Способ измерения комля учетного дерева и устройство для его осуществления
Владельцы патента RU 2536055:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Поволжский государственный технологический университет (RU)
Изобретение относится к лесному хозяйству. Способ включает измерение угла наклона комля учетного дерева от вертикали и угла местного склона в точке расположения комля на месте произрастания четного дерева. Все измерения осуществляют устройством, имеющим корпус с полостью, угловую шкалу и поворотную под действием собственного веса стрелку. Для измерения угла наклона комля корпус устройства располагают перпендикулярно продольной оси ствола, комля или отдельной искривленной части дерева. Для измерения угла местного склона в точке произрастания учетного дерева корпус устройства располагают параллельно углу местного склона. Измерение угла местного склона производят вначале с одной стороны комля, а затем с другой стороны комля. После измерений значения замеренных углов записывают в журнал измерений. Устройство для измерения комля по первому варианту выполнено в виде транспортира и имеет поворотную под действием собственного веса стрелку. Стрелка выполнена в виде нитки с привязанным на одном ее конце грузилом. Второй конец нитки обмотан вокруг некруглой части корпуса транспортира посередине так, чтобы узел перевязки располагался на нулевой линии угловой шкалы. Согласно другому варианту выполнения устройство имеет корпус в виде кольца с выполненной с внутренней стороны полости по всему кольцу угловой шкалой на 360°. Внутри полости на оси расположена поворотная под действием собственного веса стрелка. Для закрепления оси стрелки в центре кольца закреплены винтами с боков два прозрачных диска с четырьмя метками с указанием углов 0, 90, 180 и 270°. По третьему варианту устройство выполнено в виде корпуса с полостью. В середине длины полости расположена поворотная под действием собственного веса стрелка. Корпус изготовлен, например, из пластмассы, выполнен прямоугольной формы, например, длиной 0,5 или 1,0, или 1,5 м. Стрелка установлена на оси. Корпус имеет на одном из концов дополнительную угловую полость с угловой шкалой от нуля до 90°. В нулевой отметке шкалы размещена ось со свободно установленной поворотной стрелкой. На обратной стороне корпуса по краям длинной стороны выполнены линейные шкалы, например, с сантиметровыми и миллиметровыми делениями для измерений линейных размеров комля учетного дерева. Такие технология и конструктивное выполнение измерительных устройств позволят повысить точность измерений. 4 н. и 4 з.п. ф-лы, 8 ил.
Изобретение относится к способам и устройствам фитоиндикации территории различных природных и природно-антропогенных ландшафтов свойствами комля различных видов древесных растений. Оно может быть использовано при изучении водной и иной эрозии лесной почвы, влияния склонов оврагов, холмов, берегов рек и озер и других элементов рельефа на рост и развитие комлевой части деревьев, а также при разработке мероприятий по защите земельных участков от ветровой и водной эрозии, при дендроэкологическом мониторинге за развитием овражной сети и рационализации землепользования с учетом изменений формы комлевой части растущих на склоне оврага деревьев разных видов.
Известен способ измерения учетного дерева по высоте и диаметру (например, см. Лесная таксация и лесоустройство / В.В.Загреев и др. - М.: Экология, 1991. - С.23 и др.; Н.П.Анучин. Лесная таксация. - М.: Лесная промышленность, 1982. - 552 с.). При таксации дерева выполняют комплекс технических действий по выявлению, оценке и учету количественных и качественных характеристик растущих или срубленных деревьев как самостоятельного объекта учета и наблюдения.
Недостатком является то, что измерения практически выполняют на поваленном стволе (модельном дереве), а также после разделки ствола на отрезки длиной 1 или 2 м. Это значительно повышает трудоемкость работ и, что особенно недопустимо в инженерно-экологических исследованиях, не позволяет выполнять повторные измерения, то есть разовый процесс таксации дерева уничтожает его как объект экологического мониторинга.
Известен также способ измерения комля учетного дерева по патенту №2224418, включающий выбор наблюдаемой характерной точки на учетном дереве относительно середины диаметра корневой шейки учетного дерева.
Недостатком является невозможность измерения параметров комлевой части дерева ниже корневой шейки ствола, прежде всего, наклона комлевой части дерева от вертикали и угла местного склона места произрастания дерева. При этом ниже высоты в 1,3 м комель дерева, например у березы, может быть искривленным, ось комля - наклоненной и не совпадать с осью наклона ствола. А угол расположения поверхности почвы на территории места произрастания дерева около комля может отличаться на 4-5° и даже более от общей поверхности лесного участка на ровной или неровной местности, а также от угла рельефа на склонах холмов, оврагов, берегов рек и озер.
