автореферат диссертации по технологии, машинам и оборудованию лесозаготовок, лесного хозяйства, деревопереработки и химической переработки биомассы дерева, 05.21.01, диссертация на тему:Совершенствование методики проектирования лесосечных работ с использованием элементов ГИС

На правах рукописи

РОЖЕНЦОВА Наталья Игоревна

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ МЕТОДИКИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ ЛЕСОСЕЧНЫХ РАБОТ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ЭЛЕМЕНТОВ

ГИС

Специальность 05.21.01 - Технология и машины лесозаготовок и лесного хозяйства

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

1 2 ДЕН 2008

Йошкар - Ола 2008

003457365

Работа выполнена на кафедре технологии и оборудования лесопромышленных производств Марийского государственного технического университета

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор

ШИРНИН Юрий Александрович

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор

Герц Эдуард Федорович кандидат технических наук, доцент Фадеев Александр Николаевич

Ведущая организация: Ухтинский государственный

технический университет

Защита диссертации состоится 27 декабря, в 8 ч. 30. мин. на .заседании диссертационного совета Д 212.115.02 при Марийском государственном техническом университете по адресу: 424000, Республика Марий Эл, г. Йошкар - Ола, пл. Ленина, 3, МарГТУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МарГТУ. Автореферат разослан «2$» ноября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук, профессор П.Ф. Войтко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Заготовка древесины как составная часть лесопользования регламентируется в РФ лесным кодексом и правилами заготовки древесины.

Юридические и частные лица, которым лесные участки предоставляются в соответствии с лесными планами в постоянное (бессрочное) пользование или аренду должны иметь проект освоения лесов, составляющей которого является план рубок.

План рубок - определение очерёдности и пространственного размещения (на карте-схеме) древостоев, проектируемых в рубку в течение предстоящего ревизионного периода. Рубка характеризуется как процесс, планируемый на определенный временной отрезок (план рубки), и проектируемый для определенного разрабатываемого участка (организационно-технологический проект рубки с технологической картой).

Как составная часть заготовки древесины, технологическая карта составляется с учетом требований правил по лесовосстановлению и уходу за лесами на основании документов, содержащих сведения и рекомендации по организации и выполнению тех или иных видов работ.

В настоящее время процедура оформления технологической карты, как правило, основывается на опыте и интуиции мастеров или специалистов, занимающихся ее составлением. Данный процесс является трудоемким и нуждается в совершенствовании. Дополнительным фактором, усложняющим проектирование лесосечных работ, является сокращение количества «удобных» для расчетов и лесопользования участков, характеризующихся правильной формой, однородным почвенным и породным составом.

В настоящее время проведение лесоустроительных работ едва ли возможно без использования геоинформационных систем (ГИС). Учет лесфонда, планирование лесохозяйственных работ, представление информации для потенциальных инвесторов - все это сопровождается ГИС. Соединение получаемой из ГИС информации с дальнейшим проектированием лесосечных работ является логическим продолжением современного подхода к процессу лесозаготовок

Указанными факторами обусловлена необходимость широкого внедрения средств автоматизированного проектирования лесосечных работ, учитывающих лесоводственные, технологические и экономические факторы. Их интеграция возможна только в программных комплексах, использующих технологии ГИС.

Цель работы: Совершенствование методики проектирования лесосечных работ с использованием элементов ГИС.

Объект исследования: рубка леса, лесосека, лесосечные работы.

Предмет исследования: параметры рубок леса, характеристики машин и оборудования, геоинформационное описание лесосек (выделов), математические зависимости, составляющие методику проектирования лесосечных работ.

Методы исследования. В исследовании использованы методы математического моделирования, системного и контурного анализа, математической статистики, теории функции комплексного переменного.

Научная новизна. Новизной обладает методика выявления полиномиальной функции, описывающей границы лесосек (делянок) по картам ГИС, отличающаяся возможностью ее использования для расчета технологических параметров лесосек. Методика разбиения лесосеки на делянки, отличающаяся возможностью анализа их контуров. Методика расчета рационального числа приемов рубок, отличающаяся возможностью учета затрат на проведение лесосечных работ. Методика выбора технологической схемы разработки лесосеки, отличающаяся автоматизированным анализом характеристик проектируемых участков с учетом ГИС.

Положения, выносимые на защиту:

1. Результаты статистического анализа параметров древостоев после выполнения приема рубки;

2. Методика описания криволинейных границ выделов, позволяющая определять технологические параметры лесосек по электронным картам ГИС;

3. Защищенная свидетельством на регистрацию программа для разбиения (фрагментации) лесосек на делянки;

4. Алгоритм и программа расчета, позволяющие в широком диапазоне варьируемых факторов определять число приемов, интенсивность и возраст рубки;

5. Алгоритм и программа автоматизированного выбора схемы разработки лесосеки с использованием ГИС.

Научная и практическая значимость. Научная значимость состоит в развитии методики проектирования лесосечных работ. Полученные методики дают возможность разбивать лесосеки естественной формы на делянки и определять технологические параметры: площадь, среднее расстояние трелевки и места расположения погрузочных пунктов; обеспечивать автоматическое разбиение лесосеки, расположенной вдоль криволинейной трассы, на делянки.

Практическую значимость представляют разработанные программы расчета, обеспечивающие составление технологических карт разработки лесосеки в автоматизированном режиме. Разработанные методики и программы рекомеЕгдуются для использования на лесозаготовительных предприятиях при проектировании лесосечных работ.

Достоверность результатов, содержащихся в работе, подтверждается совпадением полученных характеристик древостоев с результатами расчета по методике прогнозирования, сходимостью результатов расчета среднего расстояния трелевки по известным и предлагаемой методике, применением методов математического моделирования, контурного анализа, математической статистики и теории функции комплексного переменного.

