FI69928C - Foerfarande och anordning foer att aostadkomma uppskattning avtt skogsbestaonds grundyta - Google Patents

Description

roi KUULUTUSjULKAISU .QQOQ

™ ” UTLÄGG NIN GSSKRIFT 6 9928 ) 1 Γ'--' cnt : - : / -J i-.t cg . :·. sc (51) Kv.lk.4/lnt.CI.4 G 01 B 21/00 SUOMI —FINLAND (21) Patenttihakemus — Patentansöknlng 782331 (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 26.07.78 (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 26 07 78 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentlig 28 0 1 79

Patentti- ja rekisterihallitus Nähtäväksipanon ja kuul.julkaisun pvm. - ,, ‘ ’

Patent- oeh registerstyrelsen v ' Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad 31 .12.85 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begärd prioritet 27.07.77 Ruotsi-Sverige(SE) 7706^7^4-9 (71)(72) Christer Turen, Slädvägen k, 302 35 Umeä, Ruotsi-Sverige(SE) (7^) Oy Koister Ab (5M Menetelmä ja laite metsikön peruspinnan arvioinnin aikaansaamiseksi - Förfarande och anordning för att astadkomma uppskattning av ett skogsbestands grundyta Tämä keksintö koskee menetelmää ja laitetta, joilla aikansaa-daan arviointi metsikön peruspinnasta sekä eri puiden jakaantumisesta läpimittaluokkiin.

Totta voitaisiin määrittää metsikön eli metsävarojen suuruus, on tunnettava puiden peruspinta (läpi leikkauspintaj joka yleensä määritetään 1,3 m maan yläpuolella), korkeus ja muoto.

Peruspinnan erään tunnetun määritysmenetelmän mukaisesti mitataan (kaulaimella) puiden läpimitta ja merkitään puut länimittaluok-kiin. Työn määrän vähentämiseksi voidaan kaulaus tehdä näyteninnoi1-la, minkä jälkeen saatu tulos kerrotaan metsän pinta-alan ja näyte-pintojen pinta-alan välisellä suhteella. Tällöin on eräänä ongelmana näytepintojen ulkorajojen sellainen määritys, että ne saavat ko. pinta-alan.

Peruspinta pinta-alayksikköä kohden voidaan myös määrittää itävaltalaisen W. Bitterlich’in kehittämän relaskoopin avulla. Tietyn- 2 69928 levyinen rakoaukko sijoitetaan määrätyn välimatkan päähän silmästä, esim. 53 kertaa raon leveys. Tähtäys tapahtuu rakoaukon yli kohti puita (yleensä 1,3 m korkeudella maasta) tarkkai1 unisteen ympärillä. Jos tällöin lasketaan kaikki puut, jotka kattavat rakoaukon, saadaan käytettäessä relaskooppia ja mainiittua suhdetta raon leveyden ja silmän - raon välimatkan välillä (laskukerroin 1) peruspinta tarkkailu-pisteen ympäri 1lä neliömetreissä hehtaaria kohden (mA/ha). Raon leveyden ja välimatkan silmästä rakoon välinen suhde voidaan myös muotoilla siten, että rakoaukon kattavien puiden lukumäärä on 1/7 dbtus-ointaa hehtaaria kohden (laskukerroin 7), 1/3 perusnintaa hehtaaria kohden (laskukerroin 3) jne.

Kun käytetään relaskooppia, ei siis tarvitse tehdä mittausta näytepinto j en ulkorajojen määrittämiseksi, rionetelmäl le on lisäksi tunnusomaista se, että pistokoeintensiteetti kasvaa nuiden kasvavan läpimitan myötä, koska paksut puut voivat tulla lasketuiksi, vaikka ne ovat välimatkan päässä tarkkailupisteestä, kun sitä vastoin ohuiden puiden on oltava lähellä tätä täyttääkseen raon ja tullaakseon siten lasketuiksi.

Relaskooppimittauksessa ei kuitenkaan saada peruspinnan jakautuma puiden läpimittoihin, joka saadaan kaulauksessa. Po. keksinnön tarkoituksena on kehittää menetelmä ja laite, joilla saavutetaan re-laskooopimenetelmän edut ja samalla saadaan peruspinnan jakaantuminen puiden läpimittoihin. Lisäksi eliminoidaan relaskoopoimenetel-män virhelähteet ja vaikeudet. Tämän toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa.

Keksinnön mukaiselle laitteelle tunnusomaiset piirteet ilmenevät patenttivaatimuksen 2 tunnusmerkkiosasta.

