расчет деревьев по площади

Видео:Расчет объёма круглого леса. Приложение кубатурник для AndroidСкачать

Расчет количества дерева

Дерево — это многолетнее растение с одревесневающим прямостоячим стволом.

Количество деревьев рассчитывается по простой формуле:

N = V * 4 / 3.1415 / d / d / l, где

N — количество деревьев;
V — суммарный объем деревьев;
d — диаметр деревьев;
l — длина деревьев.

Быстро выполнить эту простейшую математическую операцию можно с помощью нашей онлайн программы. Для этого необходимо в соответствующее поле ввести исходное значение и нажать кнопку.

На этой странице представлен самый простой онлайн калькулятор расчета количества дерева. С помощью этого калькулятора вы в один клик сможете рассчитать количество дерева, если известен их объем, длина и диаметр.

Видео:Как посчитать кубатуру доски. t.me/cbkinoСкачать

Category Archives: Таксация лесов

Видео:Закладка пробных площадейСкачать

Классификация деревьев по классам роста (по Крафту)

Классификация деревьев в насаждении по классам роста предложена еще в XIX в. немецким лесоводом Г. Крафтом.

Эта классификация делит все деревья на пять классов роста (по Крафту — господства). Основной полог леса образуют деревья II класса роста (до 40% по числу и до 70% по запасу древесины); их кроны развиты нормально. Деревья I класса роста несколько выше основного полога леса, их кроны мощные и суковатые и занимают до одной трети протяженности всего ствола; количество таких деревьев около 5%. Деревья III класса несколько ниже основного полога, кроны их более узкие, чем у деревьев II класса, но полностью входят в основной — верхний полог леса. Деревья IV класса имеют очень узкую (IVa) или однобокую (IV6) крону и по высоте ниже деревьев III класса. Деревья V класса целиком находятся под основным пологом леса, их кроны сильно изрежены, они могут быть еще живыми (Va) или отмершими (V6).

Эту классификацию следует рассматривать как своеобразный одиночный кадр киноленты, отображающий процесс изреживания леса. Если один и тот же участок полога леса снимать на киноленту по одному кадру в месяц в течение ряда лет, а затем пропустить эту ленту с обычной для кино скоростью, то можно было бы увидеть, как происходит по мере роста переход отдельных деревьев из II класса в III, из III класса в IV, из IV класса в V. Не исключена некоторая передвижка и в другом направлении из IV класса в III, из III класса во II, как это было установлено Г. Р. Эйтингеном на постоянных пробных площадях в лесной даче Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева. В последние годы сделаны попытки разработки новых классификаций деревьев. Однако они не имеют достаточных преимуществ по сравнению с рассмотренной и не нашли широкого применения.

Также ознакомьтесь с понятием бонитет.

Основной полог леса составляют деревья II класса роста

Видео:СКОЛЬКО ДОСОК В 1 КУБЕ ???Скачать

Прирост средний и текущий

Показатели среднего и текущего прироста лесного насаждения являются его важнейшими таксационными показателями, поскольку они прекрасно иллюстрируют состояние лесного насаждения, его обеспеченность влагой и прочие факторы.

По мере роста дерева его объем с каждым годом увеличивается. Если объем дерева разделить на его возраст, то получим величину среднего годичного прироста дерева. Текущий прирост является показателем средней быстроты роста дерева в последний период (берут обычно 5 лет). Для его определения нужно знать объем дерева в настоящее время и 5 лет назад. Разница в объеме, деленная на 5, даст представление о текущем годичном приросте дерева. Текущий прирост определяют на срубленных деревьях специальным анализом. Срубленное дерево размечают на двухметровые отрезки и на их середине выпиливают кружок ствола, т. е. на расстоянии от основания ствола 1 м, 3 м, 5 м и т. д. На каждом кружке от периферии отсчитывают пять колец древесины и измеряют диаметры: настоящий и 5 лет назад. По этим данным можно вычислить объем каждого двухметрового отрезка (как объем цилиндра) в настоящее время и 5 лет назад и таким образом узнать объем дерева, а по разнице между ними — текущий прирост дерева.

