Турбо Таксатор
Отвод и таксация лесосек. Самый быстрый способ сделать работу
Мерные вилки
Эффективная работа в лесу может быть достигнута только при правильном выборе технологий и инструментов. Мерная вилка – один из основных рабочих инструментов работников леса. Современные электронные мерные вилки открывают новые возможности повышения эффективности работы в лесу.
Мерная вилка предназначена для точного измерения толщины растущих деревьев, хлыстов или сортиментов, и выполнения перечислительной таксации. Уже более как 20 лет в лесном хозяйстве нашли применение электронные мерные вилки – лесотаксационные инструменты, оборудованные электронным приспособлением, предназначенным для накопления, хранения и обработки результатов измерений. Что представляет собой электронная мерная вилка?
Конструкция мерной вилки. Первые электронные мерные вилки основывались на традиционной конструкции обычной механической мерной вилки – штангенциркуль с подвижной ножкой. Такая компоновка применяется и в большинстве современных конструкций. В отличие от механической вилки, электронная оборудована устройством для определения ширины раскрытия мерной вилки, или снятия показаний измеряемого дерева, а также компьютером для хранения и обработки данных измерений. В современных конструкциях мерных вилок применяются бесконтактные системы считывания показаний, что обеспечивает высокие эксплуатационные качества инструмента.
Использование компьютера в электронной мерной вилке, позволило применить другие конструкции механизма измерения. Электронные вилки Финской компании Savcor Masser 55 GR и Masser Racal 500 используют рожковую конструкцию, в которых один конец подвижной мерной ножки закреплен на оси, и представляет собой рычаг, поворачивающийся на оси крепления. Измерения диаметра дерева в такой конструкции вилки происходит путем надвигания сомкнутых рычагов вилки на ствол дерева. Для этого на концах рычагов закреплены обводные ролики. Электронный блок фиксирует максимальный угол раскрытия измерительных рычагов и выводит на экран вычисленное значение диаметра дерева. Конструкция вилок такого типа позволяет оператору проводить измерения, пользуясь только одной рукой.
Лазерные мерные вилки. Шведской компанией Haglöf разработана модель вилки Digitech Pro One в которой для измерения диаметра используется лазер. Вилка состоит из специального измерительного штока, закрепленного на коммуникационном разъеме терминального устройства (компьютера), используемого в электронных вилках Digitech Professional, и лазерного излучателя. Для выполнения замера шток упирается в ствол дерева и нажатием на кнопку управления запускается процесс замера диаметра: включается сканирующий лазер, терминал вилки поворачивается таксатором вдоль своей оси сначала в одну сторону древесного ствола, до достижения лазером его границы, а затем – в другую. По завершении замера раздается сигнал и результат измерения выводится на дисплей. С вилкой можно работать одной рукой. Общий вес вилки вместе с терминалом составляет менее чем 400 г., что делает электронную вилку невероятно легкой.
В конструкции мерной вилки ЭМВ (Республика Беларусь) для определения диаметра дерева также используется лазерный луч. Конструктивно вилка представляет собой угловой шаблон (угол раскрытия 90°), который помещается вплотную к стволу дерева. При проведении замера электронный блок мерной вилки включает на несколько секунд лазер, направленный на ствол дерева, и принимает его отраженный сигнал. По времени задержки определяется расстояние до ствола дерева и по математической модели вычисляется его диаметр. Для получения среднего значения диаметра дерева, вилка производит множественные замеры в течение 1 секунды. Данная мерная вилка предназначена только для выполнения перечислительной таксации лесосек.
Функциональные возможности вилки. Функциональную насыщенность электронной мерной вилки определяет тип используемого компьютера, и установленного на нем программного обеспечения. Первые электронные мерные вилки обеспечивали только хранение данных измерений.
Современные конструкции вилок, оснащенные микропроцессорами, работают под управлением специального программного обеспечения. Все большая часть электронных вилок позволяет пользователю самостоятельно загружать программное обеспечение в компьютер вилки – это значительно расширяет возможности использования измерительного прибора, и ускоряет первичную обработку результатов измерений. В отдельных случаях возможен расчет таксационных характеристик, запаса древесины на объекте измерения.
