Керны древесины и нестандартное применение ГИС КАРТА

Для изучения свойств древесины и ежегодных изменений, которые происходят в растущем дереве необходимо максимально точно произвести измерения ширины годичного слоя древесины, ширины ранней и поздней древесины на керне. Известны несколько способов измерения ширины годичных слоев, например, с использованием измерительной лупы или с помощью измерительного микроскопа, точность измерения составляет 0,1 мм ( 0,05 мм). Измерение ширины поздней и ранней древесины производится путем конвертации изображения керна в геоинформационную систему с разрешением, аналогичным при сканировании, в масштабе 1:1000 (условно 1м на электронной карте принимается за 1 мм).

В нашем случае предлагается использовать ГИС, например Панораму, для проведения измерений керна. Предварительно керн сканируют в полноцветном режиме (16,7 млн. цветов) с разрешением не менее 1200 dpi/дюйм, изображение которого подвергается корректировке на яркостно-контрастные показатели для лучшего отличия ранней и поздней древесины керна. Данный способ более подробно рассмотрен в небольшой книге Практикум по экологическому древоведению / Л.Ю. Варсегова, П.М. Мазуркин, А.Н. Фадеев. – Йошкар-Ола: МарГТУ, 2010. — 43 с.

Для этого в ГИС Карта создается план, в который конвертируется изображение керна с вышеприведенными показателями масштаба и разрешения. Как правило изображение керна без привязки устанавливается в нижнем левом углу плана. Для того чтобы рисунок поместить в середину плана необходимо в верхней панели выбрать меню «Задачи/Редактор растра». Внизу окна появится рабочая панель по обработке растров, где необходимо нажать кнопку «Работа с растром». Открывается панель «Работа с растром», затем нажав на кнопку «Привязка растра по одной точке», перемещаем керн в середину. Для этого щелкаем левой клавишей мыши по точке растра, а второй щелчок мышью производим в той точке плана, куда мы хотим переместить растр керна. Эта операция производится в связи с тем что, если часть рисунка находится за пределами границ плана, то прорисовка векторных объектов за пределами не сохраняется в электронной карте.

С помощью кнопки «Увеличить изображение» увеличиваем изображение керна для дальнейшей обработки или путем нажатия на клавиатуре клавиши «>». При этом увеличение производится в месте положения курсора на электронной карте.

Прорисовка оси керна и добавление точек

В верхней панели, выбрав меню «Задачи/Редактор карты», производим открытие рабочей панели инструментов по созданию объектов электронной карты, где выбираем кнопку «Создание объекта». Открывается окно «Создание нового объекта карты», где устанавливаются следующие параметры: «Локализация» — выбираем линейные; «Слои» — границы и ограждения, «Список объектов» — границы территорий (сплошн.), «Способ нанесения объекта» — произвольный контур. Нажимаем кнопку «Выбор».

Чертим на керне ось перпендикулярно годичным слоям от коры до сердцевины с несколькими привязками, учитывая кривизну керна. Для отображения точек объекта электронной карты необходимо, в нашем случае точек линии, необходимо выбрать меню «Вид/Вид карты/Нормальный с узлами».

Затем точками в местах пересечения оси с годичными слоями отмечаем начало и конец ранней и поздней древесины, также от коры к сердцевине. Это выполняется при помощи кнопок «Точка», «Создание точки» в панели инструментов редактора карты при достаточном увеличении изображении керна для возможной визуальной идентификации границ ранней и поздней древесины.

Если по ошибке была поставлена лишняя точка, то ее можно удалить при помощи кнопки «Удаление точки». После нанесения всех точек на объект электронной карты, в данном случае линейный объект, получаем окончательный вариант описания керна ломаной линией с отчетливо установленными границами ранней и поздней древесины. Затем наводим курсор на данный объект электронной карты, при условии режима просмотра объектов электронной карты, и щелкаем левой клавишей мыши, появляется окно «Выбор объекта – керн» с семантическим его описанием, где во вкладке метрика представлено координатное описание положения точек ломаной линии, характеризующей границы ранней и поздней древесины.

Получение значений ширины годичных колец на керне древесины

Наводим курсор на окно «Выбор объекта – керн» и при помощи щелчка правой клавиши мыши открываем подменю с командами по дальнейшей обработке, где выбрав «Сохранить как» производим сохранение данных местоположения точек ломанной линии в виде текстового файла.

Текстовый файл представляет собой журнал координат Х, Y с вычисленными расстояниями между точками от периферии к центру и углом наклона каждого годичного слоя относительно. Зная размерные параметры керна можно, например статистическим моделированием выявить закономерность динамики радиального ежегодного прироста ствола дерева, а по полученной статистической модели прогнозировать изменение значений ежегодного прироста на перспективу.