Лнчный вклад автора. Сбор и обработка информации о состоянии древостоев для сравнения с результатами, полученными по методике прогнозирования характеристик древостоев. Исследование статистических данных, получение регрессионных зависимостей, отражающих взаимосвязь реальных и прогнозируемых данных. Разработка методики, позволяющей определять технологические параметры лесосек с криволинейными границами по электронным картам ГИС. Разработка программы для автоматического разбиения (фрагментации) лесосек на делянки. Разработка программы выбора плана рубок, позволяющей в широком диапазоне варьируемых факторов сравнивать и находить число приемов, возраст и интенсивность рубки. Разработка алгоритма и программы автоматизированного выбора схемы разработки лесосеки с использованием ГИС.

Реализация результатов работы. Основные результаты работы приняты к внедрению на предприятиях «Санчурский лесхоз» - филиал КОГУП «Кировлес» и ООО «Заречье», что подтверждено соответствующими актами.

Результаты работы внедрены в учебный процесс и используются при дипломном проектировании по специальности «Лесоинженерное дело» и по дисциплине «Технология и оборудование лесопромышленного производства», что так же подтверждено актом.

Апробация. Основные положения диссертации и отдельные ее разделы были заслушаны и получили одобрение на конференциях:

Научно - технических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов МарГТУ в 2006 - 2008 гг. (Йошкар-Ола); Всероссийской междисциплинарной научной конференции с международным участием «Глобализация и проблемы национальной безопасности России в 21 веке» (Йошкар-Ола, 2004); Всероссийской научно-

практической конференции с международным участием. «Информационные технологии в профессиональной деятельности и научной работе» (Йошкар-Ола, 2007); международной конференции «Экологичность и эффективность технологий рубок леса. Кадровое и научное сопровождение устойчивого управления лесами: состояние и перспективы» (Йошкар-Ола, 2005).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 12 статей, из них 2 в журналах, рекомендованных ВАК. Вклад аспиранта в написание работ [3, 4, 5, 6, 8, 11, 12] составляет 50%, работ [1, 7] - 30 %. Работы [2, 9, 10] аспирантом выполнены самостоятельно.

Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, пять глав, заключение, список литературы, включающий 124 наименования, из них 5 на иностранных языках, и 13 приложений. Диссертация содер-жиг139 страниц, в том числе 46 рисунков и 13 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы актуальность темы диссертационной работы, сформулированы ее цель, научная новизна, выносимые на защиту положения, научная и практическая значимость.

В первой главе анализируется состояние вопроса, сформулированы задачи исследований.

Анализ работ А.В.Богачева, П.М. Верхунова, С.А. Дыренкова, П.М. Мазуркина Д.Н. Столярова, В.В. Сысуева, В.К Хлюстова, С.И. Чума-ченко и др. показал, что для целей планирования рубок существуют методы прогнозирования таксационных параметров древостоев, а также основанные на использовании этих методов программные продукты, которые не учитывают затраты на проведение рубок, сопутствующих приросту древостоев.

В работах В.Г. Кочегарова, А.П. Матвейко, В.Н. Меньшикова, Е.А.Овсянникова, М.В. Плаксина, К.П. Рукомойникова, И.В. Турлая, A.C. Федоренчика, Т.М. Шкиря, Ю.А. Ширнина и др., посвященных определению технологических параметров лесосек (среднего расстояния трелевки, оптимального числа и размеров делянок, расположения погрузочных пунктов), имеющиеся решения применимы для участков с прямолинейными границами. Существующие способы определения технологических параметров лесосек нестандартной или непрямоугольной формы предполагают приведение естественных границ участков к прямым линиям, а их очертание к прямоугольным формам.

Использованию ГИС в целях совершенствования процесса лесозаготовок посвящены работы И.Н. Владимирова, П.В. Воронина, Ю.Ю.Герасимова, Г.А. Давыдкова, В.Н.Короткова, B.C. Сюнева, Е.А. Черкашина, С. И. Чумаченко и др. Их анализ показал, что информация, полученная с ГИС, не достаточно используется при проектировании лесосечных работ.

Во второй главе определяется возможность применения методики прогнозирования характеристик древостоев (предложештя профессором Хлюстовым В.К. для древостоев Казахстана (Юга Западной Сибири)) для лесов предприятия «Санчурский лесхоз» - филиал КОГУП Кировской области. Были выбраны выделы с сосновыми древостоями, на которых проводились рубки с различным количеством приемов. По материалам лесоустройств, лесорубочным билетам и натурным замерам, проведенным автором, собирались таксационные характеристики выде-лов и объемы заготовленной с них древесины в годы рубок. К собранным данным была применена исследуемая методика прогнозирования.

Анализировались три показателя древостоев: запас, диаметр и густота. Их значения изменяются во времени, поэтому для корректности выводов сравнивались не сами значения таксационных показателей, а величины их относительных погрешностей.

Среднее значение (математическое ожидание х) погрешности всей генеральной совокупности стремится к нулю. По расчетам получены близкие к нулю значения: при исследовании запаса - х = -0,016 , диаметра - х - -0,04 , густоты - х = 0,09 , что свидетельствует о достаточной сходимости результатов прогноза и реальных данных.

Подтвердилась гипотеза о нормальном законе распределения относительной погрешности по критерию согласия Пирсона - х2 при уровне значимости а = 0,01 для всех исследуемых величин.

Доверительный интервал относительной погрешности при уровне значимости а = 0,05 для исследуемого запаса составляет от -0,08 до 0,05, для диаметра - от-0,09 до 0,008, для густоты - от -0,008 до 0,19, что свидетельствует о соответствии прогнозируемых значений реальным данным, поскольку нулевое значение находится в пределах данного интервала.

Дальнейший анализ позволил получить значение коэффициентов корреляции К : запас - К = 0,86, диаметр - К = 0,94, густота -К = 0,89. Их значения свидетельствуют о высоком уровне соответствия прогнозируемых и реальных показателей.

Таким образом, проведенные расчеты позволяют сделать вывод о возможности применения взятой методики прогнозирования для целей проектирования лесосечных работ.

В третьей главе представлена методика и программа выявления полиномиальной функции, описывающей границы лесосек (выделов) на основе карт ГИС, позволяющая определять технологические параметры лесосек (площади делянок, количество и месторасположение погрузочных пунктов, среднее расстояние трелевки на делянке) с границами естественной формы, а так же программа разбиения (фрагментации) лесосек, тяготеющих к криволинейным лесовозным трассам, на делянки. Все расчеты основаны на использовании карт ГИС.