Наряду с непосредственно измерением диаметров современные мерные вилки оборудуют и другими лесными измерительными инструментами. Компания Savcor Masser OY разработала мерную вилку, которая объединяет в себе собственно мерную вилку для измерения диаметров, электронный высотомер, электронный дальномер и компас. Назначение вилки — измерение на круговых пробных площадках в ходе лесоинвентаризации. Конструкция вилки имеет классический вид с подвижной и неподвижной измерительными ножками. Для измерения расстояний на местности вилка оборудована двухчастотным ультразвуковым приемо-передатчиком. В комплект поставки входят два ультразвуковых отражателя га 180° и 360°. Применение ультрозвукового сенсора позволяет производить измерений расстояний мерной вилкой под пологом леса при наличии густого подроста или подлеска, где использование, например, лазерных дальномеров затруднено. Основное назначение дальномера мерной вилки – это замер расстояния от центра площадки до измеряемого дерева при таксации деревьев на круговой пробной площади постоянного радиуса. В этом случае отражатель на 360° помещается в центр пробной площади и таксатор по показаниям на экране мерной вилки может легко определять границу пробной площади. Если измеряемое дерево выходит за границу пробы, то вилка издает звуковой сигнал. Дальномер электроника вилки позволяет учитывает величину уклона местности благодаря встроенному в вилку клинометру. В мерной вилке предусмотрена функция измерения высоты дерева. Наличие электронного компаса позволяет определять магнитный азимут измеряемого дерева относительно направления на центр пробной площади, и строить в дальнейшем карту размещения деревьев на пробе.
Производители мерных вилок. Электронные мерные вилки – это профессиональный измерительный инструмент, к которому предъявляются достаточно жесткие эксплуатационные требования. Компьютер мерной вилки должен обеспечивать низкое энергопотребление, позволяя проводить измерения продолжительное время без подзарядки батарей. Работа в условиях широкого диапазона температур, особенно низких, требуют применения технологий, обеспечивающих надежную работу в полевых условиях. Кроме того, вилка должна быть легкой, удобной в работе. Всем этим требованиям отвечают измерительные приборы, выпускаемые лидерами отрасли средств измерений для лесного хозяйства: Шведская фирма Haglöf Sweden AB www.haglofsweden.com и финская Savcor Forest www.savcor.com. Производством механических мерных вилок в России занимается ООО Таксатор www.taxator.ru.
Обмен данными между мерной вилкой и компьютером. Первое и основное предназначение электронной мерной вилки – это определение диаметра дерева с высокой точностью и накопление результатов измерений в электронной памяти вилки. Для использования результатов измерения их необходимо либо напечатать, либо передать в компьютер. Для этого электронная мерная вилка обычно оборудуется коммуникационным портом RS232. В зависимости от комплектации может быть встроен Bluetooth, USB порт и инфракрасный порт (IR). Мерная вилка Haglöf DigiTech оборудована радио модулем, позволяющим передавать данные измерений по радиоканалу (до 60 метров при использовании внутренний антенны) в полевой компьютер в режиме реального времени. Сбор данных таксации может вестись с нескольких мерных вилок одновременно.
Как правило данный вилки могут быть выгружены в файл текстового формата, который в дальнейшем может быть использован для дальнейшей обработки. В программе Турбо Таксатор реализована функция импорта данных мерных вилок, что позволяет значительно повысить производительность камеральной обработки данных таксации.
При ведении лесотаксационных работ часто приходится пользоваться и другими средствами измерений. Наиболее популярные из них — высотомеры, дальномеры и GPS приемники. Производители предусмотрели возможность автоматической записи показаний этих приборов в память вилки, что значительно повышает эффективность полевых работ. Вилки Haglöf Digitech и Digitech Professional оборудованы инфракрасным портом для обмена данными с электронными высотомерами Haglöf Vertex II и Haglöf Vertex Laser. Вилки Haglof и Masser также оборудованы возможность записи данных GPS приемников при проведении замеров деревьев.