Прирост насаждения определяется труднее. В насаждении по мере роста деревьев общий запас древесины увеличивается. Однако здесь наблюдается и обратный процесс. Часть деревьев с возрастом отмирает, образуя отпад. Поэтому запас древесины увеличивается, пока величина отпада меньше прироста оставшихся живых деревьев. Так происходит обычно довольно длительное время. Однако наступает время, когда величина отпада станет превышать текущий прирост живых деревьев. Тогда насаждение начнет разрушаться.

Средний прирост насаждения определяется делением запаса древесины живых деревьев (в данный момент) и запаса отмерших деревьев на возраст насаждения. Данные об отпаде могут быть получены только на постоянных пробных площадях, на которых периодически производится учет деревьев. Это имеет место при проведении научных работ. В практике же средний прирост определяется делением наличного запаса насаждения на его возраст.

Текущий прирост насаждения можно определить методом постоянных пробных площадей или методом модельных деревьев. Модельным называется дерево, являющееся средним по вычисленным диаметру и высоте для данного насаждения. Если по этим размерам отыскать в насаждении дерево и срубить его, то на нем можно определить текущий прирост, а зная его — и прирост всего насаждения. Обычно рубят три приблизительно средних дерева, так как дерево, соответствующее вычисленным размерам, подыскать трудно.

При глазомерной таксации лесных насаждений могут быть использованы таблицы хода роста нормальных лесных насаждений. Такие таблицы составлены на основании специального анализа пробных площадей, заложенных в наиболее полных естественных насаждениях разных возрастов и бонитетов для каждой древесной породы лесообразователя. Таблицы могут служить своеобразным эталоном при таксации конкретных насаждений.

Видео:Расчет деревянных балок перекрытий. Строй и ЖивиСкачать

Запас насаждения

Общий объем древесины на 1 га леса называется запасом насаждения. Этот запас состоит из объемов стволов отдельных деревьев. Дерево представляет собой довольно сложную фигуру типа параболоида. Для определения объема растущего дерева пользуются понятием видовое число. Оно равно отношению объема дерева к объему цилиндра, имеющего равновеликие диаметр (на высоте 1,3 м) и высоту:

Из этой формулы получим, что объем дерева равен произведению объема цилиндра на видовое число, т. е. V=f • g • h, где g — площадь сечения дерева на высоте 1,3 м; h — высота дерева.

Видовые числа у разных древесных пород различные, а в пределах породы зависят еще и от высоты деревьев: они колеблются от 0,356 до 0,592. Чем меньше высота дерева и меньше изменение диаметра с высотой, тем больше видовое число.

Запас насаждения (М) будет равен объему среднего дерева, умноженному на число деревьев на 1 га (N), т. е.

В практике при глазомерной таксации лесных насаждений пользуются стандартной таблицей запасов и сумм площадей сечения для насаждений с полнотой 1,0. Эта таблица составлена на основании обобщения большого материала таксации пробных площадей, проведенной точными методами.

Видео:Расчет сечения деревянной балки для перекрытияСкачать

Средняя высота деревьев

Для определения средней высоты деревьев строят график высот. Для его построения измеряют высоты у двух-трех деревьев каждой ступени толщины, результаты в виде точек наносят на график и по ним от руки проводят плавную кривую с таким расчетом, чтобы по обе стороны кривой примерно было равное число точек. На линии, где нанесены ступени толщины, находят точку, соответствующую среднему диаметру насаждения, и из нее восстанавливают перпендикуляр до пересечения с графиком высот. Точка пересечения будет соответствовать средней высоте насаждения. Следовательно, здесь принимается, что дерево со средним диаметром имеет среднюю высоту для данного насаждения.

