способ определения площади листовой поверхности кроны дерева

Формула изобретения

Способ определения площади листовой поверхности кроны дерева, включающий определение массы кроны дерева и массы выборки, определение площади листовой поверхности выборки, по которым определяют площадь листовой поверхности кроны дерева, отличающийся тем, что площадь листовой поверхности выборки определяют как сумму площадей отсканированных поверхностей отдельных листьев выборки, а площадь поверхности каждого листа выборки определяют по соотношению черных и белых пикселей отсканированных листьев.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к лесному хозяйству, к таксации леса и может быть использовано при экологической оценке насаждений.

Известен способ определения площади листовой поверхности кроны дерева, при котором определяют массу кроны дерева и массу листьев, отобранных в выборку, например, в количестве 100 листьев. Кроме того, определяют сумму площадей листовых пластин выборки путем определения листового индекса по соотношению линейных параметров и точной площади листа, определенной по палетке. Площадь листовой поверхности кроны определяют по весовым соотношениям следующим образом. Определяют массу листьев кроны дерева Мкр. Затем определяют массу выборки из 100 листьев Мвыб. Производят линейные замеры листовых пластин. Далее определяют площадь каждой листовой пластины по формуле S=S*2b₁×1. С целью нормирования исходных данных вводят переменные S*=S/2b₁×1, b₁ *=b₁×1, b₂*=b₂×1, S*=F(b₁*, b₂*) где l - длина листовой пластины, b₁ - половина максимальной ширины листовой пластинки, b₂ - половина максимального расстояния между выемками в контуре листа, S - вычисленная площадь листовой пластины, Sвыб - сумма площадей листовых пластин выборки, S*, b₁*, b₂* - значения нормированных (приведенных) показателей. На фиг.1. представлены линейные размеры листа дуба, по которым можно определить площадь его листовой пластины. После определения суммы площадей листовых пластин, зная весовые соотношения кроны и выборки, можно вычислить площадь листовой поверхности кроны дерева. Ошибка расчета при этом составляет примерно 3% для выборки из 10 листьев и менее 1% для выборки из 100 листьев. Для увеличения точности расчетов вводят в рассмотрение дополнительные характеристики формы листа, что заметно усложняет полевые измерения и расчеты. Согласно известному способу совокупность легко измеряемых линейных размеров листов дуба используют при расчете площади каждой листовой пластины. Площадь листовой поверхности кроны дерева определяют по формуле: Sкр=(Мкр×Sвыб)/Мвыб (Рубцов В.В., Уткина И.А. Адаптационные реакции дуба на дефолиацию. М.: Ин-т лесоведения, 2008. С.156).

Недостатком описанного выше известного способа являются большие временные затраты, требуемые на обмер и вычисление площадей листовых пластин, низкая точность и, как следствие, меньшая достоверность результатов определения площади листовой поверхности кроны дерева.

Целью изобретения является уменьшение времени определения площади листовой пластины и повышение точности определения площади поверхности кроны дерева.

Поставленная цель достигается выполнением последовательно следующих операций. Определяем массу кроны дерева. Отбираем листовые пластины в выборку. Сканируем сканером поверхности отобранных листовых пластин, сохраняя получаемые изображения в файлах в графическом формате. Обрабатываем полученные файлы с помощью компьютерной программы, определяя площадь поверхности каждой листовой пластины в выборке. Определяем сумму площадей листовых пластин в выборке. Площадь листовой поверхности кроны дерева определяем по формуле: Sкр=(Мкр×Sвыб)/Мвыб,

где Sкр - площадь листовой поверхности кроны дерева,

Мкр - масса листьев кроны дерева,

Sвыб - сумма площадей листовых пластин листьев выборки,

Мвыб - масса листьев выборки.

Прилагаемые чертежи изображают: фиг.1 - контур листовой пластины с обозначением линейных размеров; фиг.2 - фотография рабочего окна компьютерной программы.

Способ определения площади листовой поверхности кроны дерева может быть описан следующим образом. Массу листьев кроны дерева делим на партии. Массу каждой партии определяем взвешиванием при помощи безмена. Массу листьев кроны дерева определяем сложением полученных масс партий. Отбираем из массы листьев кроны в выборку 100 листовых пластин. Определяем массу 100 листовых пластин взвешиванием на электронных весах. Каждую листовую пластину из выборки кладем на рабочую поверхность сканирующего устройства. Производим сканирование поверхности листовой пластины. При сканировании изображение листовой пластины освещается белым светом, получаемым, как правило, от флуоресцентной лампы сканера. Отраженный свет через редуцирующую (уменьшающую) линзу попадает на фоточувствительный полупроводниковый элемент, называемый прибором с зарядовой связью. Каждый пиксель строки сканирования изображения соответствует определенным значениям напряжения на приборе с зарядовой связью. Полученные значения напряжения, соответствующие пикселям, сканер преобразует в цифровую форму и передает в компьютер. На фиг.2 черные пиксели отображают площадь поверхности листовой пластины, белые пиксели отображают площадь растра сканирования, не занятого площадью поверхности листовой пластины. Таким образом, сканер последовательно сканирует каждую строку изображения и передает в компьютер, формирующий растр изображения поверхности листовой пластины. Компьютер сохраняет полученный растр изображения в файле в графическом формате.

Определяем площадь листовой пластины листа дерева с помощью компьютерной программы следующим образом: запускаем компьютерную программу; на экране дисплея (см. фиг.2) выбираем команду «1. Загрузить изображение»; выбираем имя файла с растром изображения отсканированного листа; компьютерная программа считывает файл с растром изображения отсканированного листа для его последующей обработки; на экране дисплея (см. фиг.2) выбираем команду «2. Рассчитать % площади»; компьютерная программа подсчитывает количество черных и белых пикселей отсканированного растра с изображением листовой пластины; компьютерная программа определяет площадь листовой пластины X, вычисляя соотношения черных и белых пикселей отсканированного растра с изображением листовой пластины по формуле: Х=N0×Sf/(N1+N0), где N0 - количество черных пикселей; N1 - количество белых пикселей; Sf - площадь отсканированного растра; последовательно обрабатываем каждую из листовых пластин в выборке; компьютерная программа после обработки каждой листовой пластины в окне напротив надписи «Площадь в кв. см» показывает величину площади листовой пластины и сохраняет полученную величину в памяти компьютера; компьютерная программа суммирует площади листовых пластин в выборке.

В программе существует клавиша «3. Пересчитать площадь в кв. см», которую используют при изменении графического формата сканера или отсканированного изображения.

Зная сумму площадей листовых пластин листьев выборки 8выб, весовые соотношения выборки Мвыб и кроны дерева Мкр.д определяем площадь листовой поверхности кроны дерева Sкр.д по формуле:

Sкр.д=(Мкр.д×Sвыб)/Мвыб.

Описанный способ обеспечивает сокращение времени определения площади листовой пластины, облегчает в целом работу по определению площади листовой поверхности кроны дерева и повышает достоверность полученных результатов, в частности, при обработке выборок с небольшим количеством листьев.