RU2050114C1 - Method for assessment of volumes of growing tree trunks - Google Patents

Method for assessment of volumes of growing tree trunks Download PDF

Info

Publication number
RU2050114C1
RU2050114C1 SU4924003A RU2050114C1 RU 2050114 C1 RU2050114 C1 RU 2050114C1 SU 4924003 A SU4924003 A SU 4924003A RU 2050114 C1 RU2050114 C1 RU 2050114C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
height
point
trunk
diameter
species number
Prior art date
Application number
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.Г. Шавнин
В.А. Шавнин
С.А. Шавнин
В.К. Звездин
П.П. Кузнецов
Original Assignee
Шавнин Александр Гаврилович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Шавнин Александр Гаврилович filed Critical Шавнин Александр Гаврилович
Priority to SU4924003 priority Critical patent/RU2050114C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2050114C1 publication Critical patent/RU2050114C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Length-Measuring Instruments Using Mechanical Means (AREA)

Abstract

FIELD: forestry. SUBSTANCE: method involves the use of model trees for calculation of a a new species number, graphical determination of height of the tangent point of a straight line drawn from the top to base tangentially to the shape-forming curve, and calculation of the tree diameter in this point. The growing tree trunk volume is calculated with the use of an equation containing a product of these indicators and the square diameter. EFFECT: simpler and more accurate method. 5 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к лесной таксации и может быть использовано при определении объемов стволов растущих деревьев. The invention relates to forest taxation and can be used to determine the volume of trunks of growing trees.

Известен способ определения объемов стволов деревьев по сложной формуле срединного сечения, включающий расчленение ствола на секции и суммирование их объемов. There is a method of determining the volume of tree trunks by a complex formula of the mid section, including dividing the trunk into sections and summing their volumes.

Недостатком способа является сложность и невозможность применения при определении объемов стволов растущих деревьев. The disadvantage of this method is the complexity and inability to use when determining the volume of trunks of growing trees.

Наиболее близким к изобретению является способ определения объемов стволов растущих деревьев посредством использования видовых чисел (старого, нормального, истинного), включающий измерение диаметра и высоты ствола с последующим вычислением объема по формуле:
V=g ˙h˙f (1), где V объем ствола;
g площадь поперечного сечения ствола;
h высота дерева;
f видовое число ствола.
Closest to the invention is a method for determining the volume of trunks of growing trees through the use of species numbers (old, normal, true), including measuring the diameter and height of the trunk, followed by calculation of the volume by the formula:
V = g ˙h˙f (1), where V is the volume of the trunk;
g trunk cross-sectional area;
h tree height;
f species number of the trunk.

Для широко используемого при вычислении старого видового числа, площадь сечения ствола берется на высоте груди. For the old species number widely used in the calculation, the trunk sectional area is taken at the height of the chest.

Известно также, что видовое число, выражающее полнодревесность ствола, эмпирически связано с относительными диаметрами ствола (коэффициентами формы, классами формы, числами сбега), определяющими положение формообразующей кривой. Эта связь может быть выражена формулой:
f= k˙g (2), где k коэффициент пропорциональности видового числа с относительным диаметром;
g относительный диаметр.
It is also known that the species number expressing the fullness of the trunk is empirically related to the relative trunk diameters (shape factors, shape classes, run numbers) determining the position of the shape-generating curve. This relationship can be expressed by the formula:
f = k˙g (2), where k is the coefficient of proportionality of a species number with a relative diameter;
g is the relative diameter.

По величине относительного диаметра можно находить видовое число, совершенствуя таким путем способ определения объемов стволов деревьев (Анучин Н.П. М. Лесная таксация, 1982, с. 145-150). By the value of the relative diameter, a species number can be found, improving in this way the method of determining the volume of tree trunks (Anuchin N.P. M. Lesnaya Taksatsiya, 1982, pp. 145-150).

Однако коэффициенты формы, классы формы и числа сбега, принятые в качестве показателей формы ствола, включают диаметры ствола на таких высотах, которые лишь случайно могут совпасть с высотой расположения характерных точек, определяющих строгое положение формообразующей кривой (точек касания, перегиба, максимума или минимума). По этой причине коэффициенты формы, классы формы и числа сбега не обеспечивают строгой характеристики формы ствола, не дают достаточно полного соответствия формы и полнодревесности стволов, которое определяет точность установления объемов стволов растущих деревьев. However, shape factors, shape classes, and runoff numbers, taken as indicators of the shape of the barrel, include trunk diameters at heights that can only coincide with the height of the characteristic points that determine the strict position of the shape curve (touch, bend, maximum, or minimum) . For this reason, shape factors, shape classes, and run numbers do not provide a strict characteristic of the shape of the trunk, do not provide a sufficiently complete correspondence between the shape and full-tree trunks, which determines the accuracy of determining the volume of trunks of growing trees.