На картах ГИС любой объект задается набором координат х и у описывающих его границы. Это дает возможность нахождения функционального описания любой линии, заданной на карте, в том числе и линии границы лесосеки.

Для описания кривых различной формы, была выбрана полиномиальная функция, которая для полинома степени д, записывается в виде

>>(*) = Хстхт =с0 + с1х + с2х2+... + с^1х>1-1 +с^х>х, (1)

т=О

где ст - коэффициенты полинома, т - номер коэффициента, х, у -текущие координаты границы лесосеки.

Нахождение коэффициентов полинома осуществляется на основе метода наименьших квадратов.

В результате интегрирования (1), получена функция площади исследуемого участка(лесосеки)

и и с ут+1

V- _ _ -Г- С/ЯА.

Я{х)=\т)с1г = \ЪстХтс1'1=Ъ

о 0т=0 т=О Ш + 1

£ Стхт+1

= (2) т=0 т +1

При равномерном распределении древесины на участке получена функция запаса

о)

10 м=0 т +1 где q0 - средний запас древесины на участке, м3 /га.

Количество делянок принимается равным полученному числу погрузочных пунктов 2. Определение оптимального количества погрузочных пунктов происходит путем сопоставления показателей, влияющих на суммарные удельные затраты С^ приходящиеся на 1 м3 стреле-

ванной древесины, которые складываются из удельных затрат на трелевку, затрат на строительство и содержание погрузочных пунктов. Из всех решений будет выбрано то, при котором Су будет наименьшим.

Когда лесовозная дорога, с которой осваивается лесосека, имеет криволинейную трассу, предлагается геометрическое решение задачи разграничения лесосеки на делянки. Данное решение основано на анализе формы лесосеки и дальнейшем разделении ее на правильные геометрические фигуры. За основу автоматического разбиения лесосек на делянки была взята методика триангуляции - разбиения фигур на треугольники.

Рассматриваются все комбинации групп из смежных треугольников, и выбирается комбинация, содержащая фигуры, наиболее близкие по форме к геометрически правильным. Эталонная фигура (квадрат, прямоугольник, трапеция, ромб, правильный треугольник) и анализируемая комбинация треугольников представляются внешним контуром, задаваемым комплекснозначном кодом. Для каждой комбинации треугольников вычисляется ее мера схожести цт у в виде модуля нормированного скалярного произведения со всеми правильными фигурами к-\

Л/и,/ =

, ш = 0,1,...,М-1, } = 0,1,...,3-1,(4)

л=0 /" '" '"

где Гт и Г^ контуры эталонной геометрической фигуры и комбинации

треугольников соответственно; М — количество эталонных фигур правильной формы; т - номер эталона; У - количество групп треугольников; у - номер группы; у^п) - элементарные векторы контура комбинации треугольников; ут (и) - элементарные векторы контуров эталонных фигур.

Среди всех эталонных фигур будет выбрана одна, соответствующая максимальному значению величины Лт ./ • Данная процедура повторяется для всех групп треугольников при текущем разбиении лесосеки, после чего вычисляется интегральный показатель качества для данного разбиения

(5)

j=o /

После перебора всех возможных разбиений участка на группы выбирается разбиение с максимальным значением величины г).

На рис.1 представлена лесосека (таксационный выдел № 39), на примере которого проводилось разбиение на делянки

Рис.1. Выдел, примыкающий к криволинейной трассе; 1 - криволинейная трасса

В основу процедуры разбиения на делянки заложена привязка координат лесосеки к координатам прилегающей лесовозной дороги. Это необходимо для того, чтобы делянки, получаемые в процессе разбиения, располагались вдоль лесовозной трассы, примыкая к ней одной стороной (рис.2).

а) б) в)

Рис.2. Разбиение лесосеки по методу триангуляции а) выделение прямолинейных фрагментов в контуре лесосеки; б) процесс разбиения на треугольники; в) результат разбиения;

1 - криволинейная трасса, 2 - получаемые треугольники, 3 - делянки, расположенные вдоль лесовозной дороги

Следующим этапом является определение расположения погрузочных пунктов и среднего расстояния трелевки I на полученных делянках. Вычисленное значение среднего расстояния трелевки £ используется для расчета производительности трелевочного оборудования. Исследуются два варианта расположения погрузочного пункта (графическое представление задач определения расположения погрузочных пунктов и £ дано на рис. 3 а), б)):

а) в том месте, где запасы в обеих частях делянки равны;

б) в углу делянки (появляется возможность объединения погрузочных пунктов, что снижает затраты на их сооружение).

; a \ i 200,-

1 Вариант

ом e«,

i /

/

u / 1 /

$ г/Л|П Ii ! л in п|" Л 1 п с

f rti , ríl, UHj-1

400

200 300

1 Размер стороны лесосеки, примыкающей к лесовозной дороге, м

2 Вариант

примыкающей к лесовозной дороге, м

а)

Рис.3. Варианты расположения погрузочного пункта: 1 - погрузочный пункт; 2 - граница делянки, 3 - объединение погрузочных пунктов;1, II, III - делянки; Л - часть делянки, тяготеющая к погрузочному пункту слева; П - справа

Значение запаса в точке расположения погрузочного пункта по условию равенства запаса в обеих частях делянки, найдется из зависимости

в(х)пл =-2-' ()

где 2(х). - значение запаса в точке расположения границы делянки.

Значение абсциссы этой точки определяется из формулы (3) после подстановки значения запаса (2(х) П[1.

Для части П делянки, равной 6,, тяготеющей к погрузочному пункту справа (рис.3,а), £ найдется из следующего выражения

р _ ZdR ín~ о

1

о/л+2

Г т+2 , i!; ~

СтЬх + I X

1 cmc„b"

1=0 n- o m+n+1

V 1 и

1 ~Z7Cm 1

m= о m+1

(7)

где Ъ1 -ширина делянки, тяготеющей к погрузочному пункту справа, м.