При глазомерной таксации среднюю высоту находят проще. Определив средний диаметр насаждения, мерной вилкой находят в насаждении 2 — 3 дерева, диаметры которых близки к среднему. У этих деревьев измеряют высоты и из них выводят среднюю. Для измерения высоты дерева применяют высотомеры различной конструкции.

В последнее время широко используются фотометрические методы определения высот насаждений (фотографии с метровкой анализируют на компьютере). Особенно хорошо этот метод подходит для определения средних высот лесных полос.

Насаждение, чью высоту легко определить фотометрическим методом

Видео:BC: Расчет фермыСкачать

Средний диаметр деревьев

Для характеристики размеров деревьев, составляющих насаждение, определяется средний диаметр их совокупности. При точной таксации закладывают пробную площадь из расчета, чтобы на ней было не менее 200 деревьев. У всех деревьев мерной вилкой измеряют диаметр ствола на высоте 1,3 м (средняя высота на уровне груди человека). Результаты измерения заносят в пересчетную ведомость. Для удобства вычислений сразу же распределяют деревья по ступеням толщины. Условно приняты следующие размеры ступеней толщины: до 16 см через 2 см, свыше 16 см через 4 см. На основании результатов пересчета вычисляют сумму площадей сечения всех деревьев, находят среднюю площадь сечения и затем средний диаметр.

В нормальном, т. е. не затронутом хозяйственной деятельностью человека, насаждении распределение деревьев по толщине подчиняется определенной закономерности.

Согласно исследованиям А. В. Тюрина, если средний диаметр приравнять к 1,0, а ступени толщины выразить в десятых долях среднего диаметра, то распределение деревьев по таким естественным ступеням будет следующим (при величине Дср менее 25):

Распределение деревьев по естественным ступеням толщины

Согласно данным таблицы, самое тонкое дерево имеет толщину, равную 0,4 от среднего, а самое толстое — в 2 раза толще среднего.

Приведенные закономерности можно использовать при глазомерной таксации лесных насаждений. Самые толстые деревья на глаз легко отличаются от других. Измерив диаметр такого дерева и разделив его на 2, получим величину среднего диаметра данной совокупности деревьев.

Видео:SCAD Office в задачах №4. Расчет деревянных конструкцийСкачать

Бонитет

Бонитет — показатель продуктивности леса. Он в общей форме отражает скорость роста насаждения и может, следовательно, служить также показателем соответствия условий местопроизрастания потребностям данной древесной породы.

Бонитет определяют по возрасту и высоте насаждения. Высота насаждения — один из главных показателей его продуктивности, она легко поддается измерению, поэтому используется для нахождения бонитета. Бонитет определяют по таблицам, составленным в 1911 г. М. М. Орловым.

Для примера пользования таблицей бонитетов допустим, что таксируем сосновое насаждение в возрасте 55 лет, средняя высота деревьев в нем оказалась равной II м. По таблице 9 в строчке III класса возраста для семенных насаждений высота 11 м находится в колонке IV класса бонитета. Второй пример: таксируем порослевое дубовое насаждение в возрасте 27 лет, его высота 14 м; в строчке III класса возраста для порослевых насаждений высота 14 м соответствует I классу бонитета. Это основной, самый значимый лесоводственно-таксационный признак.

Видео:Балки перекрытия 13,5 метровСкачать

Возраст насаждения

Возраст насаждения определяется по возрасту составляющих его деревьев в доминирующем ярусе.

