Таксация лесов в Российской Федерации

Новые «старые» технологии

Лес является одним из стратегических ресурсов экономики России: значительные объемы древесины потребляются на внутреннем рынке, лесоматериалы и изделия из древесины составляют существенную долю общего экспорта страны. Ввиду значимости леса функции стратегического управления лесными ресурсами, учета и контроля их использования осуществляет государство.

Государство заинтересовано в получении максимальных дивидендов от использования подконтрольного ему ресурса. Однако очевидно, что эффективное использование любого ресурса невозможно без большого объема фундаментальных знаний о нем и своевременной, всесторонней и максимально точной оценки его состояния.

В части фундаментальных знаний о лесе лесная наука в Российской Федерации, имеющая большую и славную историю, является преемником научной и практической базы, заложенной на протяжении многих лет исследований и опыта эксплуатации лесов как в СССР, так и в Российской империи.

Оценка состояния лесных ресурсов является отдельным направлением лесной науки и осуществляется путем проведения комплекса специализированных мероприятий, называемых таксацией (от лат. taxatio - оценка) леса.

Под термином «таксация леса» понимается учет и всесторонняя материальная оценка лесных ресурсов, определение технических характеристик (таксационного описания и плана) насаждений, определение их возраста, запаса (количества) древесины, прироста и объема отдельных деревьев и их частей.

Таксация леса проводится непосредственно при отводе лесосек в рубку, а также периодически в составе комплекса лесоустроительных работ, направленных на организацию территорий лесопользования, выявление и определение запасов лесных ресурсов, породного и возрастного состава лесов, установление размеров лесопользования и способов рубок, разработку проектов организации и развития лесопользования, а также мероприятий по защите и охране лесов и т. д.

Таксация леса может проводиться несколькими методами.

Наиболее точным методом таксации является сплошной перечет, при котором оценке и учету подвергается каждое дерево, находящееся в пределах выбранной для оценки территории лесопользования.

Рис. 1. Мобильный защищенный
терминал сбора данных с модулем
Bluetooth


Рис. 2. Электронная измерительная
вилка с модулем Bluetooth

Однако очевидно, что этот метод не может быть использован для проведения более или менее масштабной оценки лесных ресурсов в силу трудоемкости.

Поэтому чаще всего при лесной таксации применяются методы, основанные на массовых наблюдениях и аппроксимации измерений, в которых для получения более углубленных и точных сведений о лесных ресурсах используются теория ошибок, теория средних величин, математическая статистика, корреляционные и иные методы математического анализа, обеспечивающие выявление необходимых связей и закономерностей. Кроме того, для снижения трудоемкости при массовых измерениях пользуются выборочными методами, позволяющими получить характеристику совокупности по ее части. Например, по данным, полученным в результате оценки нескольких модельных деревьев, дается характеристика совокупности всех деревьев на пробной площади, а по данным ряда пробных площадей - характеристика совокупности однородных насаждений.

В настоящее время работы по отводу и таксации лесосек в лесах РФ регламентируются Правилами заготовки древесины, утвержденными приказом Рослесхоза № 337 от 1 августа 2011 г., а также Наставлением по отводу и таксации лесосек в лесах РФ, утвержденным приказом ФСЛХ России № 155 от 15 июня 1993 г. Этими нормативными документами руководствуются при подготовке лесосечного фонда с целью заготовки древесины, при отводе древостоев для рубок ухода за лесом, для проведения санитарных рубок, подсочки (осмолоподсочки), а также при отпуске второстепенных лесных материалов. Требования этих нормативно-правовых актов являются обязательными для всех органов лесного хозяйства, других юридических лиц и индивидуальных предпринимателей, ведущих лесное хозяйство на территории Российской Федерации.

Согласно этим нормативным документам, при оценке лесных ресурсов в РФ возможно применение нескольких методов таксации (перечислены в порядке возрастания их трудоемкости и точности): глазомерный, дешифровочный, глазомерно-измерительный, измерительно-перечислительный или комбинированные - выборочно-перечислительный, выборочно-измерительный и др. Причем для всех методов таксации используются региональные таблицы сумм площадей поперечного сечения и запасов насаждений для определения полноты и корректирования запасов насаждения на таксационных выделах.

Глазомерный метод таксации основан на визуальном определении всех таксационных показателей насаждений на таксационном выделе. Точность таксации леса зависит от квалификации, опыта инженера-таксатора и навыков, полученных им в ходе предварительной технической тренировки глазомера. В чистом виде этот метод применяется редко.

Рис. 3. Электронный
высотомер-дендрометр с
модулем Bluetooth

Дешифровочный метод таксации заключается в определении таксационных показателей древостоев посредством таксационной дешифровки аэрокосмических фотоснимков.