Цель изобретения повышение точности определения объемов стволов растущих деревьев и его упрощение. The purpose of the invention is to increase the accuracy of determining the volume of trunks of growing trees and its simplification.

Это достигается тем, что в способе, включающем измерение диаметра и высоты и использование видового числа, согласно изобретению сначала определяют точку касания прямой, проведенной из вершины ствола дерева к формообразующей кривой, затем измеряют диаметр на высоте этой точки и высоту ствола до нее, а объем определяют по формуле:
V=fн ˙hk ˙dk 2, (3) где fн новое видовое число, определяемое по модельным деревьям в таксируемой категории древостоев;
hk высота дерева до точки касания;
dk диаметр ствола на высоте точки касания.
This is achieved by the fact that in the method comprising measuring the diameter and height and using a species number, according to the invention, the point of tangency of the straight line drawn from the top of the tree trunk to the shaping curve is first determined, then the diameter at the height of this point and the height of the trunk to it are measured, and the volume determined by the formula:
V = f n ˙h k ˙d k 2 , (3) where f n is a new species number determined by model trees in the taxed category of stands;
h k the height of the tree to the point of contact;
d k the diameter of the barrel at the height of the point of contact.

Получение нового видового числа поясняется схемой, приведенной на фиг. 1, где высота точки касания hk является ординатой характерной точки К. Отношение высоты точки касания к высоте ствола h составляет относительную высоту точки касания ho:
ho=

Figure 00000001

Значение относительной высоты точки касания также является ординатой характерной точки, зависит от уравнения формообразующей кривой и является показателем формы ствола дерева (Шавнин А.Г. Лесное хозяйство, N 4, 1986, с. 53).Obtaining a new species number is illustrated by the circuit shown in FIG. 1, where the height of the touch point h k is the ordinate of the characteristic point K. The ratio of the height of the touch point to the height of the barrel h is the relative height of the touch point h o :
h o =
Figure 00000001

The value of the relative height of the touch point is also the ordinate of the characteristic point, depends on the equation of the shape-generating curve and is an indicator of the shape of the tree trunk (Shavnin A.G. Forestry, N 4, 1986, p. 53).

Применительно к формуле (2), включающей зависимость видового числа от коэффициента пропорциональности и показателя формы ствола, берется соотношение
f=k˙ho (4)
Это соотношение подставляется в формулу (I), которая, таким образом принимает следующий вид:
v

Figure 00000002
·h·k·
Figure 00000003
0,785K·hк·d 2 к
(5)
Безразмерная часть формулы (0,785К) объединяется в комплексный показатель формы и полнодревесности ствола новое видовое число. После этого выражение (5) приобретает вид формулы (3).In relation to formula (2), which includes the dependence of the species number on the coefficient of proportionality and the shape index of the trunk, we take the relation
f = k˙h o (4)
This ratio is substituted in the formula (I), which, therefore, takes the following form:
v
Figure 00000002
H
Figure 00000003
0.785K h to d 2 to
(5)
The dimensionless part of the formula (0.785K) is combined into a complex indicator of the shape and fullness of the trunk of a new species number. After this, expression (5) takes the form of formula (3).

Новое видовое число представляет собой отношение объема ствола к объему четырехгранной призмы, основание которой составляет квадрат диаметра ствола на высоте точки касания, а высота равна расстоянию этой точки от высоты шейки пня. The new species number is the ratio of the volume of the barrel to the volume of the tetrahedral prism, the base of which is the square of the diameter of the barrel at the height of the touch point, and the height is equal to the distance of this point from the height of the neck of the stump.

На фиг. 2 изображено устройство для измерения высоты точки касания и диаметра на высоте этой точки, общий вид; на фиг. 3 момент фиксации 1/5 высоты ствола; на фиг. 4 визирование на точку, соответствующую положению нижнего фиксатора устройства, и фиксатора, соответствующего положению высоты точки касания; на фиг. 5 момент фиксации формообразующей кривой и точки касания к ней, определение относительных значений высоты и диаметра в точке касания. In FIG. 2 shows a device for measuring the height of the touch point and the diameter at the height of this point, general view; in FIG. 3 moment of fixation 1/5 of the height of the barrel; in FIG. 4 sighting at a point corresponding to the position of the lower latch of the device and a latch corresponding to the position of the height of the touch point; in FIG. 5 the moment of fixation of the forming curve and the point of touch to it, the determination of the relative values of height and diameter at the point of touch.