Технический результат - повышение точности измерения ниже 1,3 мм и корневой шейки у деревьев, произрастающих на различных склонах, прежде всего параметров системы «дерево - место его произрастания», в частности, угла наклона комлевой части дерева от вертикали и угла местного склона места произрастания дерева от горизонтали.
Этот технический результат достигается тем, что способ измерения комля учетного дерева, включающий выбор наблюдаемой характерной точки на учетном дереве относительно середины диаметра его корневой шейки, отличающийся тем, что для измерения угла местного склона в точке произрастания учетного дерева корпус прибора располагают параллельно углу местного склона места произрастания вначале с одной стороны комля учетного дерева и смотрят в полость и угловую шкалу относительно стрелки прибора, поворачивающейся под собственным весом на оси, затем измерения повторяют на другой стороне комля, а после этого значения замеров угла местного склона записывают в журнал измерений.
С устройством в виде школьного транспортира для измерения угла местного склона в точке произрастания учетного дерева корпус прибора располагают параллельно углу местного склона места произрастания вначале с одной стороны комля учетного дерева и смотрят в полость и угловую шкалу относительно стрелки прибора, а для измерения угла наклона комля дерева от вертикали корпус прибора располагают перпендикулярно продольной оси ствола, комля или отдельной искривленной части.
С устройством в виде прибора с кольцевой шкалой для измерения угла местного склона в месте произрастания учетного дерева корпус по меткам на 90 и 270° располагают параллельно углу местного склона места произрастания вначале с одной стороны комля учетного дерева и смотрят в полость и угловую шкалу относительно стрелки, а для измерения угла наклона комля дерева от вертикали корпус прибора располагают по меткам на 0 и 180° вдоль продольной сои ствола учетного дерева, его комля или местного искривления.
С устройством в виде прибора в форме прямоугольной пластины длиной до 1.5 м с двумя транспортирами в одном корпусе с угловыми и линейными шкалами для измерения угла местного склона в точке произрастания учетного дерева корпус прибора располагают параллельно углу местного склона места произрастания вначале с одной стороны комля учетного дерева и смотрят в полость в средней части пластины и угловую шкалу относительно стрелки на оси, а для измерения угла наклона комля дерева от вертикали корпус прибора длинной стороной располагают вдоль продольной оси ствола, комля или отдельной искривленной части так, чтобы вторая полость на конце пластины была на верхнем конце, после этого смотрят на стрелку и по угловой шкале от 0 до 90° проводят измерение.
Этим же устройством для измерения линейных размеров, например, высоты корневой шейки над поверхностью места произрастания, корпус прибора ставят на поверхность места произрастания вертикально так, чтобы одна из линейных шкал на обратной стороне корпуса проходила через середину корневой шейки, при этом измерения высоты корневой шейки проводят с двух сторон комля дерева вдоль общего или местного склона, затем измеренную высоту записывают в журнал наблюдений.
Устройство для измерения комля учетного дерева по первому варианту по конструкции отличается тем, что на школьном транспортире закреплена нитка необходимой длины с привязанным на одном конце грузилом, а второй конец нитки обмотан вокруг некруглой части корпуса школьного транспортира посередине так, чтобы узел перевязки располагался на нулевой линии угловой шкалы.
Устройство для измерения комля учетного дерева по второму варианту конструкции отличается тем, что для средней точности измерений устройство выполнено с корпусом в виде кольца с полостью и угловой шкалой на 360° по бокам кольца около внутренней полости по всему кольцу, внутри которой расположены стрелка на оси, причем для их шарнирного закрепления в центре кольца с боков закреплены винтами два прозрачных диска с четырьмя метками с указанием углов 0, 90, 180 и 270°.
Устройство для измерения комля учетного дерева по третьему варианту конструкции выполнено так, что для измерений углов и линейных размеров комля учетного дерева прибор содержит корпус, например, изготовленный из пластмассы, с полостью в середине его длины, внутри которой размещена стрелка, установленная на оси, причем корпус выполнен прямоугольной формы, например, длиной 0,5 или 1,0 или 1,5 м, с дополнительной угловой полостью и угловой шкалой от нуля до 90° на одном из концов корпуса, у которой стрелка свободно установлена на оси, расположенной в нулевой отметке угловой шкалы, а на обратной стороне корпуса по краям длинной стороны выполнены линейные шкалы, например, с сантиметровыми и миллиметровыми делениями.
