Определение объема ствола срубленного дерева по сложной стереометрической формуле (срединного сечения), ее точность

Vств = V1 + V2 +... + Vn + Vверш

Vn = gn * ln

Vств = 1 * (g1 + g2 + g3 +... + gn) + (gов) * (1верш/3) - сложная формула Губра (формула срединных сечений). Точность ±2-3%.

Vств = 1 * (((g0+gов) / 2) + g1 + g2 + gЗ + g(n-1)) + Vверш - сложная формула Смолеана

g0, g1, g2, g3, g(n-1) - площади сечений на концевых отрезках. Точность ±2-3%.

Выводы:

1) средний % ошибок по всем сложным формулам примерно одинаков и не превышает ±2%. При этом формула Смолеана завышает объем, а формула Губера - занижает.

2) Точность сложных формул зависит от длины отрезков. Чем они короче, тем меньше ошибка.

3) Из простых формул наиболее точные результаты дает формула срединных сечений. При этом ошибка зависит от древесной породы и формы стволов.

4) Простые формулы Смолеана и Рикке-Симпсона систематически завышают объем, поэтому наибольшее практическое значение имеют формулы срединных сечений. Физические способы определения объемов древесного ствола:

а) ксилометрический

б) весовой

При ксилометрическом способе используют ксилометр.

При весовом способе используют весы крановые и платформенные.

Vств = m / ро

11. Способы измерения высоты растущего дерева.

1) Мерная вилка. Техника измерения высоты с помощью мерной вилки: необходимо измерить базис от дерева до наблюдателя с помощью рулетки, обычно это 20 м. подвижную ножку на линейке отодвигают от неподвижной на расстояние, равное базису, но выраженное не в м, а в см, и закрепляют винтом. По внутренней грани неподвижной ножки визируют на вершину дерева. При этом нить с отвесом займет вертикальное положение и пересечет деление на подвижной ножке, которое соответствует высоте дерева от уровня глаз наблюдателя до вершины. В равнинной местности, чтобы получить высоту дерева, необходимо к полученному отсчету прибавить расстояние от поверхности земли до уровня глаз наблюдателя (1,5 м). в горной местности, если основание дерева расположено ниже глаз наблюдателя, то сначала визируют на вершину дерева, делают отсчет, затем на основание дерева делают отсчет, сумма этих отсчетов и будет высотой ствола. Если основание дерева находится выше наблюдателя, то высота дерева определяется по разности отсчетов на вершину дерева и на основание. Точность ±5-8%.

2) Маятниковый высотомер профессора Макарова. Высотомер представляет собой стальную пластину в виде сектора 8*10 см. с лицевой стороны сектора закреплен маятник (стрелка) и нанесены 2 шкалы высот: верхняя для базиса 10м, нижняя - 20 м. к пластине припаяна визирная трубка, глазной диоптр которой расширен в виде воронки. На обратной стороне сектора имеется фиксатор маятника в виде кнопки, при нажатии на кнопку маятник приходит в движение и принимает вертикальное положение. Для измерения высоты дерева поступают следующим образом: отмеряют от дерева базис 10 или 20 м, через глазной диоптр визирной трубки визируют на вершину дерева и одновременно нажимают на кнопку маятника. Когда маятник останавливается, а линия визирования совпадает с вершиной дерева, фиксируют маятник и производят отсчет по соответствующей шкале. Этот отсчет и есть высота дерева от уровня глаз наблюдателя до вершины. Для получения всей высоты к данному отсчету необходимо прибавить 1,5 м. точность ±5%. Чтобы повысить точность, необходимо определить среднюю высоту из 2-3 измерений.

3) Эклиметр. Данный прибор состоит из четырехгранной пустотелой трубки, на одном конце которой находится предметный диоптр (линия наведения) в виде металлической нити, на другом - глазной диоптр. К трубке присоединена цилиндрическая коробка, внутри которой находится вращающийся диск. На диске написаны градусные деления, по 60 градусов в обе стороны от нулевого деления. На цилиндрической коробке находиться кнопка, с помощью которой диск освобождается от пружины. К диску припаян свинцовый брус, под действием которого нулевой диаметр незакрепленного диска всегда занимает вертикальное положение. Для измерения высоты дерева откладывают базисное расстояние 10, 15 или 20 м, близкое к высоте дерева. Нажимая на кнопку, визируют по глазному или предметному диоптру на вершину дерева. В тот момент, когда линия визирования совпадет с вершиной дерева, отпускают кнопку и читают отсчет на диске в градусах.

H = b *tg альфа + hн, b - базис, hн = 1,5 м.

Для того, чтобы не пересчитывать углы в метры, используются таблицы. Точность ±6-8%.

4) Эклиметр-высотомер ЭВ-1. Точность ±0,5-0,8 м

5) Оптический высотомер Анучина. Точность ±3-5%

6) Оптический гипсометр РМ-5/1520. Точность ±1-2%

12. Видовое число.

Vств = g1,3 * h

Видовое число.

Для определения объема ствола растущего дерева кроме диаметра на высоте 1,3 м и высоты необходимо знать показатель - видовое число f(F).

Видовое число - отношение объема ствола к объему равновеликого цилиндра, высота которого равна высоте дерева, а площадь основания равна площади сечения дерева на высоте 1,3 м.

f = Vств / Vц

Vц = g1,3 * h

fc = Vств / (g1,3 * h) - старое

fн = Vств / (g0,1 * h) - новое видовое число

видовое число - коэффициент, который показывает, какую часть объема равновеликого цилиндра составляет объем дерева.

Vств = g1,3 * h * f

Исследованиями установлено: величина f изменяется в пределах 0,352-0,560. А для деревьев в возрасте хозяйственной спелости f изменяется в пределах 0,400-0,500.

Установлено: чем больше f, тем выше объем ствола и выше его полнодревесность.

У деревьев высотой 2,6 м видовое число равно 1.

f =Vств/Vц=(g(1/2) * h) /(g1,3*h)=(((пи*d(1/2)²)/4)*h)/(((пи*d(1,3)²)/4)*h)=d(1/2)/d1,3

с увеличением высоты дерева видовое число уменьшается.