Таксация леса с помощью аэрофотоснимков
В лесном хозяйстве СССР активно используется аэрофотосъемка с последующим дешифрированием аэрофотоснимков и глазомерная таксация леса с воздуха. Комплекс вопросов, характеризующий технологический процесс аэрофотосъемки, дешифрирование аэрофотоснимков, организацию аэротаксационных работ и т.д., подробно рассматривается в особом курсе “аэрофотосъёмка и Лесная авиация”.
Лес фотографируют с самолета особыми аэрофотоаппаратами, каковые фиксируют его изображение на ленте аэрофотопленки, вмещающей до 180 снимков. Проявляя пленку в химических реактивах, приобретают негативы, на каждом из которых ставят порядковый номер шифр и снимка, установленный для данного маршрута полета.
С негатива снимают на фотографическую бумагу копии — контактные отпечатки. Они являются главными аэросъемочными документами, применяемыми при последующей наземной таксации леса.
По изображениям на контактных отпечатках устанавливают территорию продольного и поперечного перекрытия снимков и накладывают один снимок на другой так, дабы совпали перекрытые неспециализированные места. Последовательное наложение снимков, дающее изображение большой территории, именуется накидным монтажом.
Монтаж делают на громадных фанерных страницах, усиливая кнопками снимки нескольких смежных маршрутов. На накидной монтаж, применяя имеющиеся карты, наносят границы таксируемых лесных массивов и положение рамок трапеций международного разграфления. После этого фотографируют с соответствующим уменьшением изображения. Полученные фотоснимки именуют репродукцией накидного монтажа.
Они активно применяются при последующих наземных таксационных работах.
В случае если в таксируемом лесном массиве отсутствует квартальная сеть, проект ее сперва направляться нанести на репродукцию накидного монтажа. Применительно к этому проекту в последующем нужно прокладывать просеки в натуре и уточненное положение отдельных просек наносить на контактные снимки.
Таким методом возможно создать изображение всего лесного массива, складывающегося из отдельных соприкасающихся между собой частей снимков. Перекрываемые края этих снимков обрезают. Оставшиеся части снимков вынимают и последовательно наклеивают на страницу фанеры.
Наклеенный монтаж из обрезанных снимков именуется фотосхемой.
Контактные отпечатки, применяемые для составления фотосхем, имеют разные масштабы. Разъясняется это тем, что в ходе фотографирования самолет не сохраняет постоянной высоты полета и меняет угловое направление, из этого плоскость снимка не всегда параллельна земной поверхности, и одному и тому же расстоянию на аэрофотоснимке смогут соответствовать различные расстояния на сфотографированной местности. Фотосхема, так, есть промежуточной продукцией аэрофотосъемки и употребляется с целью проведения некоторых предварительных работ.
Для составления правильного замысла местности контактные отпечатки трансформируют, т. е. приводят к одной горизонтальному положению и высоте полёта плоскости снимка. При трансформировании определяют координаты четырех опорных точек, расположенных на аэрофотоснимке не на одной прямой. Для этого применяют проекционные устройства, именуемые трансформаторами.
Монтажом смежных трансформированных снимков, выполненным с совмещением опорных геодезических точек, приобретают уже не фотосхему, а фотоплан, изготовленный в заданном масштабе.
Сравнив фотоплан с контактными отпечатками, на него переносят зарисовки рельефа и результаты дешифрирования. Так приобретают полный топографический замысел в горизонталях. Данный замысел опять фотографируют.
На взятых копиях обводят тушью только интересующие элементы, а все остальные подробности смывают химическим составом. В следствии приобретают замысел, слабо отличается от простого топографического.
При лесной аэрофотосъемке, которая есть запасным средством для таксации леса, в большинстве случаев ограничиваются составлением накидного монтажа, фотосхем и применением аэрофотоснимков (при разграничении территории на отдельные участки). Дабы составить фотоплан, нужно совершить трудоемкие камеральные работы, применяя сложные оптические устройства.
При полевых работах таксатор в первую очередь делает накидной монтаж для выделенной ему части лесного массива, после этого приступает к ориентированию аэрофотоснимков на местности. Сложность исполнения данной операции зависит от наличия в данном массиве квартальных их состояния и просек. В случае если лесной массив разделен на просеки и кварталы будут в хорошем состоянии, ориентировать аэрофотоснимки на местности нетрудно.
В этом случае размещение на них селений, рек, дорог, квартальных и граничных просек и быстро обозначенных контуров внутриквартальных участков сличают с местонахождением этих же ориентиров на ветхих замыслах лесхозов и опознают на аэрофотоснимках отдельные кварталы. Найденные на снимках просеки прочерчивают тушью пунктиром так, дабы не закрыть изображения просек и иметь возможность контролировать правильность их нанесения.