Сущность технического решения заключается в том, что система «учетное дерево - место его произрастания» измеряется, по крайней мере, двумя параметрами: углом наклона комлевой части дерева от вертикали и углом местного склона места произрастания дерева от горизонтали.
Сущность технического решения заключается также в том, что для грубых измерений двух углов применяется школьный транспортир с грузилом и ниткой для его подвешивания в точке нулевой отметки шкалы углов.
Сущность технического решения заключается также в том, что для измерений средней точности значений двух углов применяют изготовленный в условиях мастерских или заводов прибор круглой формы с кольцевой шкалой углов.
Сущность технического решения заключается также и в том, что для точных измерений углов и расстояний на разных частях комля применяют заводской прибор в виде пластины с двумя встроенными транспортирами.
Положительный эффект достигается тем, что существенно повышается точность измерений угловых и линейных параметров комля учетного для экологического мониторинга дерева и местного склона места его произрастания, что позволит выявлять устойчивые закономерности взаимного влияния между параметрами комля учетного дерева и его места произрастания.
Новизна технического решения заключается в том, что впервые комель учетного дерева принимается за объект измерений и последующих научных исследований. Это - коренное отличие от существующих способов лесной таксации, которая только в Европе выполняется как дендрометрия, но и там основное внимание уделяется только стволовой части и кроне дерева. Основным отличительным признаком дальнейших инноваций становится совместное рассмотрение комля учетного дерева с его местом произрастания.
Предлагаемое техническое решение обладает существенными признаками, новизной и значительным положительным эффектом. Материалов, порочащих новизну технического решения, нами не обнаружено.
На фиг.1 приведена схема выполнения способа при измерении угла местного склона места произрастания учетного дерева школьным транспортиром с грузилом и ниткой; на фиг.2 - то же на фиг.1 при измерении угла наклона комлевой части учетного дерева от вертикали; на фиг.3 показана конструкция транспортира с кольцевой шкалой, вид сбоку; на фиг.4 - то же на фиг.3 по сечению A-A; на фиг.5 показана конструкция прибора для измерения угловых и линейных параметров комля учетного дерева, вид сбоку в горизонтальном положении; на фиг.6 - то же на фиг.5 при измерении угла склона поверхности почвы места произрастания учетного дерева; на фиг.7 - то же на фиг.5 при измерении угла наклона комля учетного дерева; на фиг.8 - то же на фиг.5 при измерении прибором предлагаемой конструкции высоты корневой шейки от поверхности места произрастания.
Способ измерения комля учетного дерева выполняется следующими действиями.
Вначале подбирают на заданном рельефе пробную площадь или площадку, геодезическими способами устанавливают его параметры, например, измеряют общий угол склона. Затем на пробной площади с несколькими учетными деревьями выбирают одно из них и осматривают его комель. При необходимости его фотографируют.
Для измерения угла местного склона в точке произрастания учетного дерева корпус 1 прибора располагают параллельно углу местного склона места произрастания вначале с одной стороны комля учетного дерева и смотрят в полость 2 и угловую шкалу 3 относительно стрелки 4, поворачивающейся под собственным весом на оси 5. Затем измерения повторяют на другой стороне комля. Значения или среднее из двух замеров угла местного склона записывают в журнал измерений.
Некоторые отличия имеются при применении школьного транспортира, прибора с кольцевой шкалой и прибора с двумя транспортирами. Действия с их применением изложены после пояснения конструкций устройства.
Устройство для осуществления предлагаемого способа содержит мерные шкалы углов и линейных размеров.
В простейшем случае со школьным транспортиром для измерений углов устройство содержит корпус 1 с полостью 2 и угловой шкалой 3. Стрелка 4 в виде гибкой нити установлена свободно на оси 5, расположенной в середине угловой шкалы как узел перевязки транспортира ниткой.
Для средней точности измерений устройство содержит корпус 1 в виде кольца с полостью 2 и угловой шкалой по всему кольцу, внутри которой расположены стрелка 4 на оси 5. Для их шарнирного закрепления в центре кольца с боков размещены два прозрачных диска 6 с метками 7 на углах 0, 90, 180 и 270 градусов. Для сборки прибора выполнены винты 8, закрепляющие диски к корпусу, например, пластмассовому.