Для части Л делянки, равной ьг, тяготеющей к погрузочному пункту слева (рис.3,6), £ определится по формуле

1 ^ , т+2 Д 1

£ -

л _ ZdR _ т+2

ÍJJ--Q--

\cmb2m+2+Z S

0П

..... 2

!=on=o m+n+1

V 1 и

т-0 т+1

(В)

где ьг - ширина делянки, тяготеющей к погрузочному пункту слева, м.

Среднее расстояние трелевки на делянке, с учетом полученных зависимостей найдется из выражения

г = 'л+еп, (9)

2

Для варианта расположения погрузочного пункта в углу делянки (рис.3,б), методика определения I сводится к расчету и £п по формулам (7) и (8), в которых значения ширины делянки б, и Ьг принимают соответствующие значения. Положение погрузочного пункта на делянке выбирается по наименьшему из полученных результатов £ л и

£ п, по формулам (7) и (8).

В четвертой главе представлена методика обоснования рационального числа рубок выборочных форм в сосновых древостоях.

Смысл планирования рубок заключается в обосновании того, какой объем древесины нужно выбрать из конкретного выдела в процессе его изреживания, возраст рубок, их периодичность, а так же будут ли оправданы экономические вложения в процесс заготовки. Увеличение числа приемов рубок дает увеличение объемов заготовок леса. Вместе с тем, затраты на заготовку древесины будут возрастать, так как вырубаемый запас древесины от каждого приема рубки небольшой, что ведет к снижению производительности труда. Алгоритм обоснования числа приемов рубок представлен на рис.4.

Себестоимость С всего процесса лесозаготовок можно представить следующим образом

С = / (Лсм, ГСМ, Рем, ОТ, А, Др, Прч), (10)

где Т1см - производительность машин и механизмов, м3/см; ГСМ -расходы на горюче - смазочные материалы, руб; Рем - стоимость ремонтных и запасных частей, руб; ОТ - средства на оплату труда, руб; А - амортизационные отчисления, руб; Др - арендная (за древесину, отпускаемую на корню) плата, руб; Прч - прочие расходы, руб.

Расчет сменной производительности трелевочного оборудования осуществляется с учетом формул (7),(8), (9).

Прибыль от реализации продукции рассчитывается как выражение

ЛР=£-С, (11)

где В - выручка от реализации продукции.

Значение выручки зависит от объема и качества полученных сортиментов и цены их реализации.

Начало

Рис.4. Алгоритм обоснования числа приемов рубок

В пятой главе описаны алгоритм и программа, позволяющая анали зировать параметры лесосеки на основании данных таблиц ГИС и осу

ществлять автоматизированный выбор схемы разработки лесосеки. Исходя из сочетания характеристик лесосеки, принимается решение о выборе технологической схемы ее разработки и комплекте машин. Для этой цели предложена система выбора схемы разработки лесосеки. Параметры, характеризующие разрабатываемую лесосеку и определяющие возможность его разработки по конкретной схеме, сведены в таблицу 1.

Программа выбора базируется на анализе признаков, характерных для каждой из возможных технологических схем и вынесении рекомендаций в пользу схемы, которая в максимальной степени удовлетворяет набору признаков анализируемого участка. Решение принимается в результате анализа значений уравнений, определяющих схему разработки лесосеки

ш

У} = ЦЬ^х, , ¿ = (12)

1=1

где ^ - количество анализируемых схем разработки (в представленном примере по таблице 1 Р =7), со - количество анализируемых признаков (количество строк в таблице 1 со значениями), Ьр - коэффициенты

уравнений, определяющих схему разработки лесосеки, х1 - значения признаков (значения таблицы 1).

После вычисления значений удля всех схем, программа выносит

суждение в пользу одной или нескольких схем с максимальным значением у]. Основой для выбора оптимальной, является расчет экономических показателей для определения себестоимости лесозаготовительных работ по каждой из предложенных схем. Расчет представлен в главе 4. Алгоритм работы программы выбора схемы разработки лесосеки представлен на рис.5.

Основные выводы и рекомендации

В диссертационной работе изложены научно обоснованные технологические решения, имеющие существенное значение для процесса проектирования лесосечных работ.

Выводы.

1. Статистический анализ данных лесоустройства, лесорубочных билетов и натурных измерений подтвердили возможность применения избранной методики прогнозирования параметров древостоев, получаемых по результатам периодов и интенсивности рубок леса.

Таблица 1

Таблица характеристик лесных участков

Схемы и системы машин р = 7

Параметры, определяющие выбор схемы Значения параметров № признака ш = 19 №1 БП+ ТПС 7 = 1 №2 БП+ Фор вар Дер 7 = 2 №3 впм + тм у = 3 №4 впм + СРМ + фор-вар-дер У = 4 №5 ВПМ + тм / = 5 №6 Хар вес-тер+ фор вар-дер у = 6 №7 БП + леп д 7 = 7

*>

1. Возраст, лет 21-40 1 1 1 1 1 1 1 1

41-80 2. 1 1 1 1 1 1 0

2. Класс бонитета, ед. 1,1 А 3 1 1 1 1 1 1 1

2,3 4. 1 1 1 1 1 1 1

4,5 5. 0 0 0 0 1

3. Объем хлыста, м3 0,15-0,3 6. 1 1 0 0 0 0 1

0,31-0,55 7. 1 1 1 1 1 1 0

>0,55 8. 1 1 1 1 1 1 0

4. Почвенные характеристики по категориям: Первая (сухие пески, каменная почва) 9. 1 1 I 1 1 1 1

Вторая (супеси, мелкие суглинки) 10. 1 1 1 1 1 1 1

Третья (глинистые, супеси с глинистыми прослойками) И. 0 0 0 1 0 0 1

5. Групповое распределение подроста (деревьев) на участке 12. 0 0 0 0 1 0 1

6 Вид трелюемой древесины хлысты 13. 1 0 1 0 1 0 I

сортименты 14. 0 1 0 1 1 1

7. Наличие подроста 15. 0,5 0,5 0,5 0,5 1 0,5 1

8.Тяготение делянки к нескольким лесовозным усам 16. 0 0 1 1 1 0 0

9. Объем заготовки, м3/см на бригаду 20-25 17. 1 1 0 0 0 1

26-40 18. 1 1 1 1 1 1 1

>40 19. 1 1 1 1 1 1 1

с

Начало

2. > г

Чтение электронных

гарт, содержащихся в

ГИС

3

/Задание на разработку участка на карт«.