В середине каждого опознанного на аэрофотоснимке квартала тушью надписывают его номер. В случае если часть просек не видна, то по окончании опознавания и отметки видимых просек остальные наносят методом откладывания соответствующих расстояний по масштабу.
Масштаб аэрофотоснимка возможно выяснить по расстоянию между видимыми на нем просеками либо вторыми опознанными ориентирами, положение которых на местности отмечено на замысле. В случае если плановых материалов нет, масштаб аэрофотоснимков принимается равным тому, в котором производилось фотографирование. В то время, когда имеется замысел заснятой площади, но квартальная сеть не видна, часть квартальных и граничных просек направляться наносить камеральным методом и после этого проверить в натуре правильность их нанесения.
Работу организуют следующим образом. На накидном монтаже аэрофотоснимков находят селение, кордон лесника либо другой жилой пункт. Потом по ориентирам, прекрасно заметным на аэрофотоснимках, и по размещению их на замысле определяют приблизительное положение ближайших квартальных просек и кварталов. В качестве ориентиров применяют селения, дороги, характерные изгибы рек, границы земельных участков, быстро отличающиеся от другой заснятой на аэрофотоснимках территории.
Положение квартальных просек отмечают на снимках мягким карандашом либо рейсфедером, наполненным зубной пастой.
Рис. 1. Схема установления местонахождения просеки на аэрофотоснимке
В случае если прекрасно заметных ориентиров не хватает, сперва наносят четко определившиеся на аэрофотоснимках кварталы, после этого соответственно положению этих кварталов и масштабу аэрофотоснимков отмечают невидимые квартальные и граничные просеки.
При достаточном количестве прекрасно заметных ориентиров, по которым возможно проверить, верно ли указаны квартальные просеки, эти просеки нужно нанести по всей части массива, закрепленной за таксатором. В случае дефицита же ориентиров этого делать не нужно, поскольку неточности в положении просек по мере удаления от опознанного ориентира смогут так возрасти, что отмеченные на аэрофотоснимке просеки не будут кроме того приблизительно совпадать с настоящими. Дабы избежать этого, просеки направляться наносить на аэрофотоснимки по частям, по мере продвижения в глубь уточнения и лесного массива при наземных работах положения ранее отмеченных на аэрофотоснимках граничных и квартальных просек.
В случае если квартальная сеть на аэрофотоснимках не видна и плановые материалы утеряны, работу по нанесению просек на снимки приходится полностью переносить в лес. Натурные работы начинают с прекрасно заметного на аэрофотоснимке места (пересечения дорог, поворота реки, озера, кордона и т. п.). От этого ориентира выходят на ближайшую квартальную просеку и отыскивают на снимке прекрасно заметные точки либо отрезки осматриваемой в натуре просеки.
Положение этих отрезков и точек отмечают на снимке проколом.
Проходя по просеке, выявляют расположенные на протяжении нее быстро заметные ориентиры (небольшие болотца, озерки, большие деревья, полянки и т.д.) и находят изображение их на снимке. Соответственно фактическому расстоянию ориентиров от просеки и масштабу аэрофотоснимков отмечают расположение просеки на снимке новым проколом.
Так устанавливают все пересечения квартальных просек и отмечают их на снимке. Все проколы обводят кружками и на обороте снимка у каждого прокола делают соответствующую надпись. По этим проколам на снимках выполняют квартальные просеки и надписывают номера кварталов.
Данный метод нанесения просеки на аэрофотоснимок продемонстрирован на рис. 1.
В левой части рисунка пунктиром продемонстрировано ориентировочное положение просеки на аэрофотоснимке, намеченное по маленькому ее отрезку ab. Пройдя по просеке от точки Ъ расстояние в 250 м, таксатор нашёл прогалину с, расположенную в 50 м вправо от просеки. Расположение данной прогалины таксатор устанавливает на аэрофотоснимке.
Зная масштаб снимка, он откладывает от левой границы прогалины отрезок, соответствующий 50 м, и в конце его делает прокол, обозначенный в правой части схемы буквой d, забранной в кружок.
Через 300 м слева, на расстоянии 30 м, таксатор нашёл ручей, делающий резкий поворот. Соответственно масштабу снимка и расстоянию от ручья до просеки таксатор находит положение его на снимке совершает прокол в точке /. Все четыре прокола (точки а, Ъ, d, /) он соединяет целой линией (тушью). Эта линия обозначит на снимке одну из просек.