Seuraavassa kuvataan keksinnön erästä toteutusesimerkkiä viitaten oheisiin piirustuksiin, joissa kuviot 1a - 1c esittävät eri ku-vantoja keksinnön mukaisesta relaskoopni kaulaimesta; kuvio 2 esittää laitetta, jolla saadaan aikaan tähtäys kenttä? kuvio 3 esittää kaa-viomaisesti tähtäystä kohti töhtäyskenttääj kuvio 4 esittä samoin kaaviomaisesti tähtäystä kohti tähtäys kenttää, jolloin silmä on täh-täyskentän alareunan tasolla? kuvio 5 esittää kaaviomaisesti rela-skooppikaulainta kahdessa eri asennossa? ja kuviot 6, 7 ja B esittävät kaaviomaisesti maan kaltevan tason huomioivaa tasausta.

Kuvion 1 näyttämä laite koostuu siis kaulaimesta 1, jolla

II

69928 mitataan läpimitta ja joka on yhdistetty relaskoopin 2 kanssa, jossa on liikkuva rakoaukko 3. Rakoaukko 3 on tehty pystytasossa tapahtuvaa tähtäystä varten. Liikkeet kaulaimen liikkuvasta haarasta 4 siirretään kannan 5, tapin 16, hylsyn 7 ja liikkuvan varren 8 kautta rakoaukkoon 3. Siirtojärjestelmä on muotoiltu siten, että rakoaukon 3 mitat ovat kääntäen verrannolliset kaulaimen liikkuvan haaran 4 ja kiinteän haaran 9 välisiin mittoihin.

Kaulaimen liikkuva haara lukitaan paikalleen sulkimen 10 avulla, kun siihen ei tartuta, minkä johdosta se ei siirry, kun puun läpimitan mittauksen jälkeen on tähdättävä relaskooppiraon kautta.

Kuten kuviosta 2 käy ilmi, koostuu tähtäyst angon 11 yläosa tähtäyskentästä 12, jonka yläosa 13 ja alaosa 14 on maalattu värillä, joka on vastakohta relaskooppikaulaimen rakoaukon 3 värille. Näiden kenttien ylä- ja vast, alapuolella voi olla muita, toi-senvärisiä kenttiä alkuperäisten kenttien uikorajojen merkitsemiseksi. Tangon yläpäähän on kiinnitetty heiluri 15. Heilurin alimmasta osasta ja siihen suorassa kulmassa ulkonee varsi 16. Käyttämällä vastapainoa, saadaan heiluri pystysuoraan asentoon ja varsi vaakasuoraan asentoon.

Heiluria voidaan pidentää teleskooppisesti ja se voidaan lukita haluttuun asentoon. Tangon kuljetuksen tai siirron aikana voidaan vaakasuora varsi kääntää ylös heiluria vasten ja lukita tämän kanssa tankoon.

Tähtäyskentän 12 alaosan 13 muodostaa putki, joka ympäröi tähtäystankoa 11 ja on siirrettävissä ylös ja alas tätä pitkin.

Se voidaan lukita tangolle haluttuun asuntoon. Tähtäystanko 11 on pidennettävissä teleskooppisesti ja lukittavissa haluttuun asentoon. Sen jalan voi muodostaa kärki kuvion 2 mukaisesti tai jalusta .

Ennen kenttätyön alkua säädetään heilurin 15 pituus halutun lasku kertoimen mukaan ( ks . alempana). Lisäksi säädetään täh-täystangon 11 pituus niin, että tähtäyskentän 12 alareuna 14 on silmän korkeudella. Tämän jälkeen haetaan ne pisteet (jotka määrätään objektiivisesti tai subjektiivisesti), joiden ympärillä mittaukset on tehtävä. Tähtäystanko 11 sijoitetaan pisteille kohti-suorasti suhteessa maan pääkaltevuuteen ja niin, että vaakasuoran 4 69928 varren 16 vapaa pää on suunnattu ylöspäin pitkin mahdollista kaltevuutta. Tällöin heiluri 15 on pystysuorasti. Putki 13 menee tällöin sellaiseen asentoon, että sen alareuna osuu yhteen sen pisteen kanssa, jossa vaakasuora varsi 16 sivuaa tähtäystankoa 11.

