакам относят строение полога и условия произрастания. Для его определения используют бонитировочную шкалу для семенных и порослевых проф. М.М. Орлова (приложение 6).

7.8. Запас древостоя определяется расчетным путем после установления методом дешифрирования таксационных показателей: состава, средней высоты, относительной полноты по стандартным таблицам или таблицам хода роста (приложение 7), либо использованием номограмм, а также по формуле:

М = Н² * Ps, где

Н - средняя высота древостоя;

Ps - сомкнутость полога, определенная на АФС.

7.9. Товарность древостоя определяется с учетом его состава, возраста, типа лесорастительных условий, наличия сухостойных деревьев, валежа, стихийных бедствий.

Особенности дешифрирования космических снимков

Космические снимки (КС) в лесном хозяйстве используются при тематическом картографировании и инвентаризации лесов, охране их от пожаров; выявлении и картографировании площадей лесного фонда, поврежденных различными стихийными бедствиями; контроле за

освоением лесосырьевых баз и соблюдением правил рубок леса; контроле за состоянием лесов, выполняющих защитные функции, а также решения других задач, связанных с комплексным изучением природных ресурсов.

Технология дешифрирования КС имеет свои особенности.

Первым этапом дешифрирования является географическая привязка. Обычно для этой цели используется гидрографическая сеть.

Подготовка КС к дешифрированию включает отграничение рабочих площадей, нанесение меридиана Ю - С и розы ветров, определение масштабов по трем линиям, параллельным начальному направлению.

Масштаб КС определяется отношением длин отрезков, измеренных между соответствующими точками на топокарте и на КС по формуле:

Составляются дешифровочные признаки по преобладающим породам, по группам возраста, по группам полнот, по другим категориям лесных земель.

На синтезированных многозональных снимках лиственные насаждения дешифруются по светло-зеленому цвету с различными оттенками, сосновые - по красно-коричневому, еловые - по темно- коричневому, луговая растительность - по красному цвету изображения.

Участки свежих гарей хорошо опознаются по темному тону и расчлененному характеру выгоревших границ. Лесные участки, пройденные низовыми пожарами, имеют округлую форму с зигзагообразной кромкой. Участки гарей после верховых пожаров имеют сильно вытянутую по направлению ветра эллипсовидную форму.

Места сплошных рубок опознаются по прямолинейным четким границам лесосек. Свежие вырубки имеют пурпурный цвет, с лиственным возобновлением - голубой. При наличии хвойного подроста - с оттенками синего цвета.

В настоящее время процесс дешифрирования КС автоматизируется. Это позволяет опознавать по ним не только покрытую лесом площадь, участки леса с однородными характеристиками, категории лесных земель, но и определять такие таксационные показатели насаждений, как запас, полнота, диаметр, высота и возраст.

Литература

1. Аковецкий В.Н. Дешифрирование снимков. М. «Наука». 1983. 374 с.

2. Боровиков Н.З. Аэрокосмические методы в лесном хозяйстве. Нижний Новгород. ПЛУП. 1998. 51 с.

3. Герасимов Ю.Ю., Хлюстов В.К., Кильпеляйнен С.А., Боровиков R3, Соколов А.П. Аэрокосмические методы в лесном хозяйстве. Петрозаводск, ПГУ. 2002. 245 с.

4. Дмитриев И.Д., Мурахтанов Е.С., Сухих В.Н. Лесная авиация и аэрофотосъемка. М. «Агропромиздат». 1989. 366 с.

5. Инструкция по проведению лесоустройства в лесном фонде России. Часть 1. М. 1995. 174 с.

6. Сухих В.Н., Гусев Н.Н., Данюлис Е.П. Аэрометоды в лесоустройстве. М. «Лесная промышленность». 1977. 192 с.

7. Техническая подготовка таксаторов - дешифровщиков. С.П. СЗЛП. 1995. 75

Приложение 1

1. Цвет	6. Форма промежутков:
Определяется по шкале цветов	1)округлая
2. Форма проекции крон	2) неправильно-округлая
1) округлая	3) эллипсовидная
2) неправильно- округлая	4) однобоко- вытянутая
3) эллипсовидная	5)угловатая
4) однобоко- вытянутая	6) узорчатая
5) угловатая	7) не выражена
6) узорчатая	8) не видна
7) не выражена	7. Размеры промежутков
3. Форма собственной тени:	Измеряются линейкой в двух взаимно перпендикулярных направлениях
1) треугольная	8. Просматриваемость в глубину:
2) серповидная	( в пределах каждого промежутка)
3) овальная	1) полог плотный( просматриваемость не более 1/3 высоты полога)
4) форма не выражена	2) просматриваемость средняя ( до 1/2 высоты)
5) не заметна	3) просматривается хорошо( до земной поверхности
4. Выпуклость кроны:
1) остроконечная ( шиловидная)
2) ясно выражена
3) слабо заметна
4) крона плоская
5. Размеры проекции кроны
Измеряются линейкой
В двух взаимно перпендикулярных
направлениях

Приложение 2

Приложение 3

Дешифровочные признаки

В практике лесоустройства широко используются аэрофо­тоснимки масштаба 1:10000-1:15000. Разница в признаках де­шифрирования древесных пород, полученная в этих масштабах, заключается в степени просматриваемое™ мелких деталей изо­бражения, в том числе крон деревьев.