Способ осуществляют следующим образом. The method is as follows.

Сначала устанавливают новое видовое число. Для этого в таксируемых категориях древостоев, однородных по породе, бонитету или типу леса, берутся модельные деревья (как правило 3-5 штук). Объем ствола при этом находится по сложной формуле срединного сечения:
V= (γ1+ γ2+.+ γn) l + Vb (6), где γ1, γ2, γn площади сечений ствола на средине секций;
l длина секций;
Vb объем вершинки (Н.П. Анучин. М. Лесная таксация, 1982, с. 88).
First establish a new species number. To do this, in the taxed categories of stands, homogeneous by species, bonitet or type of forest, model trees (usually 3-5 pieces) are taken. The volume of the barrel is found by the complex formula of the middle section:
V = (γ 1 + γ 2 +. + Γ n ) l + V b (6), where γ 1 , γ 2 , γ n are the trunk sections in the middle of the sections;
l section length;
V b is the vertex volume (N.P. Anuchin. M. Forest taxation, 1982, p. 88).

Высота точки касания hk и диаметр ствола на высоте этой точки dk устанавливаются графически. Уравнение (3) решается в отношении нового видового числа:
fн=

Figure 00000004

(7)
Затем, определив по модельным деревьям новое видовое число для данной таксируемой категории древостоя, измеряют известным способом высоту точки касания прямой, проведенной из вершины ствола к формообразующей кривой, и диаметр ствола в этой точке, а по формуле (3) определяют объем ствола.The height of the touch point h k and the diameter of the barrel at the height of this point d k are set graphically. Equation (3) is solved in relation to a new species number:
f n =
Figure 00000004

(7)
Then, having determined from the model trees a new species number for this taxed stand category, the height of the point of tangency of the straight line drawn from the top of the trunk to the shaping curve is measured in a known manner, and the trunk diameter at this point, and the volume of the trunk is determined by formula (3).

Значения высоты точки касания и диаметра ствола в этой точке, определяющие форму ствола дерева, могут быть измерены с помощью предлагаемого устройства. The values of the height of the touch point and the diameter of the trunk at this point, determining the shape of the tree trunk, can be measured using the proposed device.

Устройство состоит из панели произвольных размеров, изготовленной из легкого материала. По соображениям портативности размеры панели приняты 10х12 см. The device consists of a panel of arbitrary sizes made of light material. For portability reasons, the panel dimensions are 10x12 cm.

На панели имеется выступ 1 для визирования на вершину дерева, выступ 2 для установления 1/5 высоты ствола, в пределах которой находится высота точки касания и вырез 3, фиксирующий начало шкалы диаметров. На выступе 2 имеется отверстие для мерного шнура 4, посредством которого определяется абсолютная высота фиксированной точки. Выступ 2 применяется также в качестве ручки. On the panel there is a protrusion 1 for sighting at the top of the tree, a protrusion 2 for establishing 1/5 of the height of the trunk, within which is the height of the point of contact and cutout 3, fixing the beginning of the scale of diameters. On the protrusion 2 there is an opening for the measuring cord 4, through which the absolute height of the fixed point is determined. The protrusion 2 is also used as a handle.

В продольном направлении панели расположены вырезы 5, в каждом из которых установлена линейка 6 с фиксатором 7 и ручкой на конце 8. Посредством ручек фиксаторы могут передвигаться вдоль вырезов 5. In the longitudinal direction of the panel are cutouts 5, in each of which a ruler 6 is installed with a lock 7 and a handle at the end 8. Through the handles, the locks can move along the cutouts 5.

На панели имеются шкалы 9 относительных значений высоты точки касания и относительных значений диаметров ствола в точке касания 10. Число делений этих шкал h и расстояние между делениями одинаково. The panel has scales of 9 relative values of the height of the point of touch and relative values of the diameters of the barrel at the point of touch 10. The number of divisions of these scales h and the distance between the divisions are the same.

Под углом к шкале диаметров ствола расположены наклонные линии 11, определяющие положение касательных прямых, проведенных из вершины ствола дерева. Oblique lines 11 are located at an angle to the trunk diameter scale, defining the position of the tangent lines drawn from the top of the tree trunk.