Эргономика мерной вилки. Для управления компьютером мерной вилки используется клавиатура. Клавиши используются для навигации по пунктам меню и для ввода результатов измерений. В зависимости от задач на которые ориентирована мерная вилка используется различное количество кнопок. Например, модели Mantax, Haglöf Digitech, Datafox 2000 оснащены тремя кнопками: две для навигации и одна для подтверждения ввода данных. Мерная вилка Masser Excaliper имеет 9 кнопок, Masser 200GR, предназначенная для калибровки харвестерных головок – 14 клавиш управления, а мерная вилка ЭМВ – 34 кнопки. Кроме количества кнопок, также важным показателем эргономики является расположение управляющих кнопок. Мерные вилки оборудуются дисплеем, на который выводится результаты измерений и служебная информация. Как правило, дисплей вмещает от 3 до 4 строк текста. Наиболее крупный дисплей в моделях Masser Excaliper и Masser 2000. Мерная вилка Haglof Digitech оборудована однострочным дисплеем.
Использование электронных мерных вилок. Применение электронной мерной вилки позволяет повысить эффективность полевых и камеральных работ за счет следующих факторов:
- Повышение производительности полевых работ при лесоинвентаризации. При использовании измерительных методов при проведении лесоинвентаризации применение электронных мерных вилок позволяет повысить производительность работ. Перечет деревьев может выполнятся одним таксатором.
- Повышение производительности при камеральной обработке данных таксации. Данные мерной вилки, можно передать на компьютер и загрузить в программу их обработки. Например система подготовки отводов лесосек Турбо Таксатор имеет функцию импорта данных электронных мерных вилок.
- Уменьшение количества ошибок при проведении измерений и исключение ручной обработки данных таксации.
- Высокая точность проведения замеров с минимальными трудозатратами. Это особенно важно при проведении замеров лесопродукции и проведении научно-исследовательских работ.
Программа материально-денежной оценки лесосек Турбо Таксатор позволяет выполнять импорт данных из электронных мерных вилок Haglof, Masser и ЭМВ.
Источник
Таксационные инструменты и работ с ними
К измерительным приборам в таксации можно отнести различные мерные инструменты, которые позволяют прямо или косвенно измерить необходимые величины.
К вычислительным же таксационным пособиям относятся разного рода специальные таблицы и вычислительные графики, которые ускоряют вычислительную работу или же дают возможность путем несложных измерений определить искомую величину, уже вычисленную ранее в таблицах на основании более сложных измерений.
Из обычных измерительных приборов таксатор должен иметь при себе складной деревянный метр и тесьмяную 20-метровую рулетку в футляре. Кроме этого ему необходимо иметь: компас, лупу, шагомер, циркуль, масштабную линейку и набор канцелярских принадлежностей.
Из таксационных приборов для измерения разных таксационных элементов необходимо иметь: лесную мерную вилку для измерения диаметров стволов, высотомер для измерения высоты деревьев, возрастной бурав Пресслера, для определения возрастов деревьев.
Поперечное сечение ствола, дерева представляет фигуру, обычно близкую к кругу, поэтому ширина и толщина его определяются кратчайшей прямой между двумя параллельными касательными и кривой, ограничивающей сечение дерева (перпендикуляр между этими касательными).
Для определения толщины деревьев применяются мерные вилки.
Мерная вилка должна удовлетворять следующим условиям: а) угол между линейкой и неподвижной ножкой должен быть прямой; б) подвижная ножка должна легко и плавно двигаться по линейке; в) вилка должна обладать малым весом, быть портативной и прочной; г) подвижная ножка при защемлении ствола должна быть параллельна неподвижной ножке; д) длина ножек должна быть не менее половины толщины измеряемых деревьев; е) для удобства перевозки неподвижная ножка делается отъемной.
Наибольшим распространением в практике пользуется вилка типа, предложенного Яхимовичем (фиг. 10—2). По своей конструкции она проста, прочна и влияние набухания древесины в ней устранено.
