Точность измерительных работ в лесном хозяйстве

В настоящее время в Российской Федерации учет лесосек и мест рубок является проблемной зоной и требует ревизии. Особенно это касается инструментального установления границ лесосек и определения их площади как арендаторами лесных участков, так и специально уполномоченными контролирующими органами государственной власти.

Нормативными правовыми актами уполномоченного органа государственной власти Российской Федерации установлено, что при организации рубок лесных насаждений обязательному учету подлежат площади лесосек и места рубок [2–5].

Сложность учета состоит в том, что критерии учета и соответствующие им нормативы точности (индикаторы) предполагают наличие:

• а)    единой терминологии;

• б)    официально утвержденных методик и технологий учета границ лесосек и мест рубок (вырубок);

• в)    высокой квалификации и компетентности лиц, участвующих в процессе учета границ лесосек и вырубок.

На практике требования, определяющие перечень устройств, приспособлений и механизмов, а также регламент их использования в работе, отсутствуют.

Основы методики

Для правильного установления границ лесосек и промера граничных линий необходимо определиться с терминологией и применяемыми методами. В частности, что использовать – румб или азимут?

Исходя из общих определений:

Румб – угол между северным или южным направлением магнитного меридиана (компасной стрелки) и данным направлением. Истинный румб отсчитывают от северного или южного направления истинного (астрономического) меридиана. Счет румбов ведут вправо и влево от меридиана, от 0 до 90°, всегда указывая четверть (С–В, С–З, Ю–З, Ю–B).

Азимут – в геодезии угол между направлением на север и направлением на какой-либо уда- лeнный предмет. Отсчитывается по часовой стрелке.

До введения в действие нового лесного законодательства согласно пункту 7.1.6 Лесоустроительной инструкции [1] разрешалось указывать направление границ как в румбах, так и в азимутах. Это порождало разночтения в документации. Направление границ лучше воспринимается в виде румбов, но среди работников, хорошо знакомых с азами картографии и ориентирования на местности, возникают разногласия в методах отображения географических направлений. Ниже представлены отображения азимутов и румбов одних и тех же направлений.

Румб	Азимут
С о°	0° или 360°
СВ (0-90)°	0-90°
В 90°	90°
ЮВ (0-90)°	90-180°
Ю 0°	180°
ЮЗ (0-90)°	180-270°
З 90°	270°
СЗ (0-90)°	270-360(0)°

В полевых условиях целесообразно использовать азимут, как при работе с буссолью, так и при помощи навигационных устройств – GPS/ГЛОНАСС. В таких устройствах, в основном, используется понятие истинного направления, что является ничем иным, как истинным азимутом (географическим меридианом).

При вычислении относительных направлений удобней и проще осуществлять вычисления по азимутальным значениям, нежели по румбам, так как румб является лишь сокращенным отображением магнитного азимута. С другой стороны, возникает вопрос о такой переменной, как магнитное склонение. В полевых условиях при работе компасом и буссолью не учитывают и не отмечают магнитное склонение, что сказывается на точности построения топографических карт (абрисов и др.) местности в бумажном и, особенно, в цифровом формате.

Ошибка склонения возникает при использовании картографического материала на местности. Это приводит к кратному увеличению погрешности из года в год (возможно также увеличение ошибок в силу точности применяемого оборудования при проектировании и исполнении работ) и, как следствие, к несоответствию различных карт.

Так, в лесном хозяйстве нередко встречаются случаи, что на местности квартальный столб (или другой ориентир) по координатам находится в точке, где есть отметка на тематической карте-схеме, однако согласно навигационной карте столб должен находиться на удалении до 50 м. Это приводит к неправильному зонированию территории и дезинформации при планировании натурных работ.

Ошибки на местности зачастую встречаются даже при соответствии карт и координат (теоретически) из-за технической возможности позиционирования отдельных навигационных устройств и их большой модельной различности.

Цели и основные направления работы

В настоящее время работы по промерам граничных линий осуществляются весьма «туманно», основываясь на нормативах, которые удобнее использовать в момент выполнения работ, несмотря на противоречивость действующих нормативов [2–5].

В силу того, что процесс учета площади лесосек и объемов древесины, предназначенной к заготовке, при рубке лесных насаждений четко не регламентирован Правилами заготовки древесины [5], допускается применение ранее действовавших документов [2–4], определяющих следующие виды работ при отводе площадей:

• а)    прорубку визиров, за исключением сторон, отграниченных ясными квартальными просеками, граничными линиями, таксационными

визирами и землями, не покрытыми лесной растительностью;

• б)    постановку столбов на углах лесосек;

• в)    отграничение неэксплуатационных участков в пределах лесосек;

• г)    промер линий, измерение углов между ними и углов наклона, а также геодезическую привязку к квартальным просекам, таксационным визирам или другим постоянным ориентирам.

• д)    съемку границ и привязку лесосек, которые проводят с помощью буссоли, гониометра или других геодезических инструментов, а промеры линий – мерной лентой или стальной рулеткой длиной 20 м и более. Ошибки при отводе лесосек не должны превышать:

при измерении линий – 1 м на 300 м;

при измерении углов – не более 30".