Для измерений углов и линейных размеров комля учетного дерева прибор содержит корпус 1, например, изготовленный из пластмассы, с полостью 2 в середине его длины, внутри которой размещена стрелка 4, установленная на оси 5. Корпус выполнен прямоугольной формы, например, длиной 0,5 или 1,0 или 1,5 м, с дополнительной угловой полостью 9 и угловой шкалой 10 от нуля до 90 градусов на одном из концов корпуса. Стрелки 11 свободно установлена на оси 11, расположенной в нулевой отметке угловой шкалы. На обратной стороне корпуса по краям длинной стороны выполнены линейные шкалы, например, с сантиметровыми и миллиметровыми делениями.
Дополнительно на приборе могут быть размещены один или два уровня для точного расположения корпуса в горизонтальном или вертикальном положении.
Устройство, например, в виде школьного транспортира для измерения углов, функционирует следующим образом.
С применением школьного транспортира прибор изготовляют так. Берут нитку необходимой длины и на одном конце привязывают грузило, а второй конец обматывают некруглую часть корпуса 1 транспортира по середине. Узел перевязки размещают на нулевой линии угловой шкалы 3.
Для измерения угла местного склона в точке произрастания учетного дерева (фиг.1) корпус 1 прибора располагают параллельно углу местного склона места произрастания вначале с одной стороны комля учетного дерева и смотрят в полость 2 и угловую шкалу 3 относительно стрелки 4, поворачивающейся под собственным весом на оси 5. Затем измерения повторяют на другой стороне комля. Значения или среднее из двух замеров угла местного склона записывают в журнал измерений.
Для измерения угла наклона комля дерева от вертикали корпус 1 прибора располагают перпендикулярно продольной оси ствола, комля или отдельной искривленной части (фиг.2). После этого смотрят на стрелку 4 и по угловой шкале проводят измерение.
Устройство, например, в виде прибора с кольцевой шкалой для измерения углов, функционирует следующим образом.
Для измерения угла местного склона (фиг.3) в точке произрастания учетного дерева корпус 1 по меткам 7 на 90 и 270 градусов на приборе располагают параллельно углу местного склона места произрастания вначале с одной стороны комля учетного дерева и смотрят в полость 2 и угловую шкалу 3 относительно стрелки 4, поворачивающейся под собственным весом на оси 5. Затем измерения повторяют на другой стороне комля.
Значения или среднее из двух замеров угла местного склона записывают в журнал измерений.
Для измерения угла наклона комля дерева от вертикали корпус прибора располагают по меткам 7 на 0 и 180 градусов вдоль продольной оси ствола учетного дерева, его комля или местного искривления. После этого смотрят на стрелку 4 и по угловой шкале 3 и записывают в журнал показания угла.
Устройство, например, в виде пластины длиной до 1.5 м с двумя транспортирами в одном корпусе с угловыми и линейными шкалами, функционирует следующим образом.
Для измерения угла местного склона в точке произрастания учетного дерева корпус 1 прибора располагают параллельно углу местного склона места произрастания вначале с одной стороны комля учетного дерева и смотрят в полсть 2 и угловую шкалу 3 относительно стрелки 4, поворачивающейся под собственным весом на оси 5. Затем измерения повторяют на другой стороне комля. Значения или среднее из двух замеров угла местного склона записывают в журнал измерений.
Для измерения угла наклона комля дерева от вертикали корпус 1 прибора длинной стороной располагают вдоль продольной оси ствола, комля или отдельной искривленной части. После этого смотрят на стрелку 11 и по угловой шкале 10 проводят измерение.
Для измерения линейных размеров, например, высоты корневой шейки над поверхностью места произрастания, выполняют следующие действия.
Корпус 1 прибора ставят на поверхность места произрастания вертикально так, чтобы линейная шкала 13 или 14 на обратной стороне корпуса проходила через середину корневой шейки. Измерения проводят с двух сторон комля дерева вдоль общего или местного склона. Затем измеренную высоту записывают в журнал наблюдений.
Таким образом, предлагаемое техническое решение обладает простотой реализации действий способа, по крайней мере, в трех конструктивных вариантах: во-первых, в условиях школьных лесничеств и школьных экологических кружков только с применением школьного транспортира, грузила и нитки; во-вторых, при заводском изготовлении для измерений углов наклона дерева и местного склона поверхности почвы около него в виде простого прибора круглой формы для школьников и студентов; в-третьих, при заводском изготовлении для измерений углов и линейных параметров до 150 см в виде пластины с двумя встроенными транспортирами для измерений магистрантами и аспирантами.
Поэтому предлагаемый способ и устройство для измерения комля растущих деревьев без их разрушения может быть применен для экологического мониторинга и фитоиндикации территории комлями учетных деревьев не только лесного рельефа, но и различных мест произрастания древесных растений со сложным рельефом.