Возраст дерева определяется подсчетом годичных колец древесины на срезе пня у шейки корня и выражается в годах. Возраст дерева можно определить с помощью приростного бура: по радиусу высверливают столбик древесины и на нем подсчитывают число годичных слоев. Возраст сосны можно установить подсчетом числа мутовок. Возраст лесного насаждения выражается классом возраста, под которым понимается промежуток времени, когда лес хозяйственно однороден. Этот промежуток имеет три масштаба: 20 лет — для насаждений средней быстроты роста (хвойные и семенные дубово-ясеневые); 10 лет — для порослевых дубово-ясеневых и семенных насаждений быстрого роста (осиновые, березовые) и 5 лет — для кустарников. Классы возраста обозначаются римскими цифрами. К I классу относятся насаждения, возраст деревьев которых находится в пределах от 1 до 20 лет для хвойных и семенных твердолиственных и от 1 до 10 лет для порослевых и мягколиственных; ко II классу соответственно от 21 до 40 лет и от 11 до 20 лет и т. д.

Возраст является важным таксационным признаком леса, поскольку является важным показателем лесорастительных условий территории, а также правильного ухода. Обычно выделяют следующие группы насаждений по возрасту: I—II — молодняки; III — средневозрастные; IV — приспевающие; V — спелые; VI, VII и выше — перестойные.

Старовозрастное насаждение из березы

Видео:Как посчитать балку на изгиб - дерево + сталь.Скачать

Происхождение

Происхождение является довольно значимым таксационным признаком лесного насаждения.

Различают семенное и вегетативное происхождение насаждений. Дерево, выросшее из семени, считается семенным, а выросшее из поросли, образовавшейся из спящей или придаточной почки на пне срубленного дерева, а также от корневого отпрыска и отводка — вегетативным. Среди вегетативного способа возобновления наиболее распространены порослевой (дуб и др.) и корне-отпрысковый (осина и др.). Все хвойные насаждения семенного происхождения. Лиственные насаждения могут быть семенными (в том числе искусственно созданные), вегетативными и смешанного происхождения, т. е. состоящими из семенных и вегетативных деревьев. Семенные деревья и насаждения по сравнению с порослевыми более долговечны и высокорослы, они имеют лучшее качество древесины. Поэтому при таксации лесного участка этому признаку уделяют значительное внимание.

Поросль в насаждении семенного происхождения

Видео:Как посчитать кубатуру растущего дереваСкачать

Густота насаждений

Под густотой понимается число деревьев на 1 га. С возрастом густота насаждений уменьшается вследствие отмирания отдельных деревьев. Этот процесс естественного изреживания леса будет рассмотрен в следующей главе. Здесь надо подчеркнуть, что, несмотря на уменьшение густоты, полнота насаждений может оставаться без изменения, поскольку рост и увеличение размеров оставшихся деревьев продолжаются.

Как правило, старовозрастные древостои обладают обладают очень невысокими значениями густоты, полнота же подобных насаждений значительно выше, чем в молодняках. В определенных случаях при чрезмерной густоте лесных насаждений, они подвергаются рубкам ухода, поскольку высокая конкуренция между отдельными деревьями за влагу, которая является важнейшим фактором роста и развития, приводит к общему снижению бонитета насаждения и, соответственно, ухудшению качества товарной древесины или снижению функциональности (в случае защитных лесных насаждений).

Пример густого насаждения

Видео:РАЗМЕЩЕНИЕ ДЕРЕВЬЕВ и кустарников на участкеСкачать

Полнота насаждения

Этот таксационный признак означает степень использования лесом занятого пространства и выражается в десятых долях единицы для каждого яруса отдельно. За нормальную принимается полнота естественного леса, малозатронутого хозяйственной деятельностью человека. Эту полноту обозначают 1,0. Она характеризуется степенью сомкнутости крон деревьев или суммой площадей сечения стволов деревьев на 1 га. Имеются специальные таблицы хода роста насаждений, в которых указывается для разных пород и условий местопроизрастания и возраста нормальная сумма площадей сечений стволов. При точной таксации леса полнота определяется по отношению суммы площадей сечения стволов таксируемого насаждения к сумме, указанной в нижеприведенной таблице, а при глазомерной — по степени сомкнутости крон деревьев. Полным насаждением считается такое, когда просветы между кронами деревьев будут меньше средних размеров кроны, т. е. в эти просветы мысленно нельзя дополнительно поместить дерево.

