Земля и небо

Земля и небо в лесу

Господа, предлагаю зайти в глубину леса и посмотреть себе под ноги. Что мы там увидим? Правильно, вопрос лишен смысла, поскольку ответ на него зависит от того, в какой именно лес мы зашли. Но только не в этой статье. Специально для пребывающих на территории суверенного анархизма я смоделировал универсальный живой напочвенный покров леса. К черту слова — просто смотрите:

Матрица составлена из 1600 фотографий, из центра которых вырезан квадрат со стороной 256 пикселей. Размер матрицы 40 на 40 изображений. Все фотографии сделаны с высоты 1.2-1.4 м от поверхности земли. Снимки сделаны в период с 2008 по 2018 год на территории Мурманской, Ленинградской, Псковской, Московской, Липецкой, Воронежской, Ростовской, Челябинской областей, республиках Коми, Карелия, Ямало-Ненецком и Ханты-Мансийском автономных округах. Представлен живой напочвенный покров лесов тундровой, лесотундровой, таежной, широколиственной, лесостепной и степной зон. Горы Полярного и Южного Урала, Хибины, болота Невы, Балтийский щит, городские парки разных областей, байрачные леса, географические культуры трех областей, нетронутые леса заповедников и экспериментальные производственные площадки — все тут.

А теперь давайте посмотрим наверх:

Как вы понимаете, это аналогичная матрица, составленная из фотографий кроны над живым напочвенным покровом. Более того, каждой паре соответствует еще и геоботаническое описание.

К чему это я?

Таких пар было около трех тысяч. Я десять лет шароебился по местам, куда даже медведь срать не ходит, описывая растительность и составляя разные карты. Данные копились, а поскольку на камералку бюджеты никто не закладывает со временем пошла рассинхронизация и теперь хрен поймешь какой снимок какому снимку и описанию соответствует. Ну а хуле, нам же главное собрать материал, камералка — это так, говно на палке. Самое главное — деньги на билет до деревни Миндюкино найти.

А теперь я смотрю на все накопленное жестким диском говно и думаю — что с этим делать? Дай думаю вам покажу.

Мораль этой притчи проста: правильно составленный бюджет увеличивается не больше чем в три раза. У профессионала экспедиционные затраты делятся так: пять частей на подготовку, одна часть на полевые, четыре части на камералку. У дилетанта так: одна часть на подготовку, три на полевые, шесть на камералку. А тот, кто закладывает на стоимость полевых работ (транспорт, еда, суточные, одежда и др.) более половины бюджета — немыслимый долбоеб, хуесос и пидарас.

Обожаю когда в трех словах удается полностью описать разношерстное множество представителей естественных наук.

Оценка сбежистости, возраста и высоты широколиственных пород по диаметру кроны и ствола

Эта статья написана исключительно в прикладных целях, для решения ситуаций, находящихся в стадии «ебтвоюмать, делать-то че?». Поэтому в отношении приведенных здесь формул следует избегать научного промискуитета и не совать их куда попало. Но в случае широколиственных парковых насаждений Петербурга они могут вас здорово выручить. Особенно когда вам требуется оценить кучу всякой ебанины, а из данных есть только диаметры.

Материал для регрессионного анализа (около тысячи деревьев) собран этой осенью в Елагином парке. Из выборки исключены хвойные деревья, поскольку ими преимущественно были лиственницы, больные трутовиком Швейница (Phaeolus schweinitzii), который портил, падла, мне всю картину.

Для начала сбежистость. Вот график, соотношения окружности  на высоте груди (абсцисса) к окружности у основания ствола (ордината):
График диаметров

Идея определять сбежистость по двум диаметрам, мягко говоря — говно. Но мы можем использовать грубую модель ствола, коей является параболоида вращения, аппроксимируя три известных диаметра (у основания, на высоте груди и ноль на макушке) соответствующей функцией. Нужно только определить высоту. Но сделать это достаточно проблематично, поскольку теснота связи между высотой и диаметром для выборок такого объема слишком низкая. И вообще, определять высоту дерева через диаметр могут только склонные к тривиальным решениям мудаки. Поэтому мы пойдем другим путем и определим высоту через диаметр кроны. Если мы решим сделать это напрямую, то непременно получим в результате невнятную хуету, поскольку однозначной связи между этими параметрами нет. Казалось бы, чем выше дерево, тем шире у него крона, но в реальности все выглядит вот так:
Диаметры крон

Нам следует отделить для сравнения молодые деревья с большой кроной, от старых с малой и наоборот. Поэтому не будем ебать мозг и просто перемножим диаметры стволов на диаметр крон. Этим мы получим ряд, на одном конце которого тонкие деревья с малой кроной, на другом толстые деревья с большой кроной. Первые однозначно соответствуют низким растениям, вторые высоким. С этим уже вполне можно работать:
График высот от произведения диаметра кроны и диаметра ствола

Вы можете сказать, мол кроны все равно нужно измерять, на что я замечу, что процесс этот гораздо менее трудоемок и протекает по сравнению с замерами высот молниеносно. Поэтому в какой бы жопе по срокам вы не находились, у вас всегда есть время метнуться и добрать нужные данные. А если уж вы работаете с парковыми насаждениями, то диаметры крон у вас и подавно должны быть.

Теоретически, можно добавить в качестве дополнительного параметра в эти расчеты возраст, благо рассчитывается он достаточно просто:
График возрастов

Но именно потому, что возраст мы не измеряем, а рассчитываем исходя из диаметра, ценность этих данных для оценки высоты ничтожна и нет нужды усложнять формулу дополнительными параметрами.

На тот случай, если у вас на момент прочтения этого поста не подгрузятся картинки (ну всякое бывает, может вас, как и меня таращат консольные браузеры в линуксе), опубликую формулы в текстовом виде.

1. Определение окружности основания ствола (C0):

C0 = 1,406 * C1,3 — 2,164

где C1,3 — окружность дерева на высоте груди. Достоверность аппроксимации (r2) = 0,855

2. Определение возраста (А):

А = 0,317 * C1,3 + 10,27

где C1,3 — окружность дерева на высоте груди. Достоверность аппроксимации (r2) = 0,785

3. Определение высоты (H):

H = 1,154*(C1,3 * Dкр)0,377

где C1,3 — окружность дерева на высоте груди, Dкр — диаметр кроны Достоверность аппроксимации (r2) = 0,801

Лиственницы в Елагином парке

О глазомерном измерении возрастов деревьев в парковых насаждениях

Я понимаю, что без этой информации вы жить не могли, но все таки. При повторной глазомерной оценке возрастов деревьев в парковых насаждениях ошибка составляет пол-процента на дерево, математическое ожидание ошибки 11,5 процента. Максимальная ошибка 30%, минимальная 0. В абсолютных числах это соответствует погрешности в четыре месяца на дерево (во пиздец-то!), средняя ошибка семь лет, максимальная — 20 лет. Ошибки в 10 лет чаще всего возникают при оценке возрастов в диапазоне 50-80 лет, ошибки в 20 лет возникают при оценке возрастов старше 80 лет. Породы разноплановые, от липы до лиственницы.

Впрочем реальный возраст все-равно не измерялся, так что эти данные еще ни о чем не говорят. К тому же, выборка включает всего двадцать два дерева, поэтому это не данные, а шляпа какая-то.

Но у многих и такого нет.

PS. Фотку хотел другую поставить, с годовыми кольцами, но она проеблась куда-то.