Tähtäystangon 11 ympäriltä haetaan puut, joiden uskotaan olevan puun läpimittaa koskevan rajaympyräsäteen sisällä tai sen lähellä (ks. seuraavassa). Puiden läpimitat mitataan kaulaimella. Rakoaukko 3 tulee tällöin automaattisesti säädetyksi läpimittaa vastaavaan asentoon. Samalla, kun pidetään kaulaimen ja siten ra-koaukon asetus samana, tähdätään kohti tähtäyskenttää 12. Jos tämä kattaa rakoaukon 3, on puu rajaympyrän sisällä ja se on merkittävä. Tällöin voidaan merkitä sen läpimitta f läpimitta luokka) . Jos täh-täyskenttä 12 ei kata aukkoa 3, ei puuta merkitä muistiin. Merkittyjen suiden kokonaismäärä pinnalla antaa lasku kertoimet la kerrottuna oeruspinnan hehtaaria kohden, minkä lisäksi läpimittamerkin-nät antavat tämän peruspinnan jakaantumisen läpimittoihin (läpimitta 1 u o k ki i n ) .

Tähdättäessä on rako 3 pidettävä koko ajan pystysuorassa asennossa.

Kuten edellä on mainittu, on järjestelmän oltava sellainen, että ne puut, jotka merkitään muistiin, ovat ko. puun läpimittaa koskevan rajaympyrän sisällä. Tämän säteen suhde puun läpimittaan voi olla 50/1 (las ku kerro i n 1), 50/ϊ^2 (lasku kerro i n 2), 50/\/3 (1 askukerroin 3), 50/2 (1 askukerroin 4) jne. Kuvio 3 näyttää, kuinka vaatimus täytetään antamalla tähtäyskentälle f ja tähtäyspis-teen - raon välimatkalle = ö vastaavaa kojetta ja laskukerrointa varten määrätyt mitat sekä sovittamalla kaulaimen ja raon välinen muutos siten, että ollaan rajaympyrä1lä r, kun rakoaukko 3 tähdättäessä osuu yhteen tähtäys kentän f kanssa.

Ensin otetaan siis selville tähtäyskentän f mitta sekä välimatka silmästä rakoon = ö. Ensin mainittu mitta pätee kuitenkin vain maan ollessa tasainen. Jos maa on kalteva, on tähtäyskentälle annettava alla näytetyllä tavalla maan kaltevuudesta riippuvainen lisäys. Jotta silmä voisi yhtä aikaa ja kohtuullisella terävyydellä erottaa sekä raon että tähtäyskentän, on silmän ja raon välisen etäisyyden oltava vähintään noin 70 cm.

Rakoaukon s ja puun läpimitan välisen suhteen laskemiseksi il 5 69928 lähdetään ensin johtuen yhdenmukaisuudesta kuviossa 3 seuraavasta: s ö f ö p “ i S — ' fr Γ

Aikaisemmin on mainittu, että rajaympyräsäteen ja puun läpimitan d välisen suhteen on oltava, kuten 50/1; 50/V*2; 50//3; ja 50/2 lasku kertoimien 1, 2, 3 ja vast. 4 osalta.

Tällöin saadaan: s = fö/50 d (1 askukerroin 1 ); s = föV2/50 d (laskukerroin 2) ; s = föV3/50 d (laskukerroin 3); s = fö/25 d (lasku kerro in 4) .

Rakenteen yksinkertaistamiseksi on kojeita muunnettu seuraavasti :

Korjaus laskukertoimen osalta tehdään tähtäyskentällä f eikä raon leveyden kautta. Tämä merkitsee, että tähtäyskenttä saa mitat f; f /"/*2; f//3; ja f/2 1 as ku kerto imi en 1, 2, 3 ja vast. 4 osalta .

Korjaus saadaan aikaan muuttamalla kuvion 2 mukaisen heilurin 15 pituus.

Sen sijaan, että silmän annetaan kuvion 3 mukaisesti olla tähtäyskentän keskipisteen korkeudella, se voidaan pitää samalla korkeudella maasta kuin tähtäyskentän alareuna, ks. kuviota 4. Samalla tavalla tarvitaan vain yhtä liikkuvaa vartta, ö kuviossa 1, re laskooppikau1 aimessa kahden asemesta. Liikkuva varsi voidaan myös pitää kiinteän alla, jolloin silmän on oltava samalla korkeudella maasta kuin tähtäyskentän yläreuna. Kuvion 1 näyttämän kannan 5 on oltava kohtisuora suhteessa kiinteään varteen.

Kuvio 5 näyttää kaaviomaisesti relaskooppikaula imen, jonka liikkuvalla haaralla on kaksi asentoa 14a ja 14b, joita vastaavat kannan asennot 15a ja 15b sekä liikkuvan varren asennot 18a ja 18b. Näitä asentoja vastaavat läpimitat d1 ja d2 sekä rakoaukot s1 ja s2. Läpimitta d1 on suurin, joka voidaan mitata kaulaimella, kun taas d2 on valittu mielivaltaisesti. Läpimitan d1 oliossa kysymyksessä, kaulaimen liikkuva haara on kohdassa 14a. Kanta on kohdassa 15a ja liikkuva varsi kohdassa 18a. Rakoaukko s1 on tässä = kannan 15a korkeus.