Различают высокополнотные насаждения с полнотой 0,9—1,0; среднеполнотные— 0,6—0,8; низкополнотные — 0,4—0,6 и редины с полнотой 0,3 и ниже.

Видео:калькулятор расчета площади кровлиСкачать

способ определения количества деревьев в лесном массиве

Изобретение относится к области обработки фотографических изображений и может быть использовано в лесном хозяйстве для оперативной оценки таксационных характеристик насаждений на неучтенных территориях. Сущность: обрабатывают изображение, представленное матрицей цифровых отсчетов функции яркости от пространственных координат. При этом последовательно от начала массива разбивают матрицу на окна размером |3×3| смежных элементов. В каждом окне рассчитывают конечные разности по координатам х, у, находят локальные максимумы матрицы изображения и подсчитывают их число. Специализированной программой рассчитывают среднее расстояние между локальными максимумами и отождествляют его со средним расстоянием между деревьями. Находят число деревьев. Рассчитывают количество деревьев в насаждении. Для получения изображения используют цифровую фотокамеру, обеспечивающую снимки с пространственным разрешением 0,58 м/пиксель в диапазоне изменения яркости сигнала от 15 до 132 стандартной шкалы квантования от 0 255 уровней. Технический результат: повышение точности определения. 6 ил., 2 табл.

Видео:Расчет вальмовой крыши - онлайн калькулятор с чертежамиСкачать

Формула изобретения

Способ определения количества деревьев в лесном массиве по его изображению, представленному матрицей цифровых отсчетов функции яркости I(х, у) от пространственных координат, обработкой сигнала матрицы и расчета ее характеристик, отличающийся тем, что последовательно от начала массива разбивают матрицу на окна размером (3×3) смежных элементов, в каждом окне рассчитывают конечные разности по координатам х, у, находят локальные максимумы матрицы изображения и подсчитывают их число N 1 , специализированной программой рассчитывают среднее расстояние между локальными максимумами и отождествляют его со средним расстоянием между деревьями [а, м], находят число деревьев N 2 из соотношения N 2 =F/a 2 , а количество деревьев N в насаждении определяют как среднее геометрическое , где F — площадь лесного массива, м 2 , при этом для получения изображения используют цифровую фотокамеру, обеспечивающую снимки с пространственным разрешением 0,58 м/пиксель в диапазоне изменения яркости сигнала от 15 до 132 стандартной шкалы квантования от 0 255 уровней.

Видео:У Кремля снесло строительные леса , обрушившие зубцы (Скачать

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к лесному хозяйству, в частности к оперативной оценке таксационных характеристик насаждений на неучтенных территориях путем получения и обработки изображений лесных массивов.

Таксация насаждений проводится по элементам леса, под которыми понимаются такие параметры, как: количество деревьев на участке (N), средняя высота древостоя (h), полнота древостоя (Р), запас (М, м 3 /га) и др. За время становления лесной науки разработано множество методов натурной таксации насаждений и выявлены статистические закономерности между элементами леса, представленные в различных справочниках в виде табличных данных.

Известен способ определения количества деревьев на 1 га, в зависимости от среднего расстояния между деревьями [см., например, Справочник «Общесоюзные нормативы для таксации лесов», изд. «Колос», М., 1992 г., стр.122 — аналог]. Способ-аналог представляется следующими табличными данными.

Известен способ определения количества деревьев на участке путем измерения средних расстояний между деревьями [см., например, Анучин Н.П. «Лесная таксация», учебник, 5-е издание. Лесная промышленность, М., 1982 г., стр.344-347 — аналог].

