лесотаксационный угловой шаблон

Формула изобретения

Лесотаксационный угловой шаблон, включающий клиновидную призму, отличающийся тем, что он снабжен двумя взаимно параллельными зеркалами, установленными с возможностью изменения расстояния между ними, поле зрения которых совмещено с полем зрения клиновидной призмы в направлении визирования и сдвинуто поперек визирования по вертикали вниз.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области техники - таксация леса и предназначено для измерения суммы площадей поперечных сечений древесных стволов древостоя в расчете на 1 га и их среднего диаметра.

Известны угловые шаблоны: угловой шаблон Биттерлиха, называемый полнотомером; зеркальный реласкоп Биттерлиха (Н.П. Анучин. Лесная таксация: Учебник для вузов. - 5 изд., доп. - М. Лесн. пром-сть, 1982, с.45-53). С помощью угловых шаблонов закладывают угловые счетные пробы Биттерлиха, имеющие то свойство, что насчитанное через шаблон число стволов обозначает сумму площадей поперечных сечений стволов в расчете на 1 га, выраженную в квадратных метрах ( g) (см. там же с.46, 311-320).

Известные угловые шаблоны ограничивают в пространстве критический угол в 1°10'. Ценное свойство этого угла заключается в том, что вписанные в этот угол круги имеют площадь, равную 1/10000 от площади большого круга, описанного радиусом, равным расстоянию от вершины критического угла до центра вписанного в этот угол круга.

Разница между известными угловыми шаблонами состоит в способе ограничения критического угла: у полнотомера Биттерлиха он ограничивается визированием с одного конца однометрового бруска на двухсантиметровую рамку, укрепленную на втором конце бруска;

- у реласкопа Биттерлиха - наблюдением через окуляр спроецированной в поле зрения зрительной трубы полосы определенной ширины.

Наиболее близким по конструкции предлагаемому шаблону, т.е. прототипом, является угловой шаблон Анучина, называемый таксационным прицелом Анучина, представляющим собою клиновидную призму с ручкой, отклоняющую проходящие через нее лучи на критический угол (Н.П.Анучин. Лесная таксация: Учебник для вузов. - 5 изд., доп. - М. Лесн. пром-сть, 1982, с.45-53). Способ ограничения критического угла у таксационного прицела Анучина - с помощью клиновидной призмы, отклоняющей проходящие через нее лучи на критический угол.

Применение всех известных угловых шаблонов состоит в поочередном визировании с центра визирования (центра угловой счетной пробы Биттерлиха) через соответствующий шаблон на окружающие деревья вокруг себя на 360° на высоте 1,3 м от земли и подсчете тех из них, изображение ствола которых перекрывает критический угол. Насчитанное число стволов n обозначает значение суммы площадей их поперечных сечений в расчете на 1 га, т.е.

Например, через угловой шаблон насчитано 20 стволов, следовательно, сумма площадей поперечных сечений стволов в расчете на 1 га составит 20 м².

Все известные угловые шаблоны имеют тот недостаток, что они позволяют измерять только g, но не позволяют измерять средний диаметр d_cp . Предлагаемый угловой шаблон свободен от этого недостатка, т.к. из результата подсчета стволов через него представляется возможным вычислять средний диаметр стволов древостоя.

Задача, решаемая изобретением, состоит в создании конструкции такого углового шаблона, результат подсчета стволов через которую позволял бы вычислять не только сумму площадей поперечных сечений стволов в расчете на 1 га., но и средний диаметр древостоя.

Технический результат по решению указанной задачи состоит в выполнении дифференцированного на две категории подсчета стволов и сопоставлении по выведенной автором формуле числа стволов одной из категорий с общим количеством стволов в дифференцированном подсчете, сопоставление этих двух результатов частичных подсчетов между собою позволит вычислять значение среднего диаметра стволов древостоя.

Указанный технический результат достигается тем, что в лесотаксационном угловом шаблоне, включающем клиновидную призму, согласно изобретению, шаблон снабжен двумя взаимно параллельными зеркалами, установленными с возможностью изменения расстояния между ними, поле зрения которых совмещено с полем зрения клиновидной призмы в направлении визирования и сдвинуто поперек визирования по вертикали вниз.

На фиг 1 изображен лесотаксационный угловой шаблон; на фиг.2 - изображение стволов, которые в поле зрения зеркала, не выходит за пределы их изображения в поле зрения призмы; на фиг.3 - изображение стволов, которые в поле зрения зеркала, выходит за пределы их изображения в поле зрения призмы.

Предлагаемый угловой шаблон включает клиновидную призму 1 (фиг.1), ориентированную тупым концом (основанием), например, влево, и два взаимно паралельных зеркала: дальнее от призмы 2 и ближнее 3, установленных с возможностью изменения расстояния между ними. Расстояние между зеркалами образует базис (в) шаблона. Поле зрения 4 зеркала 3 (фиг.2 и 3) совмещено в направлении визирования с полем зрения 5 призмы 1 и сдвинуто поперек визирования по вертикали вниз. В итоге образуются три поля зрения: верхнее 6, через которое лучи идут от наблюдаемого ствола непосредственно в глаз наблюдателя, среднее 5 - лучи идут через призму, нижнее 4 - лучи идут, дважды отражаясь от зеркал 2 и 3.

При этом лучи, идущие через призму 2, попадают в глаз наблюдателя отклоненными вправо на величину критического угла, а лучи, дважды отраженные зеркалами 3 и 2, - отклоненными влево на угловую величину базиса в предлагаемого шаблона в масштабе изображения наблюдаемого ствола.

Подсчет стволов через призму 1 осуществляют аналогично подсчету через таксационный прицел Анучина и получают результат согласно формуле (1). Но при этом включенные в подсчет стволы дифференцируют на две категории: на стволы, изображение которых в поле зрения зеркала 3 не выходит за пределы их изображения в поле зрения призмы 1 (фиг 2), число таких стволов в первом частичном подсчете составляет n₁ штук, и на стволы, изображение которых выходит за пределы их изображения в поле зрения призмы 1 (фиг 3), число их составляет во втором частичном подсчете n₂ штук, а суммарное количество стволов в дифференцированном подсчете составляет n штук, т.е.:

В физическом смысле результат первого частичного подсчета n₁ относится к тем стволам, диаметр которых оптически уменьшен на величину базиса предлагаемого шаблона, но угловой величины их диаметров хватает, чтобы оставить их в подсчете. Результат второго частичного подсчета п₂ относится к стволам, выпадающим из результата общего подсчета n вследствие оптического уменьшения их диаметра. По результатам описанного дифференцированного подсчета вычисляют:

l) g по формуле

2) Средний диаметр древесных стволов d_cp по формуле

где d_cp - среднеквадратический диаметр древесных стволов;

в - длина базиса шаблона;

n ₁ - число деревьев, изображения стволов которых во всех полях зрения шаблона соприкасаются;

n₂ - число деревьев, изображения ствола которых в нижнем поле зрения оторвано от изображения в среднем поле зрения.

Формулу (4) впервые вывел автор. Ее вывод состоит в следующем:

Согласно теории угловой счетной пробы Биттерлиха (см. там же, стр.311-320, 326-332) из (1) и (2) имеем

где =3.14.

Из указанного физического смысла n₁ имеем

Разделив (6) на (5) и сократив подобные члены, получаем

Извлекая корни квадратные из левой и правой части (7), получаем

Решая (8) относительно d_cp, получаем (4).

Применение предлагаемого углового шаблона позволяет вычислять не только сумму площадей поперечных сечений стволов в расчете на 1 га., но и средний диаметр древостоя.