S1:lle on annettava sellainen mitta, että tähdättäessä 69928 d1 :tä koskevasta rajaympyrästä tähtäyskenttä osuu yhteen raon kanssa. Lasku kerto imen 1 osalta yhteys on tällöin S1 = fö/50 d1 . (Jos välimatka silmästä rakoon ö = suurin läpimitta d1, niin s1 - f/50).

Kun mitataan puuta, jonka läpimitta on d2, on kaulaimen liikkuva haara asennossa b, kanta on asennossa 15b, liikkuva varsi on asennossa 1 Sb ja täten rako saa koon s2. Kuviossa vallitsevasta yhdenmukaisuudesta johtuen saadaan: s2/d 1 = s 1 /d 2; s2 = s1 · d1/d2 = fö d1/5Q d1 d2; s2 => fö/5L d2

Myöskin läpimitalle d2 saadaan siis se rakoaukko s2, joka saa aikaan rakoaukon ja tähtäyskentän yhteenosumisen, kun tähdätään d2:n rajaympyrästä s2:n yli.

Yleensä on suotavaa, että kootut tiedot liittyvät pintaan vaakaprojektiossa, koska kartat tehdään tässä projektiossa. Tämä merkitsee, että kaltevalla maalla on rajaympyrä muutettava soikioksi, jonka pääakseli on kaltevuuden suunnassa. Pääakselin pituuden on oltava sellainen, että sen projektiosta vaakatasossa muodostuu se, joka koskee ko. puun läpimittaa vaakasuoralla maalla. Siksi on rajaympyrän säteelle annettava pääakselin suunnassa lisäys Λ r, ks. kuviota 5. Soikion pienen akselin on oltava yhtä kuin vastaavan rajaympyrän läpimitta vaakasuoralla maalla.

Pääakselin vaadittu pidennys saadaan antamalla tähtäysken-tälle f lisäys A f Δ f/f on oltava = A r/r (yhdenmuotoiset kolmiot), ks. kuviota 7 .

Tämän jälkeen annetaan Δ f:lle sellainen suuruus, että f + A f pystyprojektiossa = f. Tällöin saadaan kaksi yhdenmuotoista kolmiota, joilla on hypotenuusat f + Δ f ja vast. 2 r + 2 d r ja kateetit f ja vast. 2 r, ks. kuviota 8.

Af + f _ 2r+ 2 Δ r A f , „ Λ , Δ r A f _ A r f r2 'f r ' f “ r

Koska tähtäyskenttä on sijoitettava suorassa kulmassa suhteessa maatasoon ja rakoaukko on pidettävä pystysuorassa asennossa, saadaan soikion pääakselin kuvattu pidennys, samalla kun pieni akseli jää = alkuperäiseksi rajaympyrän säteeksi. Välissä olevat pisteet joutuvat soikiolle.

Il 7 69928

Kaltevan maan edellyttämä korjaus voidaan myös jättää pois tai tehdä jälkikäteen maan muistiin merkityn kaltevuuden perusteella. Tällöin voidaan jättää pois kuvion 2 näyttämät laitteet 14, 15 ja 16 tähtäystango1la. Tässä menettelyssä on rako pidettävä koko ajan samalla kaltevuudella kuin se, jossa toimitusmies näkee tangon.

Sen lisäksi, että keksinnön mukainen, edellä kuvattu menettely antaa peruspinnan jakaantumisen puiden läpimittoihin, se pienentää useita haittoja, jotka liittyvät nykyisin käytettyihin re-laskooppimittausmenetelmiin.

Tunnetuissa menetelmissä tapahtuu esim. tähtäys puita kohti, joilla voi olla enemmän tai vähemmän epäselvä pinta. Po. keksinnössä sitä vastoin tähtäys tapahtuu kohti tähtäyskenttää, joka on vastakohta raolle ja terävästi rajattu, mikä antaa suuremman varmuuden. Tähtäys vaakatasossa johtaa siihen, että välissä olevat puut ja muut esteet usein katkaisevat tähtäysviivat. Siirtymällä tähtäykseen pystytasossa keksinnön mukaisesti saadaan tämä haitta poistetuksi.

