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