В способе-аналоге, исходя из случайно выбранной точки В участка, измеряют расстояние a 1 до наиболее близкого дерева, а 2 — расстояние до второго из более близких деревьев, а 3 — до третьего и т.д. На основании многих измерений установлено, что среднее расстояние между деревьями «а» находится между а 3 и a 4 . Принимают среднее расстояние между деревьями равным а 3 и вводят поправку K i исходя из следующего статистического ряда:

Количество деревьев (N) на участке рассчитывают из соотношения:

N=F/a 2 =F/(K i ·a 3 ) 2 ,

где F — площадь участка, м 2 .

Недостатками аналога являются:

— большая трудоемкость, связанная с необходимостью натурных измерений каждого участка;

— ограниченность выборки измерений, что приводит к ошибкам вычисления расчетного параметра а;

— большая погрешность оценок при распространении результата измерений отдельных участков (пробных площадок) на весь таксируемый массив.

На настоящем этапе интенсивно развивают дистанционный мониторинг лесов космическими средствами, на основе получения и обработки изображений лесных массивов. Использование информационных технологий мониторинга лесов открывает возможности для количественного измерения ряда новых элементов леса, ранее не определяемых методами натурной таксации, таких, например, как площадь рельефа древесного полога (S p ) или относительная полнота насаждений (Р).

Ближайшим аналогом к заявляемому техническому решению из дистанционных методов мониторинга лесов является «Способ оценки запаса древостоя». Патент RU № 2.130.707, A01G, 23/00. В способе ближайшего аналога получают изображение лесного массива в виде зависимости яркости I(х, у) от пространственных координат, последовательно преобразуют функцию яркости изображения участков в матрицу цифровых отсчетов размерностью |m×n| элементов, вычисляют характеристики электрического сигнала матрицы: математическое ожидание, среднеквадратическое отклонение, огибающую пространственного спектра, по которым рассчитывают запас насаждений анализируемого участка: М=N cp ·g·h, где М — запас древостоя на участке, м 3 ; — число деревьев на участке с диаметром крон

где — диаметр кроны среднего дерева участка, вычисляемый по огибающей пространственного спектра:

D 1 ср = D i ·a i , м.

а i — удельный вес амплитуды соответствующей гармоники пространственного спектра;

F — площадь анализируемого участка, равная линейным размерам изображения, умноженным на масштаб снимка;

Р=D 2 1 ср /D 2 2 ср — полнота насаждения, где D 2 ср — диаметр кроны среднего дерева, вычисленный по статистической зависимости шероховатости полога, D 2 cp 1,3(2 ) 0,46 ;

g — площадь сечения среднего дерева участка, вычисляемая по статистическим зависимостям g= d 2 /4;

d — диаметр ствола среднего дерева, d 1,7 D 2,4 1 cp ;

h — высота среднего дерева, м, h 6,8 D 1,1 1 ср .

Недостатками ближайшего аналога являются:

— элементы леса определяются не напрямую, а вычисляются через промежуточные параметры матрицы изображения, что увеличивает результирующую ошибку измерений;

— методическая погрешность способа (рассчитываемая как полный дифференциал, равный частной производной домноженной на приращение аргумента) из-за высокого показателя степени регрессионных зависимостей (D 2,4 1 ) неприемлемо высока.

Задача, решаемая изобретением, состоит в повышении точности определения количества деревьев в лесном массиве путем использования скрытых закономерностей морфологии древостоя, содержащихся в его изображении, и учета при обработке каждого пикселя.

Технический результат достигается тем, что способ определения количества деревьев в лесном массиве по его изображению, представленному матрицей цифровых отсчетов функции яркости I(х, у) от пространственных координат, обработкой сигнала матрицы и расчета ее характеристик отличается тем, что последовательно от начала массива разбивают матрицу на окна размером |3×3| смежных элементов, в каждом окне рассчитывают конечные разности по координатам х, у, находят локальные максимумы матрицы изображения и подсчитывают их число N 1 , специализированной программой рассчитывают среднее расстояние между локальными максимумами и отождествляют его со средним расстоянием между деревьями [а, м], находят число деревьев N 2 из соотношения N 2 =F/а 2 , а количество деревьев N в насаждении определяют как среднее геометрическое , где F — площадь лесного массива, м 2 .