Рассмотрим признаки дешифрирования основных лесооб­разующих пород.

Сосна. Этой породе свойственна округлая форма проекции крон. Она формирует хорошо просматриваемые древостой до по­верхности Земли, им свойственна одноярусность и равномерная степень сомкнутости крон. Кроны сосен выпуклые, в молодияках конусовидные, а в спелых древостоях приобретают параболоид- ную, сфероидальную или яйцевидную формы. Размеры крои од­нообразны и на спектрозональных аэрофотоснимках имеют цвет крон зеленый, светло-зеленый, в молодияках и средневозрастных древостоях с коричневым оттенком.

Лиственница. Эта порода имеет в молодияках конусовид­ную форму крон, а в спелых древостоях неправильно параболо- идную или эллипсовидную. На аэрофотоснимках кроны имеют неправильную округлую форму. Разновысотность в древостоях этой породы меньше, чем в ельниках, ио больше, чем в сосняках. Спелым древостоям свойственен постепенный переход от осве­щенной кроны к затененной, средневозрастным - резкий. На спектрозональных аэрофотоснимках кроны лиственницы светло- или темно-оранжевые.

Ель. Форма проекций крон у этой породы звездчатого типа с изрезанными остроугольными очертаниями. Переход от осве­щенной части кроны к затененной резкий. В молодияках и сред­невозрастных древостоях хорошо заметна островершинность.

Спелые насаждения размещены по площади неравномерно и характеризуются разновысотностью. Полог в сомкнутых древо­стоях обычно просматривается до половины высоты. Тени, па­дающие от крон деревьев, затеняют все промежутки между кро­нами и создают полосатый или штриховатый рисунок. Тон изо­бражения на спектрозональных аэрофотоснимках темно-зеленый.

Пихта. Эта порода имеет сходные с елью признаки дешиф­рирования. Кроны пихты более вытянуты и заостреннее, чем у ели.

Кедр. В молодом возрасте кроны кедров конусовидные. В возрасте 30-50 лет - пвраболоидные. В возрасте спелости кроны приобретают цилиндрическую форму. Переход от освещенной части кроны к затененной постепенный. Проекции крон округ- .лые. На спектрозональных аэрофотоснимках кроны кедра зелено­го цвета со слабым синеватым оттенком.

Береза. В спелом возрасте она имеет яйцевидную, парабо- лоидную или полушаровядную форму кроны. Длина кроны опус­кается до половины высоты дерева. Разновысотность полога не выражена. Формы проекций крон округлые. Переход от осве­щенной части кроны к чятенениой постепенный.

На спектрозональных аэрофотоснимках кроны желтовато­оранжевые.

Осина. Кроны этой древесной породы слабовыпуклые, максимально расширенные кверху. Разновысотность не выраже­на. Сомкнутость полога значительная во всех возрастных груп­пах. Горизонтальной структуре свойственна куртинность и груп­повое расположение деревьев.

На спектрозональных аэрофотоснимках осина имеет оран­жевый или красновато-оранжевый цвет.

Дуб. Кроны этой породы яйцевидной или цилиндрической формы, опущенные до половины высоты дерева. Переход от ос- аещенной части кроны к затененной резкий. Разница высот не­значительна. На спектрозональных аэрофотоснимках изобража­ется оранжево-бурым или коричневато-бурым цветом.

Липа. Форма кроны у этой древесной породы в возрасте до 20 лет в виде вытянутого к вершине эллипса. С возрастом она становится округлой. Длина кроны доходит до половины высоты дерева. Хорошо выражена разновысотность н плохая просматри­ваемость в глубину. На спектрозональных аэрофотоснимках цвет оранжевый.

Ольха черная. Форма кроны у этой древесной породы в молодияках конусовидная, а в спелых - обратнояйцевидная. Кро­ны отдельных деревьев неправильной округлой формы, слегка выпуклые, без четких очертаний. В чистых древостоях разновы­сотность отсутствует, они плохо просматриваются в глубину. Пе­реход освещенной части кроны к затененной резкий. На спектро­зональных аэрофотоснимках они изображаются желто­оранжевым или красно-оранжевым цветом.

Приложение 4

Таблица коэффициентов длин теней для определения высот деревьев и древостоев при широте местности 56°

Приложение 5

Зависимость между высотами и диаметрами на высоте груди для сосновых насаждений ( по массовым данным глазомерной таксации)

Зависимость между высотами и диаметрами на высоте груди для березовых насаждений ( по массовым данным глазомерной таксации)

Зависимость между высотами и диаметрами на высоте груди для осиновых насаждений ( по массовым данным глазомерной таксации)

Зависимость между высотами и диаметрами на высоте груди для ольховых насаждений ( по массовым данным глазомерной таксации)

Приложение 6

Классы бонитетов семенных насаждений( минимальные высоты)

Классы бонитетов порослевых насаждений( минимальные высоты)

Приложение 7

ВСПОМОГАТЕЛЬНЫЕ ТАБЛИЦЫ

Для определения таксационных показателей при аналитико- измерительном дешифрировании с использованием материалов прежнего лесоустройства (Нижегородская область)