Подобным образом он причиняет остальные просеки.
Дабы уменьшить ориентирование аэрофотоснимков на местности, перед аэрофотосъемкой время от времени выполняют работы по подготовке: устраивают маркировочные символы в виде крестов в местах пересечения квартальных и граничных линий. В таких случаях квартальную сеть наносят на аэрофотоснимки, соединяя прямыми линиями изображения ближайших маркировочных знаков.
По окончании того как на монтаже аэрофотоснимков вычерчена квартальная сеть, по характерным ориентирам либо методом осмотра в натуре устанавливают правильный номер одного из кварталов. Номера остальных кварталов определяют по схеме их размещения, в большинстве случаев имеющейся в леспромхозе.
В северных и восточных таежных районах частенько нет заблаговременно проложенной в натуре квартальной сети. В этих обстоятельствах в один момент с таксацией леса по аэрофотоснимкам прокладывают квартальные просеки. Схему проекта квартальной сети разрабатывают до выхода таксаторов в лес.
Ее наносят на репродукции накидного монтажа и переносят с них на снимки в виде пунктирных линий, вычерчиваемых мягким карандашом либо зубной пастой. Разбивают квартальную сеть, начиная с прокладки двух взаимно перпендикулярных магистралей, расположенных в большинстве случаев посередине лесного массива. Эти магистрали совершенно верно привязывают к аэрофотоснимкам.
Снимки, дающие изображение пересекаемой магистралями территории, собирают по ближайшим к магистралям ориентирам, прекрасно заметным на снимках (селения, реки, озера, гари, вырубки, болота, дороги и т. п.). По более небольшим ориентирам (проселочным дорогам, небольшим прогалинам либо водоемам, характерным контурам различных участков) обрисованным выше методом устанавливают на аэрофотоснимках точки проложения магистрали на местности.
В северных и восточных, не хватает освоенных лесах часто видятся однообразные насаждения, занимающие большие площади. На снимках таких насаждений тяжело выяснить размещение пересечение и просеки ее с другими просеками. В этих обстоятельствах положение просеки определяют промерами от прекрасно видимых ориентиров.
Помимо этого, предварительно устанавливают положение просеки по картам и планам.
Аэрофотоснимки применяют для таксации леса в том случае, если расположение изображенных на них участков возможно совершенно верно отыскать в натуре.
Завершив обход по квартальным просекам, приступают к таксации внутриквартальных участков. В соответствии с аэрофотоснимками намечают внутриквартальные таксационные ходы. Часть таксационного хода, пересекающая любой выдел, обязана равняться приблизительно среднему поперечнику участка.
Помимо этого, таксационные ходы должны быть проложены с таким расчетом, дабы возможно было привязать их к имеющимся в квартала линейным и точечным ориентирам и свести до минимума протяженность ходов по не покрытым лесом площадям. В случае если в квартале преобладают насаждения, не различающиеся по таксационным показателям, а число ориентиров недостаточное, нужно прорубить таксационные визиры и вести с них таксацию внутриквартальных участков. Расстояние между прорубаемыми визирами должно быть таким, дабы наземной таксацией был пройден любой участок.
Линию внутриквартальных ходов наносят на аэрофотоснимки красной тушью. При таксации внутриквартальных участков точки, в которых создают описание леса, нужно отмечать на снимках проколами и крестиками и делать соответствующую запись на обороте снимка. При прокладке дополнительных визиров уточняют и исправляют границы участков, выделенных камеральным методом, а при обнаружении новых участков наносят их границы.
Дабы разграничить площадь квартала на отдельные участки по аэрофотоснимкам, нужно установить различия в одном либо нескольких показателях дешифрирования. Эти различия находят при стереоскопическом рассматривании аэрофотоснимков.
При стереоскопическом анализе таксационных участков под стереоскоп помещают два аэрофотоснимка — стереопару. В случае если границы участков быстро заметны на снимке и не вызывают сомнений, их обводят тёмной тушью. Нанесение границ участков на аэрофотоснимки именуется оконтуриванием.
Часто отмечается постепенный переход одного участка в второй, исходя из этого границы, установленные камеральным методом, смогут быть при последующей наземной таксации поменяны. В таких случаях направляться границы обводить тёмным мягким карандашом.
Выделенные в квартале участки нумеруют арабскими цифрами, каковые пишут на аэрофотоснимках тёмной тушью. Нумерацию участков начинают с северо-западного угла квартала. В карточке таксации любой учаcток обрисовывают под соответствующим номером.