Согласно подпункту 4.3 ОСТ 56-109–99 [3] существует допустимая погрешность и при привязке лесосек к опорной сети (таблица).

Промеры линий и наклона

При отводе лесосек должен осуществляться промер углов наклона линий, но согласно подпункту 5.1.1.6 ОСТ 56-109–99 поправку на длину граничной линии необходимо включать только при угле наклона большей или равной 6о. Однако изменения в длине линий при угле наклона меньше 6° превышают установленную точность (рис. 1). При использовании навигационных приборов с установленной точностью 3–4 м точность промера граничных линий намного выше, чем при использовании традиционных измерительных приборов (мерных лент и др.), в силу того, что чем больше производят вычислений, тем ошибка становится меньше за счет геопози-

Нормы точности при отводе лесосек

Вид работ	Линейные	Угловые, мин (±)	Площадные, % (±)
Ограничение, съемка	1:300	10 (30*)	-
Привязка	1:100	30	-
Определение площади участка	-	-	2 (3*)

* Пункт 23 Правил заготовки древесины, утвержденных приказом Федерального агентства лесного хозяйства от 01.08.2011 № 337.

R1 = 1,5

А

Ж Навигатор (заявленная точность = 3 м)

= 300,00375 м

С

В

300 м

Направление АВ - истина (0° О')

Направление АС = 0° 17" 11"

Поправочный коэффициент условий съемки

Rl->Rl/4

По координатам вычисляются высотные отметки

= 301,63 м

Добавочная ошибка +0,5 %

Угол В = 5° 30'

Рис. 1. Точность промера граничных линий

Д(тах10%) = ±20 м3

Точность промера линий 1/20,4 Погрешность измерения 5 = 10%

Рис. 3. Количественная оценка объемов древесины, предназначенной к заготовке при рубке лесных насаждений

ционирования (на рис. 1 показано перекрытие радиусов R1 ошибки измерения навигатором в точках n).

При отводе лесосек тоже возникают разногласия в точности измерений геодезических характеристик. Так, при сохранении точности промера площадей 2 %, промер граничных линий уже превышает установленные нормативы, что видно на рис. 2.

Первая и вторая схемы укладываются в приведенный норматив (2 % ошибки по площади), но при этом промер горизонтальных измерений не укладывается в необходимую точность 1/300 м, а составляет 1/100 м. Согласно приказу № 337 с допустимой точностью площади в 3 % ошибка промера горизонтальных измерений составляет 1/66,7 м.

При осуществлении контроля точности и правильности отвода лесосек необходимо соблюдать те же условия, что и при непосредственном отводе и промере линий, а именно:

• •    использовать оборудование с соответствующей точностью измерений для данных условий работы;

• •    учитывать магнитное склонение, девиацию магнитной стрелки, магнитную вариацию (вековой ход), состояние верхних слоев атмосферы;

• •    осуществлять поверку инструментов перед их использованием.

При учете объемов древесины, предназначенной к заготовке, установлено отсутствие согласования в промерах граничных линий. Допуская установленную ±10 %-ю погрешность [2], можно превысить установленную площадь (промер линий) более чем на 10% при допустимой (разрешенной) 3%-й погрешности измерений эксплуатационной площади лесосеки (рис. 3).

Укладываясь в точность измерения запаса на площади, промеры граничных линий и определение площади могут значительно выходить за пределы разрешенных погрешностей (1/20,4 против разрешенной 1/300 м при промере граничных линий и по площади на 10 % против разрешенной 2 %).

В настоящее время возникают ситуации, когда при контроле за правильностью отвода и промера граничных линий контролирующий орган власти отказывает в приемке работы, несмотря на то, что им нарушена технология определения площади, а также не соблюдены все необходимые мероприятия, описанные выше. Такой контроль является административным барьером при использовании лесов в силу того, что он четко не регламентирован федеральной властью (статья 26.2 Кодекса Российской Федерации об административных правонарушениях: «Не допускается использование доказательств по делу об административном правонарушении, полученных с нарушением закона, в том числе доказательств, полученных при проведении проверки в ходе осуществления государственного контроля (надзора) и муниципального контроля») [6].

Таким образом, для сведения к минимуму ошибок, возникающих при установлении границ лесосек и определении их эксплуатационной площади, следует стандартизировать применяемые технологии.

С этой целью предлагается использовать навигационные приборы и программно-вычислительные средства. При этом можно использовать даже туристические навигационные приборы с заявленной точностью 3–4 м, поскольку это точность геопозиционирования, а не погрешность измерений на определенном промежутке, которая установлена в лесном хозяйстве. Поэтому даже туристическим навигатором при снятии уже 3–4 точек погрешность измерений в данном конкретном месте стремится к 1/4 радиуса глобальной погрешности навигатора (см. рис. 1).

Приведенные необходимые условия (стандартизация применяемых технологий, использование навигационных приборов с заявленной точностью 3–4 м, а также программно-вычислительных средств) для правильной организации работ по осуществлению отводов и промеров граничных линий должны лежать в основе разработки технологий по осуществлению этих работ с помощью навигационного оборудования и программно-вычислительных средств.