Глазомерно-измерительный метод таксации заключается в предварительной контурной и таксационной дешифровке аэрокосмических фотоснимков; полученные данные затем уточняют и дополняют в процессе глазомерной таксации. Результаты корректируются выборочными измерительными или перечислительными методами и дополняются и уточняются данными инструментального измерения высоты нескольких учетных деревьев и их возраста (с помощью так называемого возрастного бурава).

При огромных территориях, занятых лесами в Российской Федерации, неизбежно развитие и доминирование дистанционных способов таксации на основе использования средств дистанционного зондирования Земли высокого и сверхвысокого разрешения и совершенствования программных средств для обработки результатов этого зондирования.

Однако у методов дистанционной таксации немало существенных ограничений и недостатков, проявляющихся, например, в величине погрешности проводимых оценок или невозможности детального определения параметров древостоя.

Поэтому большое значение для получения достоверных данных о лесных ресурсах имеет развитие и совершенствование методов и средств проведения наземной таксации.

Рис. 4. Внешний GPS-модуль с
модулем Bluetooth

При этом необходимо учитывать, что процессы проведения наземной таксации в РФ достаточно жестко регламентированы соответствующими нормативно-правовыми актами (указаны выше). Также необходимо помнить, что обучение специалистов-таксаторов методике проведения наземной таксации в профильных вузах проходит в полном соответствии с утвержденными документами.

Таким образом, можно констатировать, что одним из важнейших требований к существующим и новым программным или программно-аппаратным комплексам для автоматизации процессов наземной таксации является обеспечение соответствия выполняемых ими функций согласно утвержденным в РФ методикам проведения лесной таксации.

На практике это требование означает, что создаваемая программа или программно-аппаратный комплекс для проведения наземной таксации не должны кардинально изменять сложившийся технологический процесс, а должны гибко встраиваться в него и при этом позволять контролировать действия лесного инженера и обеспечить ему возможность быстро и точно выполнить свою работу согласно всем требованиям нормативной базы.

Рис. 5. Специализированные бирки со штриховым кодом и молоток для их нанесения

В качестве иллюстрации можно привести пример создания и последующей успешной эксплуатации подобного автоматизированного комплекса наземной таксации в 2008-2009 годах в рамках выполнения государственного контракта с Департаментом лесного хозяйства Краснодарского края по созданию пилотного проекта региональной системы учета и контроля оборота древесины.

Согласно утвержденному техническому проекту системы, специалистами Департамента лесного хозяйства Краснодарского края были предъявлены требования о соответствии создаваемого комплекса нормативным документам: Наставлениям по отводу и таксации лесосек в лесах Российской Федерации (утверждены приказом Федеральной службы лесного хозяйства России № 155 от 15 июня 1993 г.), ГОСТ 2292-88 (для вычисления объемов деловой и дровяной древесины), таблицам для учета лесосечного фонда основных лесообразующих пород Северного Кавказа и т. д.

Рис. 6. Обмен данными с МТСД

В соответствии с требованиями технического проекта был создан программно-аппаратный комплекс наземной таксации с использованием целого набора лесотаксационного оборудования, обеспечивающий проведение отвода делянки в полном соответствии с требованиями действующих нормативных документов РФ.

В комплект оборудования комплекса таксации входят: мобильный защищенный терминал сбора данных (МТСД) с лазерным сканером штрихкодов и модулем Bluetooth (рис. 1), электронная измерительная вилка с модулем Bluetooth (рис. 2), электронный высотомер-дендрометр с модулем Bluetooth (рис. 3), внешний GPS-модуль (рис. 4).

Ядром комплекса является МСТД, представляющий собой защищенный мини-компьютер со специализированным программным обеспечением, позволяющим зарегистрировать все данные, полученные в ходе процедуры проведения наземной таксации, в частности при отведении делянок в рубку.

Для проведения отвода делянок в выборочную рубку в состав комплекта вместо маркеров с краской были включены специализированные бирки с штриховым кодом для маркировки деревьев, отобранных в рубку, и молоток для нанесения этих бирок на деревья (рис. 5).

Процесс отвода делянки в рубку с использованием комплекса наземной таксации происходит следующим образом.

Рис. 8. Ввод параметров отвода

Рис. 7. Ввод данных бригады

Инженер-таксатор берет мобильный терминал сбора данных с установленным на нем специализированным программным обеспечением и вставляет его в подключенное к персональному компьютеру устройство обмена данными, после чего на МТСД автоматически загружаются и обновляются все справочные данные (в том числе данные таблиц для учета лесосечного фонда основных лесообразующих пород Северного Кавказа) и данные делянок (см. рис. 6).