определение его границ

Чтение набор а признаков из ГИС для исследуемого участка

Анализ признаков и выбор возможных схем разработки лесосеки

Разбиение лесосеки иа делянки определение площадей, границ делянок, расположения погрузочных пунктов

Расчет

про из» о д итеяь но ети

оборудования, ТЭП. эатрзт на лесозаготовку для выбранных

вариантов ---

Выбор оптимальной скемы по заданному критерию

Вывод результатов I виде готовой с:>:еиы

ТО

Конец

Рис.5. Алгоритм работы программы выбора схемы разработки лесосеки

2. Разработанные методика и программа выявления полиномиальной функции, описывающей границы лесосек на основе карт ГИС, позволяет определять площадь лесосеки, разбивать ее на делянки, рассчитывать среднее расстояние трелевки, а так же осуществлять расположение погрузочных пунктов. Математические зависимости (7), (8) позволяют в автоматизированном режиме рассчитывать среднее расстояние трелевки на делянках с криволинейными границами, полученными из карт ГИС.

3. Разработанные алгоритм и программа разбиения лесосеки на правильные геометрические фигуры (делянки) на основе карт ГИС, позво-

ляет автоматизировать данный процесс на участках сложных форм, когда лесовозная дорога, с которой осваивается лесосека, имеет криволинейную трассу.

4. Предложенные алгоритм и программа позволяют, варьируя параметрами, рассчитывать и определять число приемов, интенсивность и возраст рубки путем сравнения затрат на проведение лесосечных работ.

5. Созданные алгоритм и программа, дают возможность осуществлять автоматизированный выбор технологической схемы разработки лесосеки, путем сопоставления и анализа признаков, характерных для каждой из них.

Рекомендации.

1. Методику обоснования числа приемов рубок рекомендуется использовать на лесозаготовительных предприятиях при проведении работ по планированию рубок и проектированию лесосечных работ.

2. Способы определения технологических параметров лесосек произвольной формы рекомендуется использовать на лесозаготовительных предприятиях и в учебных заведениях при проектировании лесосечных работ.

3. Программа (методика) выбора схемы разработки лесосеки в автоматизированном режиме может быть рекомендована на лесозаготовительных предприятиях и в учебных заведениях при проектировании лесосечных работ.

Для оценки экономической эффективности от внедрения программных продуктов, использующих данные ГИС, существующий процесс проектирования лесосечных работ сравнивается с двумя вариантами: проектирование с использованием ГИС, проектирование и отвод лесосек с использованием ГИС и СРБ-навигатора. Срок окупаемости первого проектируемого варианта составил 2,6 года, второго - 1,8.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

Публикации в ведущих изданиях, рекомендованных ВАК

1. Ширшш, Ю.А. Оптимизация рубок промежуточного пользования [Текст] / Ю.А. Шириин, В.К. Хлюстов, Н.И. Роженцова // Известия вузов. Лесной журнал,-2008. -№3.-С.13-18.

2. Роженцова, Н.И. Сравнение таксационных показателей древостоев после рубок прореживания с расчетными данными [Текст] / Н.И. Роженцова. // Известия Сапкт - Петербургской лесотехнической академии: Вып 183. Статьи молодых ученых, подготовленные на основе докладов. (№ 14). -СПб.: СПбГЛТА, 2008. - С. 39-44.

Публикации в других изданиях

3. Роженцова, Н.И. Свидетельство 2008610543 Российская Федерация. Программа фрагментации лесных участеов (выделов) на лесосеки (делянки) «Рогтп^ег» [Текст] / Роженцова Н.И., Ширшш Ю.А.; заявитель и патентооблада-

тель Марийск. гос. техн. ун-т. - № 2007614976; заявл. 07.12.07; в Реестре программ для ЭВМ 29.01.08- 18 с.

4. Ширнин, Ю.А. Моделирование процедуры выбора технологий рубок леса с использованием ГИС [Текст] / Ю.А. Шнрнин, Н.И. Роженнова. // Вестник Марийского государственного технического университета: Лес, экология, природопользование. - 2007. -№1. - С. 40-49.

5. Ширнин, Ю.А. Технологические параметры лесосек с границами, полученными на основе ГИС [Текст] / Ю.А. Ширнин, Н.И. Роженцова. // Вестник Марийского государственного технического университета: Лее, экология, природопользование. - 2008. - №1(2). - С. 40-48.

6. Роженцова, Н.И. Информационные технологии и проектирование лесосечных работ [Текст] / Н.И. Роженцова, Ю.А. Ширнин // Седьмые Вавиловские чтения. Глобализация и проблемы национальной безопасности России в 21 веке: Материалы постоянно действующей всероссийской междисциплинарной научной конференции с международным участием; под общей редакцией проф. В.П. Шалаева. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2004. - С.428-429.

7. Ширнин, Ю.А. Экологичностъ и эффективность технологий рубок леса [Текст] / Ю.А. Ширнин, В.К. Хлюстов, Н.И. Роженцова // Кадровое и научное сопровождение устойчивого управления лесами: состояние и перспективы: тезисы докладов международной конференции. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2005. - С.100-101.

8. Ширнин, Ю.А. Эффективность технологий рубок леса [Электронный ресурс] / Ю.А. Ширнин, Н.И. Роженцова // Лесной комплекс; состояние и перспективы. 1 Межвузовская заочная научно-практическая конференция для преподавателей, студентов и аспирантов: сборник материалов. - Сыктывкар, Сыктывкарский лесной институт, 2006. - С. 98-99.

9. Роженцова, Н.И. Автоматизация выбора технологической схемы разработки лесосеки [Текст] / Н.И. Роженцова // Информационные технологии в профессиональной деятельности и научной работе: сборник материалов всероссийской научно-практической конференции с международным участием. - Йошкар-Ола: Марийский государственный технический университет, 2007. - С. 77 - 79.