Вилка состоит из трех частей: из мерной линейки длиной 50—60 см и двух коротких линеек, называемых ножками, длиной по 30—40 см каждая. Размеры линейки и ножек вполне достаточны для обмера стволов деревьев, встречающихся на торфяных месторождениях. К одному концу линейки под прямым углом к ней прикрепляется неподвижно одна из ножек при помощи винта. На мерной линейке в направлении от неподвижной ножки наносятся деления (в сантиметрах), в которых предполагается измерять диаметры стволов; они носят название — ступени толщины.
Шкала делений на мерной линейке бывает различной, в зависимости от того, с какой точностью предполагают с ней работать.
Другая — подвижная ножка имеет паз или прорезь, с помощью которой она движется вдоль линейки.
Если ствол дерева защемить между двумя ножками вилки, то по линейке может быть отсчитан диаметр ствола. Чтобы выразить диаметр дерева в целых ступенях толщины, приходится делать округление: части, равные половине или более половины, считать за целую ступень, а части меньше половины отбрасывать и в расчет не принимать.
В условиях обмера деревьев на пробных площадках по торфяным месторождениям принята шкала делений на мерной линейке через 2 см до 16 см, свыше — шкала через 4 см.
При пользовании мерной вилкой необходимо, чтобы линейка прикасалась к стволу и была перпендикулярна к оси ствола.
Для измерения высот деревьев применяются специальные приборы, называемые высотомерами или гипсометрами.
При отсутствии высотомеров для измерения высот деревьев может быть использована мерная вилка, специально для этого приспособленная (фиг. 10—3).
В верхнем конце неподвижной ножки мерной вилки прикрепляется нить с отвесом. Против точки прикрепления отвеса, в месте соприкосновения обеих ножек друг к другу, на подвижной ножке наносится черта со знаком «0». От нуля на подвижной ножке наносится шкала делений в сантиметрах такая же, как и на мерной линейке. Деления наносятся в косом направлении для удобства производства отсчета при пересечении их шнуром отвеса.
Измерение высоты деревьев мерной вилкой производится в такой последовательности:
1) от дерева рулеткой отмеряют расстояние, примерно равное его высоте, в направлении, с которого хорошо видна вершина дерева;
2) отодвигают подвижную ножку мерной вилки в сторону вдоль линейки на столько сантиметров, сколько отмерено метров от дерева и закрепляют ее с помощью прижимного винта;
3) визируют на вершину дерева неподвижной ножкой мерной вилки (фиг. 10—4), при этом нить отвеса пересекает шкалу делений подвижной ножки и после некоторых колебаний,, принимает устойчивое и неподвижное положение; тогда нить осторожно и быстро прижимают к линейке и отмечают, на каком делении она остановилась.
Из подобия образовавшихся, согласно фиг. 10—4, треугольников ABO и CDE получаем:
Таким образом высота дерева равна DE, т. е. числу делений (см), отмеченному нитью отвеса, умноженному на АО/CD — отношение количества сантиметров в 1 м к 1 см. Таким образом, величина DE дает высоту дерева в метрах.
Так как DE определяет высоту дерева от вершины до глаз наблюдателя, то, чтобы получить полную высоту дерева, необходимо к величине DE прибавить рост наблюдателя до уровня: его глаз, т. е. прибавить 1,6 м (средний рост).
Кроме мерной вилки для измерения высоты стоящих деревьев употребляются приборы, называемые высотомерами, или гипсометрами.
Для практического использования может быть применен высотомер конструкции Макарова Н.И. (фиг. 10—5), называемый маятниковым. Он прост и надежен. Изготовляется заводским способом и широко используется в практике таксационных работ.
Высотомер имеет форму слегка измененного сектора круга, с радиусом в 8—10 см. Изготовляется из хромированной стали толщиной в 1,5 мм.
На некотором расстоянии от прямого угла, образуемого двумя краями сектора, вмонтирована ось, на которую надет маятниковый отвес. Ось маятника свободно проходит через круглое отверстие. С лицевой стороны она имеет головку, служащую для зажима маятника. С противоположной стороны сектора высотомера на конец оси маятника навинчивается гайка.
Для зажима маятника в положении, фиксирующем искомую высоту дерева, имеется специальное приспособление, расположенное на обратной стороне сектора высотомера и состоящее из втулки, внутри которой помещается ось маятника и небольшая спиральная пружина.