После получения задания на отвод бригада таксаторов выезжает на место проведения отвода.

После определения местоположения деляночного столба бригада таксаторов осуществляет процедуру привязки к местности, определяет ориентиры и границы отводимого участка.

Рис. 9. Маркировочная бирка на дереве, отведенном в
рубку


Рис. 10. Обмер дерева и регистрация таксационных
характеристик на МТСД

Инженер-таксатор подходит к деляночному столбу, устанавливает внешний GPS-приемник максимально близко от него и, используя программное обеспечение на МТСД, вводит данные бригады, проводящей отвод (рис. 7) и осуществляет регистрацию параметров проводимого отвода, при этом GPS-координаты деляночного столба передаются от внешнего приемника автоматически по каналу Bluetooth (рис. 8).

Если отвод проводится несколькими бригадами, каждая бригада регистрирует параметры отводимого участка аналогичным образом.

После ввода параметров отвода бригада (или бригады) переходят к процедуре отбора деревьев, подлежащих рубке на данном участке.

На каждом дереве, отобранном в рубку, инженер-таксатор делает затес, после чего маркирует его биркой с помощью специализированного молотка (рис. 9).

После этого бригада регистрирует промаркированное дерево и его таксационные характеристики в базе данных на МТСД (рис. 10).

При регистрации параметров дерева таксатор считывает сканером МТСД штрих-код с бирки, после чего вводит его характеристики (порода, товарность, тип).

Диаметр дерева замеряется таксатором на уровне груди (согласно требованиям нормативных документов) с помощью электронной измерительной вилки, после чего результаты замеров по каналу Bluetooth передаются на мобильный терминал и регистрируются в числе прочих характеристик (рис. 11).

Объемы подсчитываются автоматически в соответствии с разрядом высот, который был предварительно указан в параметрах отвода на основании материалов лесоустройства.

При необходимости сохранялась и GPS-координата отведенного в рубку дерева.

Необходимо отметить, что большую роль в работе таксаторов играют эргономика и удобство использования оборудования, призванные не замедлять проведение отвода, а по возможности его ускорять. Процесс ввода параметров древостоя для рассматриваемого комплекса был предварительно неоднократно протестирован на предмет удобства интерфейса и оптимальной последовательности действий, что позволило добиться минимальной разницы во времени между регистрацией параметров вручную и автоматизированным вводом данных в программе на МТСД.

Рис. 12. Параметры модельных рядов

Рис. 11. Характеристики древостоя

При проведении отвода программа на МТСД автоматически определяет и показывает пользователю параметры модельных рядов (рис. 12).

На основании этой информации инженер-таксатор может произвести контрольные замеры высоты модельных деревьев для уточнения разряда высот на отводимом участке. (рис. 13). Контрольные замеры производятся с помощью входящего в комплект оборудования комплекса таксации специализированного высотомера-дендрометра, и после замера результаты передаются по каналу Bluetooth в МТСД, где соответствующим образом регистрируются в данных отвода.

После уточнения разряда высоты автоматически пересчитывается объем отведенного в рубку леса, затем таксатор может при необходимости скорректировать свои действия, чтобы не произвести отвод свыше объема, предусмотренного нормативными документами или заданием на отвод.

После завершения отводов бригады таксаторов возвращаются с места их проведения и переносят полученные данные из МТСД в базу данных на персональном компьютере для дальнейшей обработки и получения отчетных документов.

Рис. 13. Контрольные замеры высоты модельных
деревьев высотомером

На основе полученных данных отводов появляется возможность мгновенного формирования всех документов по материально-денежной оценке отведенного участка, необходимых для выставления отведенного участка на аукцион или продажи его иным способом.

В числе очевидных плюсов описанного комплекса наземной таксации возможность для таксатора на месте, по сути, мгновенно увидеть сводные показатели проведенного отвода, в том числе и параметры для определения модельных рядов.

При проведении тестовых отводов с помощью данного комплекса для сравнения результатов отвода параллельно проводилась процедура ручного перечета согласно сложившейся практике. Результаты сравнения были более чем очевидны: получение полного комплекта документов по проведенному отводу вместо двух дней заняло несколько минут; ошибки в определении объемов и несоответствия по товарности при подсчете результатов ручного перечета обнаруживались более трех раз, а ошибок в документах, полученных при использовании комплекса, обнаружено не было.

Таким образом, на основании приведенного примера можно заключить, что современные технологии могут оказывать существенную помощь инженеру-таксатору в выполнении его обязанностей.

При этом представляется, что крайне важным свойством всех предлагаемых решений должно быть отсутствие необходимости кардинального изменения сложившегося технологического процесса.

Сергей ПИКИН, консультант ООО «ПолиСОФТ консалтинг»