1. Способ измерения угловых параметров комля учетного дерева на месте его произрастания, характеризующийся тем, что измеряют угол наклона комля учетного дерева от вертикали и угол местного склона в точке расположения комля на месте произрастания четного дерева, при этом все измерения осуществляют устройством, имеющим корпус с полостью, угловую шкалу и поворотную под действием собственного веса стрелку, при этом для измерения угла наклона комля корпус устройства располагают перпендикулярно продольной оси ствола, комля или отдельной искривленной части дерева, а для измерения угла местного склона в точке произрастания учетного дерева корпус устройства располагают параллельно углу местного склона, а измерение угла производят вначале с одной стороны комля, а затем с другой стороны комля, после чего значения замеренных углов записывают в журнал измерений.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве измерительного устройства для измерения используют транспортир, корпус которого располагают параллельно углу местного склона места произрастания вначале с одной стороны комля учетного дерева, а затем с другой стороны, причем измерения осуществляют, смотря в полость транспортира, и измеряют угол по положению поворотной стрелки на угловой шкале, а для измерения угла наклона комля дерева от вертикали корпус транспортира располагают перпендикулярно продольной оси ствола, комля или отдельной искривленной части дерева.
3. Способ по п.1 отличающийся тем, что в качестве измерительного устройства используют корпус с кольцевой угловой шкалой, причем для измерения угла местного склона корпус по меткам на шкале 90 и 270° располагают параллельно углу местного склона места произрастания вначале с одной стороны комля учетного дерева, а затем с другой стороны, а измерения осуществляют, смотря в полость корпуса и на угловую шкалу относительно стрелки, а для измерения угла наклона комля дерева от вертикали корпус по меткам на шкале 0 и 180° располагают вдоль продольной сои ствола учетного дерева, его комля или местного искривления.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве измерительного устройства используют корпус в виде прямоугольной пластины длиной до 1.5 м с двумя транспортирами с угловыми и линейными шкалами, причем для измерения угла местного склона в точке произрастания учетного дерева пластину располагают параллельно углу местного склона места произрастания вначале с одной стороны комля учетного дерева, а затем с другой стороны, стороны в полость в средней части пластины и угловую шкалу относительно стрелки, а для измерения угла наклона комля дерева от вертикали пластину длинной стороной располагают вдоль продольной оси ствола, комля или отдельной искривленной части дерева так, чтобы полость второго транспортира на конце пластины была на верхнем конце, после этого смотрят на стрелку и по угловой шкале от 0 до 90° и проводят измерение.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что для измерения линейных размеров, например, высоты корневой шейки над поверхностью места произрастания дерева, пластину ставят на поверхность места произрастания вертикально так, чтобы одна из линейных шкал на обратной стороне пластины проходила через середину корневой шейки, при этом измерения высоты корневой шейки проводят с двух сторон комля дерева вдоль общего или местного склона, а затем измеренную высоту записывают в журнал наблюдений.
6. Устройство для измерения комля учетного дерева на месте его произрастания, характеризующееся тем, что выполнено в виде транспортира и имеет поворотную под действием собственного веса стрелку, выполненную в виде нитки с привязанным на одном ее конце грузилом, а второй конец нитки обмотан вокруг некруглой части корпуса транспортира посередине так, чтобы узел перевязки располагался на нулевой линии угловой шкалы.
7. Устройство для измерения комля учетного дерева на месте его произрастания, характеризующееся тем, что имеет корпус в виде кольца с полостью с выполненной с внутренней стороны полости по всему кольцу угловой шкалой на 360°, причем внутри полости на оси расположена поворотная под действием собственного веса стрелка, причем для закрепления оси стрелки в центре кольца закреплены винтами с боков два прозрачных диска с четырьмя метками с указанием углов 0, 90, 180 и 270°.
8. Устройство для измерения комля учетного дерева на месте его произрастания, характеризующееся тем, что выполнено в виде корпуса, изготовленного, например, из пластмассы, с полостью в середине его длины и поворотной под действием собственного веса стрелкой, установленной на оси, причем корпус выполнен прямоугольной формы, например, длиной 0,5, или 1,0, или 1,5 м, имеет на одном из концов дополнительную угловую полость с угловой шкалой от нуля до 90° и расположенной в нулевой отметке шкалы осью со свободно установленной на ней поворотной стрелкой, а на обратной стороне корпуса по краям длинной стороны выполнены линейные шкалы, например, с сантиметровыми и миллиметровыми делениями для измерений линейных размеров комля учетного дерева.