При нажиме на гайку маятник освобождается и принимает вертикальное положение.
Маятник с втулкой и прижимным приспособлением (фиксатором) показан отдельно в правой части фиг. 10—5.
По краю дуги сектора высотомера дана шкала высот, рассчитанная применительно к расстояниям от дерева. К удлиненной стороне сектора высотомера прикреплена визирная труба, конец которой, играющий роль главного диоптра, расширен в виде воронки.
Измерение высот может производиться при разных расстояниях от дерева до наблюдателя.
Высотомер имеет две шкалы: шкалу, расположенную сверху, нанесенную для дистанции от дерева до наблюдателя в 10 м, и нижнюю шкалу, построенную по тому же принципу, рассчитанную на дистанцию в 20 м.
При измерении высоты отмеряют от дерева 10, 20 или 30 м, высотомер берут в правую руку, при этом большой палец упирают а специальную выемку, расположенную ниже шкалы высотомера, а указательный палец в это время держат поверх визирной трубки.
Расширенной частью (воронкой). визирную трубку приставляют к глазу, и высотомер наводят на вершину дерева с таким расчетом, чтобы вершина дерева оказалась в центре круглого отверстия визирной трубки.
При визировании на вершину дерева плоскости сектора высотомера должны быть в вертикальном положении.
В тот момент, когда визирная трубка будет наведена на вершину дерева, указательным пальцем левой руки нажимают на кнопку прижимного приспособления (фиксатора) маятника. В результате этого маятник встанет в вертикальное положение и на шкале высот отсечет деление, определяющее в равнинной местности высоту дерева, уменьшенную на расстояние от земли до глаза наблюдателя. При таком устройстве высотомера отсчет высот на шкале можно производить и отняв высотомер от глаза.
В целях обеспечения большей точности в определении высот, визирование повторяется несколько раз.
Когда визирование на вершину дерева производится при расстоянии от него в 10 или 20 м, высота дерева, уменьшенная на расстояние от земли до глаза наблюдателя, находится непосредственно на соответствующей шкале высотомера. Если наблюдатель находится от дерева на расстоянии 30 м, то для определения высоты дерева необходимо отсчет по верхней шкале (для расстояний в 10 м) сложить с отсчетом по нижней шкале (для расстояния в 20 м) и к полученной сумме прибавить расстояние от земли до глаза наблюдателя.
Более точные результаты измерений получаются при обмере высот с дистанций, приближающихся к высоте измеряемого дерева.
Бурав Пресслера состоит из стального полого цилиндра с наружной винтовой нарезкой на одном конце (фиг. 10—6).
При работе на противоположный четырехгранный конец бурава надевается специальная ручка, которая также представляет собою полый цилиндр, но более широкий, и служащий по окончании работы футляром для самого бурава.
Третья составная часть бурава — это плоская зазубренная стальная иголка (шпилька), длиною во весь размер бурава, кончающаяся с одной стороны пластинчатым острием, а с другой — плоской головкой. Когда инструмент не в работе, игла эта вставляется внутрь бурава, а с ним вместе помещается в футляр и закрывается винтовой крышкой. Часто этой крышкой служит головка иголки.
При работе накладывают ручку на бурав и ввинчивают его в дерево по ходу часовой стрелки, держа под прямым углом к оси ствола.
По мере углубления столбик древесины, отделенный режущим его концом, свободно вдвигается внутрь цилиндра благодаря расширяющейся кверху полости этого цилиндра.
Когда бурав войдет на нужную глубину, в него вгоняют иглу, держа ее близко к стенке полости и зазубринами внутрь к древесному столбику. Если после этого повернуть бурав в обратную сторону, то цилиндрик оторвется от дерева, и с по мощью иголки его можно извлечь.
По столбику можно сосчитать, сколько содержится слоев во всей его длине, а также измерить эти слои за любое число лет масштабной линейкой, обыкновенно нанесенной на самой иголке.
Длинными буравами можно сверлить до сердцевины и, следовательно, определять возраст дерева на срезе.
Источник