Изобретение поясняется чертежами, где

фиг.1 — определение среднего расстояния между деревьями в способе-аналоге;

фиг.2 — исходная матрица изображения лесного массива (распечатка с ПЭВМ);

фиг.3 — сечение древесного полога перпендикулярной плоскостью по координате х;

фиг.4 — окно матрицы изображения размером |3×3| элемента;

фиг.5 — нахождение локального максимума в окне расчетом конечных разностей;

фиг.6 — функциональная схема устройства, реализирующего способ.

Техническая сущность изобретения заключается в следующем. Отражательные свойства растительных сообществ характеризуются коэффициентом спектральной яркости. На величину отраженного от растительности светового потока оказывают влияние как фенофаза растений, так и морфологические параметры: высота деревьев, густота, форма крон. Как правило, вершина кроны дерева лучше освещена и отражает (почти зеркально) падающий световой поток, поэтому обладает на изображении наибольшей яркостью. Часть светового потока поглощается в промежутках между деревьями (из-за диффузного отражения) и не поступает к регистратору. Таким образом, распределение значений яркости крон деревьев в пределах изображения предоставляется двумерной, ассиметричной, колоколообразной функцией. При этом изображение содержит скрытую информацию геометрии расположения деревьев в насаждении, т.е. локальные яркости совпадают с точками стояния деревьев. В существующих космических системах фотонаблюдения используют цифровые фотокамеры с диапазоном изменения тона на изображении в шкале от 0 до 255 уровней квантования. Максимальная яркость соответствует большим цифровым значениям. Распределение яркостей в сечении древесного полога иллюстрируется фиг.3. Поиск локальных максимумов двумерной функции яркости сигнала I(х, у) цифровой матрицы реализуют следующим алгоритмом. Как известно, в точке экстремума производная функции равна нулю. Для нахождения производной, последовательно от начала массива, разбивают матрицу на окна размером |3×3| смежных элемента и рассчитывают производные по координатам х, у относительно центрального пикселя:

Процедура нахождения локального максимума яркости в окне |3×3| элемента иллюстрируется фиг.4, фиг.5. В цифровой матрице приращения заменяют конечными разностями. Приращения по (х, у) тождественно равны единице (одному пикселю). Последовательно анализируя окна конечных разностей, находят точки, для которых конечные разности стремятся к нулю, и подсчитывают количество таких точек. Отождествляют выделенные точки с локальными максимумами матрицы изображения (N 1 ). Рассмотренный алгоритм реализуется специализированной программой, приведенной ниже в примере реализации способа.

Поскольку кроны деревьев асимметричны, то возможны случаи крон с двумя макушками (два локальных максимума) или две кроны с одной макушкой (пропуск локального максимума). Для исключения возможных ошибок дополнительно рассчитывают другой параметр морфологии древостоя, содержащийся в сигнале изображения,- среднее расстояние между локальными максимумами. С методической точки зрения учет двух параметров морфологии древостоя обеспечит большую точность. Для расчета среднего расстояния между локальными максимумами создают окно матрицы [m 0 ×n 0 | с центром х текущ . Поскольку среднее расстояние между деревьями находится между а 3 и a 4 , то достаточно ограничиться поиском пяти максимумов в плавающем окне. Расстояние между локальными максимумами находят, как гипотенузы по теореме Пифагора, катетами треугольников в которых являются перпендикуляры между строками (столбцами). Результат расчета усредняют по сумме составляющих. Количество деревьев в насаждении N 2 рассчитывают из соотношения N 2 =F/а 2 , где F — площадь обрабатываемого участка изображения. Вычисление среднего расстояния между локальными максимумами реализуют специализированной математической программой, представленной в примере реализации. Конечный результат определения количества деревьев в лесном массиве представляют как среднегеометрическое .