Высота точки касания и диаметр ствола в этой точке устанавливаются следующим образом:
с произвольного расстояния до дерева при горизонтальном положении устройства фиксируют визуально 1/5 высоты ствола, в пределах которой находится высота точки касания (фиг. 3);
приблизившись к дереву на 5-6 м, не меняя положения устройства, визируют края панели на отрезок ствола, составляющий 1/5 часть его высоты (фиг. 4);
совмещают начало шкалы диаметров 10 и фиксаторы 7 с образующей ствола и по положению фиксатора, ближе других расположенного к ближайшей наклонной линии, устанавливают высоту точки касания в относительных единицах (фиг. 5). Одновременно с помощью шкалы 10 будет зафиксировано число относительных единиц диаметра в точке касания;
не меняя положения устройства, фиксируют визуально высоту ствола, соответствующую положению нижнего фиксатора (фиг. 4). Подходят к дереву и определяют эту высоту l прямым измерением.
The height of the touch point and the diameter of the barrel at this point are set as follows:
from an arbitrary distance to the tree with the horizontal position of the device visually fix 1/5 of the height of the trunk, within which is the height of the point of contact (Fig. 3);
approaching the tree by 5-6 m, without changing the position of the device, they sight the edges of the panel on a segment of the trunk that is 1/5 of its height (Fig. 4);
combine the beginning of the scale of diameters 10 and the retainers 7 with the generatrix of the barrel and, by the position of the retainer closest to the nearest inclined line, set the height of the point of contact in relative units (Fig. 5). At the same time, using the scale 10, the number of relative units of diameter at the point of contact will be fixed;
without changing the position of the device, visually fix the height of the barrel corresponding to the position of the lower retainer (Fig. 4). They approach a tree and determine this height l by direct measurement.

Абсолютное значение l, увеличенное во столько раз, сколько делений n на шкале высот и шкале диаметров, составит соответственно значения высоты точки касания и диаметра ствола в этой точке. При значительной величине l и необходимости увеличить масштаб измерения диаметра расстояние до дерева уменьшается в обратной пропорциональности этому увеличению. The absolute value of l, increased as many times as the number of divisions n on the scale of heights and the scale of diameters, will be respectively the values of the height of the point of contact and the diameter of the barrel at this point. With a significant value of l and the need to increase the scale of measuring the diameter, the distance to the tree decreases in inverse proportion to this increase.

Для доказательства достижения цели были заложены две пробные площади, на которых проделана следующая работа:
по каждой пробе равномерно по толщине взято по 12 модельных деревьев;
для каждой пробной площади из числа модельных деревьев выбрано три средних модельных дерева, по которым найдена средняя величина старого fст и нового fн видовых чисел: fст 0,420; 0,510; fн 6,14; 6,17
По каждой пробе у всех модельных деревьев определены объемы стволов тремя способами: по сложной формуле срединного сечения (по секциям); с помощью старого видового числа; предлагаемым способом.
To prove the achievement of the goal, two trial plots were laid, on which the following work was done:
for each sample, 12 model trees were taken uniformly in thickness;
for each sample area, three average model trees were selected from among the model trees, from which the average value of the old f st and new f n species numbers was found: f st 0.420; 0.510; f 6.14; 6.17
For each sample in all model trees, trunk volumes were determined in three ways: by a complex mid-section formula (in sections); using the old species number; the proposed method.

Первый способ принят за истинный, 2-й и 3-й сравнивались с I-м. Размеры полученных систематических m и случайных ошибок приводятся в таблице:
Данные таблицы свидетельствуют о более высокой точности определения объемов стволов деревьев с помощью новых видовых чисел по сравнению с прототипом, для которого случайная ошибка оказалась в 1,5-2,0 раза больше. Эти различия объясняются тем, что при использовании новых видовых чисел показатели dk и hк находятся в нижней части ствола и поддаются непосредственному прямому измерению, в то время как при использовании старых видовых чисел определяются высоты стволов посредством косвенных измерений, имеющих меньшую точность. Исключение из измерений высоты ствола упрощает определение его объема.
The first method is accepted as true, the 2nd and 3rd were compared with the 1st. The sizes of the obtained systematic m and random errors are given in the table:
The data in the table indicate a higher accuracy in determining the volume of tree trunks using new species numbers compared to the prototype, for which the random error turned out to be 1.5-2.0 times greater. These differences are explained by the fact that when using new species numbers, the indicators d k and h k are located in the lower part of the trunk and are directly measurable, while using old species numbers, the heights of the trunks are determined by indirect measurements with less accuracy. The exception to the measurement of the height of the barrel simplifies the determination of its volume.