Для участков, покрытых лесом, показывают состав, класс возраста, среднюю высоту, бонитет, запас и полноту на 1 га.
При осмотре участков в натуре в эти камерального дешифрирования возможно внести поправки. Исходя из этого в карточке по окончании характеристики каждого участка оставляют пара незаполненных строчков. Против черт, составленных на базе камерального дешифрирования, делают отметку “деш”.
По окончании дешифрирования создают наземную таксацию, при которой контролируют, верно ли нанесены контуры участков и даны их таксационные характеристики. Сперва обходят квартальные просеки. Участки, быстро различающиеся по своим таксационным показателям, таксируют по просекам, не промеряя их длину.
В случае если на квартальных просеках найдены участки, не учтенные камеральным методом, но по своим таксационным изюминкам требующие независимого описания, делают промер до ближайшего пикетажного колышка и устанавливают границу между участками.
При маршрутной таксации по квартальным просекам обрисовывают все участки, выходящие на просеки. Таксационную чёрта каждого участка записывают в карточку таксации под чёртом, составленной методом камерального дешифрирования.
В случае если нет значительных трансформаций, то повторные описания. больших выделов по таксационному ходу делают не реже чем через 500 м при III разряде и через 250 м при II разряде лесоустройства либо методом захода в межвизирное пространство.
Точки, где сделано таксационное описание участков, отмечают на аэрофотоснимках крестиками и ставят номер пункта таксации. На базе стереоскопического анализа и описания участка аэрофотоснимка уточняют границы участков. Для маленьких участков, каковые не нужно дополнительно осматривать с внутриквартальных ходов, выводят окончательную таксационную чёрта.
В один момент с таксацией по квартальным просекам на снимки наносят дороги, канавы, реки, другие линии и ручьи, пересекающие эти просеки. В случае если на снимках квартальные просеки не видны, правильность предварительного нанесения просек на аэрофотоснимки контролируют, выявляя ориентиры на местности и распознавая их изображения на снимках.
При устройстве лесов по I разряду нужно осмотреть в натуре все внутриквартальные участки, дабы потом для каждого наметить лесохозяйственные мероприятия. В случае если лесоустройство проводится по II разряду, необходимо таксировать только те участки, в которых на ближайшее десятилетие намечены лесохозяйственные мероприятия.
В тех лесах, где лесоустройство выполняют по III разряду, значительно чаще используют концентрированные рубки клетками, каковые складываются из совокупности дре-востоев, различающихся по таксационным показателям. В таких случаях возможно ограничиться обходом квартальных просек, нанесенных на аэрофотоснимок.
Осматривая и таксируя лес на протяжении квартальных просек, их в один момент промеряют. На снимке отмечают начальный и конечный пункты каждого выдела и ставят номера пунктов таксации, под которыми после этого записывают в карточку таксации чёрта выделов. Завершив таксацию просеки, тут же, не выходя из леса, соединяют все проколы прямыми линиями, а после этого уже при камеральной обработке обводят их тушью.
Работа в лесу над данным кварталом заканчивается обходом всех квартальных просек, линейной таксацией их и уточнением па аэрофотоснимке положения каждой просеки.
Участки, расположенные в квартала и не выходящие на квартальные просеки, обрисовывают по итогам камерального дешифрирования аэрофотоснимков. Исходя из этого их именуют дешифрованными. Им присваивается таксационная черта ранее протаксированных наземным методом участков, имеющих подобное изображение на аэрофотоснимках. Нужно иметь в виду, что в природе полностью однообразных участков не существует.
В случае если нет сходства протаксированных наземным методом участков с дешифровочными, описание их составляют по особенностям характера и установленным признакам дешифрирования данного лесного массива.
Камерально дешифрировать и обрисовывать внутриквартальные участки нужно в дождливые дни, в то время, когда нельзя работать в лесу, либо зимний период. Летом удается продешифрировать 25—30% участков. Перенесение дешифровочных работ на зиму не только обеспечит лучшее их уровень качества (зимний период экспедиция трудится в постоянных помещениях, в более эргономичной рабочей обстановке), но и разрешит возможность удлинить полевой период работ.
При камеральном дешифрировании таксационные показатели внутриквартальных участков определяют с той же подробностью, которая принята для наземной таксации. При работе с аэрофотоснимками по всем разрядам таксационных работ на них наносят все объекты, каковые должны быть перенесены на планы и планшеты лесонасаждений.
При нанесении дорог нужно отмечать, к какой категории они относятся, их направление, начальные и конечные пункты; на обозначениях рек направляться показывать их наименование и стрелками — направление течения, а для озер — их наименование. На обложке карточки таксации нужно отметить номера аэрофотоснимков (по стереопарам), каковые использованы при его составлении.