Relaskoopeissa, joilla suoritetaan tavanomainen tähtäys kohti puunrunkoja, on ainakin pienempien laskukertoimien osalta täh-täysviivojen välinen kulma (rajakulma) suhteellisen terävä. Tästä seuraa, että virheellinen havainto saa suuremman merkityksen kuin jos rajakulma olisi vähemmän terävä. Tässä kuvatussa menetelmässä voidaan rajakulma tehdä tylpemmäksi.

Nykyisin käytetyissä menetelmissä tähtäys tapahtuu tavallisesti silmän korkeudelta kohti puiden 1,3 m korkeutta. Tämä merkitsee, että tähtäys tapahtuu tasossa, jonka muodostaa kartion vaip-papinta. Tässä kuvatussa menetelmässä tähtäys tapahtuu tasossa, joka on yhdensuuntainen maan kanssa. Lisäksi tähtäys tapahtuu tavanomaisissa menetelmissä puiden peruspinnan läpi jännettä kohti eikä läpimittaa kohti. Tämä virhe on tässä eliminoitu.

Puiden peruspinta on yleensä arvioitava hehtaaria kohden vaakaprojektiossa. Tavanomaisessa relaskooppimittauksessa mahdollisuudet tämän edellyttämään korjaukseen ovat rajoitetut, kun sitä vastoin tässä kuvatussa menetelmässä voidaan tehdä tämän edellyttämä korjaus varmasti näkökentän pidennyksen avulla.

Keksintö ei rajoitu millään tavalla näytettyyn toteutusmuotoon, vaan sitä voidaan muuttaa vapaasti seuraavien patenttivaatimusten asettmissa puitteissa.

Claims (6)

8 69928 Patenttivaatimu kset

1. Menetelmä, jolla saadaan aikaan arviointi metsikön peruspin-nasta pinta-alayksikköä kohden sekä tämän jakaantumisesta läpimitta-luokkiin, tunnettu siitä, että metsikön ainakin yhden mittauspisteen ympärillä mitataan eri puiden läpimitat, mieluiten noin 1,3 korkeudella maasta, minkä jälkeen kooltaan ko. puun läpimitan koosta riippuva tähtäyskulma suunnataan kohti mittauspisteen yläpuolelle sovitettua, ko. mittausta varten kokonsa suhteen ennaltamäärät-tyä tähtäyskenttää (12), ja että paikasta, joka sijaitsee yhtä kaukana mittauspisteestä kuin ko. puun keskipiste, katsotaan tähtäys-kenttää (12) tähtäämällä pitkin tähtäys kulman kylkiä, minkä jälkeen kontrolloidaan, mahtuuko tähtäys kenttä (12) tähtäyskulman sisään, jotta täten saadaan selville onko ko. puu rajaympyränsä sisällä vai ei, jolloin puun sijaitessa rajaympyränsä sisällä sen läpimitta merkitään muistiin.

2. Laite, jolla aikaansaadaan patenttivaatimuksen 1 mukaisesti arviointi metsikön peruspinnasta pinta-alayksikköä kohden sekä tämän jakaantumisesta läpimittaluokkiin laitteen käsittäessä kaulaimen (1) sekä tämän yhteyteen sijoitettu rakoaukon (3), ja että kaulain (1) ja rakoaukko (3) on siten toisiinsa kytketty, että rakoaukon (3) koko on riippuvainen kaulaimen (1) asetuksesta, tunnettu siitä, että laite lisäksi käsittää mittauspisteeseen sovitetun tähtäysken-tän (12) sekä elimet (5,6,7,8) rakoaukon (3) koon pienentämiseksi kaulaimen (1) haarojen (4,9) välisen etäisyyden suuretessa ja päinvastoin.

3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen laite, tunnettu siitä, että kaulaimen (1) muodostaa liukumitta ja että rakoaukon (3) muodostavat liukumitan viivoittimen vapaa pää ja tangon (B) vapaa pää, jonka tangon kanssa liukumitan liikkuva haara (4) on siirrettä-västi yhdistetty.

4. Jonkin tai joidenkin patenttivaatimuksen 2-3 mukainen laite, tunnettu siitä, että tähtäyskentän (12) kokoa voidaan muuttaa.

5. Jonkin tai joidenkin patenttivaatimuksen 2-4 mukainen laite, tunnettu siitä, että tähtäyskentälla (12) on suhteessa maan tasoon pääasiallisesti kohtisuora ulottuvuus. Il 3 69928

6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen laite, t u n n e t t u siitä, että maan tason ollessa kalteva, tähtäyskentä1le (12) annetaan tietty sellainen lisäys, että saadaan peruspinta pinta-alayksikköä kohti vaakaprojektiossa. m 69928 Patent krav