10. Роженцова, Н.И. Исследование статистических характеристик результатов прогнозирования таксационных параметров древостоев при проведении рубок промежуточного пользования [Текст] / Н.И. Роженцова // Наука в условиях современности: сборник статей студентов, аспирантов, докторантов и ППС но итогам научно-технической конференции МарГТУ в 2007 г. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2007. -С. 129- 132.

11. Ширнин, Ю.А. Методика обоснования рационального плана рубок промежуточного пользования [Текст] / Ю.А. Ширнин, Н.И. Роженцова. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2006. - 22 е.: ил,- Библиогр.: 11 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 0.12.06 № 1588-В 2006.

12. Ширшш, Ю.А. Достоверность методики прогнозирования характеристик древостоев при проведении рубок промежуточного пользования [Текст] / Ю.А. Ширнин, Н.И. Роженцова. - Йошкар-Ола: МарГТУ, 2007. - 16 е.: ил,- Библиогр.: 3 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 02.05.07 № 488-В 2007.

Просим принять участие в работе диссертационного совета Д212.115.02 или прислать Ваш отзыв на автореферат в двух экземплярах с заверенными подписями по адресу: 424000, Республика Марий Эл, г. Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3, МарГГУ, ученому секретарю. Телефон (8362) 41-72-68. Факс (8362) 41-08-72.

Подписано в печать 14.11.08. Усл. п. л. 1,0. Тираж 100 экз. Заказ№ 3971.

Редакционно-издательский центр Марийского государственного технического университета 424006 Йошкар-Ола, ул. Панфилова, 17

Содержание.

Введение.

1. Состояние вопроса, цели и задачи исследования.

1.1. Планирование рубок и прогнозирование таксационных параметров древостоев. Использование информационных технологий в прогнозных расчетах.

1.2. Технологические параметры лесосек.

1.2.1. Среднее расстояние трелевки.

1.2.2. Месторасположение погрузочных пунктов и размеры делянок.

1.3. Анализ геометрических характеристик (форм, площадей) объектов, имеющих криволинейный контур.

1.3.1. Описание границы лесосеки полиномиальной функцией.

Актуальность темы.

Порядок, организация и специфика проведения всех работ на лесосеке, а также технология ее разработки регламентируются организационно-технологическим проектом рубки с технологической картой, который составляется с учетом требований правил по лесовосстановлению и ухода за лесами. В данном документе указываются особенности (характеристика) лесосеки, принятая технология разработки лесосеки, обеспечивающая эффективное проведение рубки (промежуточного, главного пользования) с достижением установленных целей при выполнении требований экологии, лесоводства (лесовоспроизводства), охраны и защиты леса, а также охраны труда [65].

Технологическая карта составляется на основании материалов организационных документов, содержащих сведения и рекомендации по выполнению тех или иных видов работ. Для лесничеств и лесопарков такими документами являются лесохозяйственный регламент и лесной план, для лиц, которым лесные участки предоставлены в постоянное (бессрочное) пользование или в аренду - проект освоения лесов [39].

Лесохозяйственный регламент составляется на срок до десяти лет, лесные планы субъекта Российской Федерации - на срок планирования, проект освоения лесов - на срок, оговоренный в соответствующем договоре. Данные документы обосновывают мероприятия по осуществлению планируемого освоения использования, охраны, защиты и воспроизводства лесов на указанных участках.

Одним из видов использования лесов является заготовка древесины [39]. Заготовка древесины осуществляется посредством рубок, планируемых на определенный срок.

В зависимости от срока составляются ежегодные, многолетние среднесрочные (3-6 лет) базовые, долгосрочные (10 летние) базовые планы рубок и перспективные прогнозные (свыше десяти лет) [65].

План рубок - определение очерёдности и пространственного размещения (на карте-схеме) древостоев, проектируемых в рубку в течение предстоящего ревизионного периода. Разрабатывается после установления размеров главного и промежуточного пользования. В план рубок входят перечень и пространственное размещение на планах лесных участков, назначенных в рубку, а также способы рубки, устанавливаемые в хозяйственных секциях на ближайшие 10 лет в соответствии с утверждёнными правилами рубок [38].

Таким образом, представленные документы характеризуют рубку как процесс, планируемый на определенный временной отрезок (план рубки), и процесс, проектируемый для определенного разрабатываемого участка (организационно-технологический проект рубки с технологической картой).

В настоящее время процедура оформления технологической карты, как правило, основывается на опыте и интуиции мастеров или специалистов, занимающихся организацией производства. В проводимых расчетах должно быть учтено влияние друг на друга целого ряда факторов, выполнена оптимизация по нескольким критериям, и, как результат, представлена технологическая карта разработки лесосеки по выделенному лесному участку [39, 44, 65, 109].

Данный процесс является трудоемким и нуждается в совершенствовании. Кроме того, далеко не каждое предприятие располагает кадрами необходимой квалификации для выбора наилучшего варианта разработки участков. Проблема усугубляется быстро меняющейся экономической ситуацией, приводящей к необходимости оперативной корректировки проектов разработки лесосек [55, 86, 87]. Дополнительным фактором, усложняющим проектирование лесосечных работ, является сокращение количества «удобных» для расчетов и лесопользования участков, характеризующихся правильной формой, однородным почвенным и породным составом [62, 83, 85, 101, 108].

В настоящее время проведение лесоустроительных работ едва ли возможно без использования геоинформационных систем (ГИС). Учет лесфонда, планирование лесохозяйственных работ, представление информации для потенциальных инвесторов - все это сопровождается ГИС. Соединение получаемой из ГИС информации с дальнейшим проектированием лесосечных работ является логическим продолжением современного подхода к процессу лесозаготовок

Указанными факторами обусловлена необходимость широкого внедрения средств автоматизированного проектирования лесосечных работ, учитывающих лесоводственные, экономические и географические факторы. Их интеграция возможна только в программных комплексах, использующих технологии ГИС, объединяющих программные средства для расчета таксационных показателей, базы данных для экономических расчетов, карты с материалами лесоусторойств, программное обеспечение для оптимизации лесосечных работ [5, 6, 86, 87].