Claims (1)

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОБЪЕМОВ СТВОЛОВ РАСТУЩИХ ДЕРЕВЬЕВ, включающий отбор модельных деревьев, измерение их высоты и диаметра и использование видового числа, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения и уменьшения трудозатрат, сначала по модельным деревьям в таксируемом древостое определяют значение нового видого числа, затем измеряют высоту ствола до точки касания прямой, проведенной из вершины ствола дерева к формообразующей кривой, и диаметр ствола в этой точке, а объем V ствола вычисляют по формуле
V=fн·hк·d 2 к ,
где fн новое видовое число;
Hк высота ствола от шейки корня до точки касания прямой с формообразующей кривой;
dк диаметр ствола в точке касания прямой и формообразующей кривой.
METHOD FOR DETERMINING VOLUMES OF STORKS OF GROWING TREES, including selection of model trees, measuring their height and diameter and using a species number, characterized in that, in order to increase the accuracy of determination and reduce labor costs, first, the value of the new species number is determined from the model trees in a taxed forest stand, then measure the height of the trunk to the point of tangency of the straight line drawn from the top of the tree trunk to the shaping curve, and the diameter of the trunk at this point, and the volume V of the trunk is calculated by the formula
V = f n · h to · d 2 to ,
where f n the new species number;
H to the height of the trunk from the neck of the root to the point of tangency of the straight line with the shaping curve;
d to the diameter of the barrel at the point of tangency of the straight and forming curve.
SU4924003 1991-04-01 1991-04-01 Method for assessment of volumes of growing tree trunks RU2050114C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4924003 RU2050114C1 (en) 1991-04-01 1991-04-01 Method for assessment of volumes of growing tree trunks

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU4924003 RU2050114C1 (en) 1991-04-01 1991-04-01 Method for assessment of volumes of growing tree trunks

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2050114C1 true RU2050114C1 (en) 1995-12-20

Family

ID=21567802

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU4924003 RU2050114C1 (en) 1991-04-01 1991-04-01 Method for assessment of volumes of growing tree trunks

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2050114C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103017696A (en) * 2011-09-21 2013-04-03 中国科学院地理科学与资源研究所 Method for measuring single wood accumulating volume based on curve simulation
CN103486991A (en) * 2013-10-08 2014-01-01 北京林业大学 Method for measuring height of tree and volume of wood by means of total station under condition that crown is covered

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Анучин Н.П. Лесная таксация. М.: Лесная промышленность, 1982, с.136-145 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103017696A (en) * 2011-09-21 2013-04-03 中国科学院地理科学与资源研究所 Method for measuring single wood accumulating volume based on curve simulation
CN103486991A (en) * 2013-10-08 2014-01-01 北京林业大学 Method for measuring height of tree and volume of wood by means of total station under condition that crown is covered

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kershaw The use of cover and frequency in the detection of pattern in plant communities
RU2050114C1 (en) Method for assessment of volumes of growing tree trunks
Trorey A mathematical method for the construction of diameter height curves based on site
Laurin et al. Mapping morphological changes in the spatangoid Echinocardium: applications to ontogeny and interspecific comparisons
US2972810A (en) Device for computing areas and volumes
RU201572U1 (en) DIAMETER METER - COMPLETE METER
Bell et al. A field test of the accuracy of the Barr and Stroud Type FP-12 optical dendrometer
RU9951U1 (en) POLYMETER FOREST FISH
Park Point Height Intercept analysis a refinement of point analysis for structural quantification of low arboreal vegetation
Norman The one-point method of determining the value of the liquid limit of a soil
Arney et al. Tree and stand volumes using Height-Accumulation and the Telescopic Spiegel-Relaskop
RU2050115C1 (en) Standing timber stock assessment method
Brickell Bias and precision of the Barr and Stroud dendrometer under field conditions
Currence VOL. 68 WASHINGTON, DC, June 15, 1944 No. 12 A RAPID METHOD FOR FINDING THE VOLUME AND DENSITY OF MUSKMELON FRUITS ¹
Gray Volume measurement of single trees
Hazard et al. Volume tables vs. dendrometers for forest surveys
Hanson-Lowe The clinographic curve
Cromer Techniques and instruments for the determination of basal area and volume per acre
Evert Estimating stand volume by measuring form class without measuring diameters
RU2073420C1 (en) Method for evaluation of reserves of above-ground pine phytomass
Hornibrook Preliminary yield tables for selectively cut stands of ponderosa pine in the Black Hills
RU2017401C1 (en) Method for determination of tree center of gravity
Schönau Metric site index curves for Eucalyptus grandis
CN209214493U (en) A kind of height measuring device
Frank Crown Volume Estimates