Применение выявленных зависимостей диаметра кроны деревьев и диаметра ствола на высоте 1,3 метра

Многие авторы отмечают важность применения беспилотных летательных аппаратов в лесном хозяйстве. Помимо анализа качества состояния лесных массивов (оценки нарушения их целостности, вызванной природными и антропогенными факторами) [1, 2] существует возможность применения беспилотных летательных аппаратов для таксации лесных насаждений [3, 4].

Выявлены зависимости между таксационным показателем (диаметр ствола на высоте 1,3 метра) и дешифровочными показателями (порода, высота и диаметр крон). Многие исследователи, работавшие в данном направлении, отмечали тесную связь между диаметром ствола на высоте 1,3 метра (далее – таксационный диаметр) и диаметром крон деревьев [5].

Первая зависимость обнаружена в Республике Беларусь [6]:

_ d_K-m₀-m₂*h

• ^1,3      m 1 +m₃*h '

где d 1,3 – диаметр ствола дерева на высоте 1,3 м, см;

d к – диаметр кроны, м;

h – высота дерева;

m 0 , m 1 , m 2 , m 3 – коэффициенты, зависящие от породы (табл. 1).

Таблица 1 – Коэффициенты по породам для определения диаметра крон

Коэффициенты

Порода

m 0            m 1            m 2	m 3
Сосна             0,194         0,224          0,001	–0,004
Ель               1,272          0,113         –0,007	0,001
Береза            1,002          0,089         –0,016	0,004
Осина           –0,073         0,150         0,064	–0,002

Вторая зависимость выявлена для северо-таежного лесного района [5]:

D 1.3 = a + x 1 × H + x 2 × Dk,                                        (2)

где D 1.3 – диаметр ствола на высоте 1,3 м, см;

H – высота дерева, м;

Dk – диаметр кроны дерева, м;

F – критерий Фишера;

RІ – коэффициент детерминации, характеризующий тесноту связи уравнения;

• a, x 1 , x 2 – коэффициенты уравнения линейной регрессии.

Таблица 2 – Сводная таблица коэффициентов

Порода	F	RІ	a	x1	x2
Ель	724	0.8	-5.55	1.17	1.92
Сосна	247	0.8	-7.35	1.08	2.51
Осина	39	0.5	-2.32	0.71	2.53
Береза	318	0.7	-4.31	0.75	2.16

Оценим как данные формулы подходят для северо-таежного района России.

В ходе исследования заложили пробную площадь 0,2 га в типичном для северо-таежного района насаждении, в которой провели сплошной перечет. Полученные таксационные характеристики древостоя приняли за истинные значения.

Далее пробную площадь отсняли с помощью лидарной съемки и получили дешифровочные показатели такие как порода, высота и диаметр крон. Затем рассчитали по выявленным зависимостям (формула 1 и 2) таксационный диаметр для каждого дерева. Распределили диаметры по ступеням толщины и определили сумму площадей сечений для каждой породы по ступеням толщины [7]:

g = ^л ^ ² ,                                                        (3)

°   40000

где g – сумма площадей сечений, м2/га;

π – постоянная 3,14;

d – диаметр, см.

Средний диаметр древостоя определяем через площадь поперечного сечения среднего дерева [7]:

^ ср 1,3 = j~P,                                                   ⁽⁴⁾

где d _cp 1,3 - диаметр ствола на высоте 1,3 м, см;

gcp - площадь сечения среднего дерева (сумма площадей сечений деревьев на пробе поделенное на их количество).

Сравнили полученные значения с истинными (таблица 3):

Таблица 3 – Сравнение посчитанных средних таксационных диаметров с истинными значениями

Порода	Количество деревьев, шт.	Истинное значение d ср 1,3 (сплошной перечет)	d ср 1,3 по 1 формуле		d ср 1,3 по 2 формуле
			значение	погрешность, %	значение	погрешность, %
Ель	96	22,06	20,98	4,8	22,28	1,0
Береза	23	22,1	17,08	22,7	17,92	18,9
Сосна	6	32,30	9,92	69,3	14,20	56,0

Значения среднего таксационного диаметра, рассчитанного по 2 формуле, получились более точные для северо-таежного района России. Однако доля ошибки для некоторых пород деревьев оказалась значительной. Возможно, погрешность связана с небольшим количеством оцениваемых деревьев, причем чем меньше деревьев определенной породы попало в пробную площадь, тем выше процент погрешности относительно сплошного перечета. Необходимо провести повторное исследование, в котором проанализировать больше пробных площадей и сделать упор на березу и сосну.