Пример реализации способа

Заявляемый способ может быть реализован на базе устройства по схеме фиг.6. Функциональная схема устройства фиг.6 содержит орбитальный комплекс наблюдения 1 типа Международной космической станции (МКС) с установленной на ее борту цифровой фотокамерой 2 (типа KODAK, DCS760). Съемка запланированных участков лесов 3, включение фотокамеры 2 осуществляет бортовой комплекс управления 4 (БКУ) по командам, передаваемым из центра управления полетом (ЦУП) 5 по радиолинии управления 6. Информацию изображений лесных массивов 3 с цифровой фотокамеры 2 записывают в запоминающее устройство бортовой телеметрической системы 7 (типа БИТС-2), и в сеансах видимости МКС с наземных пунктов сбрасывает по автономному высокоскоростному каналу передачи данных 8 на наземные пункты приема информации 9 (ППИ), где осуществляют запись массивов информации на видеомагнитофон 10 (типа «Арктур»).

Информацию с ППИ перегоняют по наземным каналам связи в Центр тематической обработки 11 (Центрлеспроект) Министерства Природных Ресурсов, где осуществляют выделение кадров по служебным признакам. Скомпонованные массивы изображений лесных участков по запросам потребителей передаются в Региональные центры учета лесных ресурсов 12, где создают их долговременный архив 13 на базе жестких дисков памяти. Программную обработку изображений лесных участков и определение полноты древостоев осуществляют на ПЭВМ 14 типа «Pentium» в стандартном наборе элементов: процессора 15, ОЗУ 16, винчестера 17, дисплея 18, принтера 19, клавиатуры 20. Расчетное значение элементов леса помещают в базу региональных данных 21 и выводят на сайт сети «Интернет» 22. Программу вычисления среднего расстояния между деревьями записывают на винчестер 17. На винчестер 17 записывают, также, специализированную лицензионную программу привязки космических снимков к топографической основе: ГИС «Topol». «Topol» позволяет работать с растровыми картографическими данными, связывая эти данные с семантической информацией локальной или внешних баз данных. Создание электронной карты местности осуществляют путем сканирования листов топокарты в (системе Гаусса-Крюгера). Созданные электронные карты местности хранят в отдельных файлах. «Topol» позволяет одновременно проводить трансформирование исходных космических снимков, обеспечивая их геометрическую и фотометрическую коррекцию. После привязки космического снимка к топографической основе осуществляют вычисление таксационных характеристик лесных кварталов по выделам или по мозаике произвольно выбираемых участков. В качестве примера на фиг.2 представлен фрагмент космического снимка (матрицы), обработанный по операциям заявляемого способа.

Определение локальных максимумов сигнала изображения матрицы I(х, у) реализуется специальной программой.

Результат расчета иллюстрируется таблицей 2. Расчет среднего расстояния между локальными максимумами сигнала матрицы изображения I(x, y) реализуется программой.

Текст программы расчета среднего расстояния между локальными максимумами.

Результаты обработки иллюстрируются таблицей 2.

Сравнительная оценка полученных результатов с табличными эталонными данными, полученными на пробных площадках (табл.1, стр.1 описания), показывает, что расхождение составляет не более 3%, т.е. находится в пределах требований лесоустройства по I разряду точности. Заявляемый способ может рассматриваться как метрологический при лесоустройстве с использованием космической съемки.

💡 Видео

Работа и расчёт элементов конструкций из древесины и пластмасс (часть 1)Скачать

виды деревьевСкачать

Расчет деревянной стропильной конструкции - фермы из LVL брусаСкачать

Kd.i: Лестница за 21мин, 9,4тр своими руками. Пошаговая инструкция. Удобная и безопасная. ч2.Скачать

Как перекрыть пролёт перекрытия 9 метров без стен (Аля свободная планировка) #строительство #прорабСкачать