В наше время, в то время, когда каждый год таксируются десятки миллионов гектаров леса, в базе таксации должны лежать результаты аэрофотосъемки.
За 40 лет применения аэрофотосъемки в лесу наметились разные способы ее применения. В числе их направляться отметить способ эталонов, сущность которого содержится в следующем. На контактных аэрофотоснимках намечают пара однородных участков.
Эти участки (эталоны) отыскивают в натуре и шепетильно таксируют; оптимальнеепроводить таксацию методом закладкибольших сплошного перечёта и пробных площадей деревьев с последующим определением всех таксационных показателей. Подбирая для каждой разновидности аэрофотоснимков эталоны, возможно дать им определенную таксационную чёрта.
При нанесении контуров на участки на протяжении подбора эталонов обширно применяют стереоскопы. В лесной обстановке самый эргономичны стереоочки, поскольку их возможно подобрать соответственно остроте зрения. При помощи стереоочков выявляют просвечивающие через полог леса ложбины, бугры, небольшие ручьи, не покрытые лесом незначительные площади, быстро выделяющиеся на неспециализированном фоне большие деревья (маяки) и т.д.
Все эти распознанные характерные изюминки местности отыскивают после этого в натуре и таким методом надежно привязывают сфотографированные контуры к их расположению в натуре.
Увязка аэрофотоснимка с натурой облегчает таксацию леса, поскольку контур участка устанавливают по однородности фотоизображения, а таксационную чёрта дают при натурном осмотре леса. Таксация леса в натуре в сочетании со стереоскопическим анализом фотоизображения повышает точность таксационных работ и производительность труда.
При применении результатов аэрофотосъемки для таксации леса осложняющим моментом есть привязка снимков к расположению заснятых участков. Аэрофотосъемку довольно часто выполняют в массивах, не имеющих квартальной сети. В этих обстоятельствах раньше рекомендовалось устраивать маркировочные символы на местности.
В намеченных к съемке массивах через определенные расстояния прорубали крестообразные просеки длиной 40—60 м и шириной 4—6 м. Эти просеки, полученные на аэрофотоснимках в виде прекрасно заметных крестов, облегчали ориентировку по снимкам и увязку их с натурой. Дабы устроить маркировочные символы, требуются большие затраты труда на расчистку и рубку деревьев просек. Помимо этого, в этом, как выяснилось потом, нет особенной необходимости.
Углубленный анализ фотоизображения разрешает приобретать нужные сведения с достаточной точностью.
В любом лесном массиве имеются не покрытые лесом площади: поляны, болота, водные пространства, гари, возвышенности, впадины, быстро выделяющиеся большие деревья и др. Их отмечают в натуре и после этого, разглядывая стереопары аэрофотоснимков, находят на них указанные ориентиры. Отметив булавочными проколами положение нескольких ориентиров, промеряют расстояние между ними и устанавливают уточненный масштаб снимка.
Это оказывает помощь выяснить расположение таксационных участков, на каковые расчленена заснятая территория.
Нужно иметь в виду, что однотипные участки леса приобретают однообразное изображение на аэрофотоснимках только в том случае, если они сняты все в продолжение одного аэрофото-съемочного маршрута и в один момент отпечатаны при однообразном фотолабораторном режиме. Исходя из этого способ дешифрирования при помощи эталонов не нужно переоценивать: его возможно использовать лишь в сочетании с натурными работами.
Применение аэрофотосъемки разрешает при той же точности таксации в 2 раза расширить расстояние между ходовыми линиями и, следовательно, практически во столько же раз сократить их неспециализированное протяжение.
Соответственно этому производительность таксационных работ при наличии материалов аэрофотосъемки возрастает в 1,5—2 раза.
С 1956 г. для таксации леса стали применять вертолеты. Опыт продемонстрировал громадное преимущество вертолетов по сравнению с другими типами летательных автомобилей как в отношении качества таксации, так и в отношении экономической эффективности. Средняя производительность таксации с вертолета при лесоустройстве по III разряду 2000—2200 га за один летный час.
отличных показателей приобретают при полетах на высоте 50—60 м и скорости 30—40 км.
В качестве геодезической базы при таксации леса с вертолетов применяют фотопланы либо фотосхемы с отмеченными на них контурами выделов. На фотопланы наносят контуры выделов с отдешифрированных через стереоскоп аэроснимков, взятых методом контактной печати.
Предстоящее совершенствование вертолетов открывает громадные возможности для применения их при лесоустройстве.