На сегодняшний день разработаны и внедрены программы, позволяющие автоматизировать процесс прогнозирования таксационных показателей древосто-ев, моделировать их рост с учетом изреживаний, то есть осуществлять планирование рубок [15, 16, 25, 32, 79, 92, 93, 95, 96].

Прогнозированию роста сосновых древостоев посвящена работа [5]. Предложенная в ней модель позволяет прогнозировать рост соснового древостоя в зависимости от интенсивности изреживания при рубках ухода и при естественном росте. Имитация изреживания позволяет сформировать сосновый древостой с наибольшим запасом к моменту возраста окончательной рубки. Для моделирования хода роста древостоев в автоматическом режиме на основе функции А. Ми-черлиха разработана программа MICHXOD [93]. Для целей долгосрочного прогнозирования динамики лесного фонда с учетом лесохозяйственных мероприятий и лесопользования создан комплекс программ «Лесной массив» [95, 96].

Представленные литературные источники позволяют сделать вывод о достаточной автоматизации процесса планирования рубок. Существующие решения в области автоматизации процессов проектирования лесосечных работ показывает, что в настоящее время отсутствуют единые программные комплексы, обеспечивающие оптимизацию проведения этих работ с учетом экономических, технологических и лесоводственных критериев. Решению указанных проблем на основе современных информационных технологий посвящена данная диссертационная работа.

Цель работы: совершенствование методики проектирования лесосечных работ с использованием элементов ГИС.

Объект исследования: рубка леса, лесосека, лесосечные работы.

Предмет исследования: параметры рубок леса, характеристики машин и оборудования, геоинформационное описание лесосек (выделов), математические зависимости, составляющие методику проектирования лесосечных работ.

Методы исследования. В исслёдовании использованы методы математического моделирования,. системного и контурного анализа, математической статистики, теории функции комплексного переменного.

Научная новизна. Новизной обладает методика выявления полиномиальной функции, описывающей границы лесосек (делянок) по картам ГИС, отличающаяся возможностью ее использования для расчета технологических параметров лесосек.

Методика разбиения лесосеки на делянки, отличающаяся возможностью анализа их контуров.

Методика расчета рационального числа приемов рубок, отличающаяся возможностью учета затрат на проведение лесосечных работ.

Методика выбора технологической схемы разработки лесосеки, отличающаяся автоматизированным анализом характеристик проектируемых участков с учетом ГИС.

Положения, выносимые на защиту:

1. Результаты статистического анализа параметров древостоев после выполнения приема рубки;

2. Методика описания криволинейных границ выделов, позволяющая определять технологические параметры лесосек по электронным картам ГИС;

3. Защищенная свидетельством на регистрацию программа для разбиения (фрагментации) лесосек на делянки;

4. Алгоритм и программа расчета, позволяющие в широком диапазоне варьируемых факторов определять число приемов, интенсивность и возраст рубки;

5. Алгоритм и программа автоматизированного выбора схемы разработки лесосеки с использованием ГИС.

Практическая значимость.

Реализация выводов и рекомендаций данной работы позволяют осуществлять прогнозные расчеты в целях проектирования лесосечных работ.

Полученная методика дает возможность разбивать лесосеки естественной формы на делянки и определять технологические параметры: площадь, среднее расстояние трелевки и места расположения погрузочных пунктов.

Предложенная программа и методика обеспечивают автоматическое разбиение лесосеки, расположенной вдоль криволинейной трассы, на делянки.

Разработанные программы позволяют производить расчеты, необходимые для составления технологических карт разработки лесосеки в автоматизированном режиме, а именно: осуществлять выбор технологической схемы разработки лесосеки, исходя из ее характеристик и принятого комплекта машин и оборудования.

Разра ботанные методики и программы рекомендуются для использования на лесозаготовительных предприятиях при проектировании лесосечных работ.

Личный вклад автора:

Сбор и обработка информации о состоянии древостоев для сравнения с результатами, полученными по методике прогнозирования характеристик древостоев. Исследование статистических данных, получение регрессионных зависимостей, отражающих взаимосвязь реальных и прогнозируемых данных.

2. Разработка методики, позволяющей определять технологические параметры лесосек с криволинейными границами по электронным картам ГИС.

3. Разработка программы для автоматического разбиения (фрагментации) лесосек на делянки.

4. Разработка программы выбора плана рубок, позволяющей в широком диапазоне варьируемых факторов сравнивать и находить число приемов, возраст и интенсивность рубки.

5. Разработка алгоритма и программы автоматизированного выбора схемы разработки лесосеки с использованием ГИС.

Реализация результатов работы. Основные результаты работы приняты к внедрению на предприятиях «Санчурский лесхоз» - филиал КОГУП «Кировлес» и ООО «Заречье», что подтверждено соответствующими актами.

Результаты работы внедрены в учебный процесс и используются при дипломном проектировании по специальности «Лесоинженерное дело» и по дисциплине «Технология и оборудование лесопромышленного производства», что так же подтверждено актом.

Апробация. Основные положения диссертации и отдельные ее разделы были заслушаны и получили одобрение на следующих конференциях: научно- технических конференциях профессорско-преподавательского состава и аспирантов МарГТУ в 2006 , 2007, 2008 г.; на всероссийской междисциплинарной научной конференции с международным участием «Глобализация и проблемы национальной безопасности России в 21 веке» (Йошкар-Ола, 2004); на всероссийской научно-практической конференции с международным участием. «Информационные технологии в профессиональной деятельности и научной работе» (Йошкар-Ола, 2007). на международной конференции «Экологичность и эффективность технологий рубок леса. Кадровое и научное сопровождение устойчивого управления лесами: состояние и перспективы» (Йошкар — Ола, 2005).

Достоверность результатов, содержащихся в работе, подтверждается результатами статистического анализа, а также применением методов математического моделирования, контурного анализа, математической статистики и теории функции комплексного переменного.

Публикации. По материалам диссертации получено одно свидетельство на регистрацию программ и опубликовано 12 статей, из них 2 в журналах, рекомендованных ВАК. Вклад аспиранта в написание работ [74, 100, 102, 104, 114, 116] составляет 50 %, работ [107, 115] - 33 %. Работы [71, 73, 75] аспирантом выполнены самостоятельно.

Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, пять глав, заключение, список литературы, включающий 124 наименования, из них 5 на иностранных языках, и 13 приложений. Диссертация содержит 139 страниц, в том числе 46 рисунков и 13 таблиц.

Основные выводы и рекомендации

В диссертационной работе изложены научно-обоснованные технологические решения, имеющие существенное значение для процесса проектирования лесосечных работ. Основные результаты работы заключаются в следующем:

1. Статистический анализ данных лесоустройства, лесорубочных билетов и натурных измерений подтвердили возможность применения избранной методики прогнозирования параметров древостоев, получаемых по результатам периодов и интенсивности рубок леса.

2. Разработанная методика и программа выявления полиномиальной функции, описывающей границы выделов, (делянок, лесосек) на основе карт ГИС, позволяет определять площадь лесосеки, разбивать ее на делянки, рассчитывать среднее расстояние трелевки на полученных делянках, а так же осуществлять выбор местоположения погрузочного пункта на делянке

3. Полученные математические зависимости (3.16), (3.22) позволяют находить значение среднего расстояния трелевки на делянках с криволинейными границами.

4. Положение погрузочных пунктов может быть выбрано по двум вариантам: 1) в углу делянки (по наименьшему из полученных значений среднего расстояния трелевки /, согласно зависимостей (3.16), (3.22));

2) по критерию минимизации грузовой работы на делянке, согласно зависимости (3.10).

5. Разработанный алгоритм и программа разбиения лесосеки на правильные геометрические фигуры (делянки) на основе карт ГИС, позволяет автоматизировать данный процесс на участках сложных форм, когда лесовозная дорога, с которой осваивается лесосека, имеет криволинейную трассу.

6. Предложенная методика и программа позволяют, варьируя параметрами, рассчитывать и определять число приемов, интенсивность и возраст рубки путем сравнения затрат на проведение лесосечных работ;

7. Созданный алгоритм и программа, позволяют осуществлять автоматизированный выбор технологической схемы разработки лесосеки, базирующаяся на сопоставлении и анализе признаков, характерных для каждой из возможных технологических схем (рельеф, почвенные характеристики, наличие подроста, характеристики древостоя и т.д.) и данных таблиц ГИС.

8. Разработанное программное обеспечение, основанное на использовании данных карт ГИС, предназначено для решения задач двух взаимоувязанных областей: планирование рубок и проектирование лесосечных работ. Данный продукт информационных технологий содержит различные программные модули, позволяющие осуществлять многокритериальную оценку процесса рубок.

9. Для оценки экономической эффективности от внедрения программных продуктов, использующих данные ГИС, существующий процесс проектирования лесосечных работ сравнивается с двумя вариантами: проектирование с использованием ГИС, проектирование и отвод лесосек с использованием ГИС и GPS-навигатора. Результаты расчета представлены в приложении 7. Срок окупаемости первого проектируемого варианта составил 2,6 года, второго — 1,8.

Рекомендации.

1. Методику составления рационального плана рубок рекомендуется использовать на лесозаготовительных предприятиях при проведении работ, касающихся планирования рубок и проектирования лесосечных работ.

2. Способы определения технологических параметров лесосек произвольной формы рекомендуется использовать на лесозаготовительных предприятиях и в учебных заведениях при проектировании лесосечных работ.

3. Программа (методика) выбора схемы разработки лесосеки в автоматизированном режиме может быть рекомендована на лесозаготовительных предприятиях и в учебных заведениях при проектировании лесосечных работ.

4. Созданное программное обеспечение рекомендуется использовать при организации новых лесозаготовительных предприятий, а так же руководителям для принятия эффективных управленческих решений.

1. Азаренок, В.А. Сортиментная заготовка леса Текст.: Учеб. пособие / В.А. Азаренок, Э.Ф. Герц, А.В. Мехренцев-Урал. гос. лесотехн. акад. Екатеринбург, 1999.- 130 с.

2. Анго, А. Математика для электро и радиоиженеров Текст. / А. Анго. — М.: Наука, 1965.-780 с.

3. Андрианов, Ю.С. Вывозка лесоматериалов самопогружающимися автопоездами Текст.: Научное издание / Под ред. М.Ю. Смирнова. Йошкар-Ола: Мар-ГТУ, 2001.-231 с.

4. Береславская, В.А. Организация, планирование и управление предприятием: справочное пособие по курсовому и дипломному проектированию Текст. / Сост. В.А. Береславская, JI.B. Кошелева, Р.В.Кардакова. Йошкар - Ола: Мар-ГТУД998. - 116 с.

5. Богачев, А.В. Модель прогноза роста сосновых насаждений Текст. / А.В.Богачев //Лесоведение.-1991. № 1. -С.3-11.

6. Брейдо, М.Д. Регистрация последствий крупных лесных пожаров по космическим сканерным снимкам Текст. / М.Д. Брейдо, А.Г.Попик, Д.В.Раков, Д.А. Старостенко, Р.И. Эльман // Исследование Земли из Космоса. — 1995.-№ 1. -С.115.

7. Бугаевский, Л.М. Геоинформационные системы Текст.: Учебное пособие для вузов / Л.М.Бугаевский, В.Я.Цветков.- М.: Финансы и статистика, 2000.- 222 с.

8. Буш, К.К.Экологические и технологические основы рубок ухода Текст. / К.К. Буш, И.К. Иевинь.- Рига, 1984. 173 с.

9. Введение в контурный анализ; приложения к обработке изображений и сигналов Текст. / Я.А. Фурман, А.В. Кревецкий, А.К. Передреев и др.; под ред. Я.А. Фурмана. 2-е изд. испр.-М.: Физматлит, 2003.-592 с

10. П.Венцель, Е.С. Исследование операций: задачи, принципы, методология Текст. / Е.С. Венцель.- М.:Наука, 1980. 208 с.

11. Венценосцев, Ю.Н. Основы теории лесопромышленных производств Текст. / Ю.Н. Венценосцев. -М.: Лесн. пром-сть, 1966.- 157 с.

12. Верхунов, П.М. Изменчивость и взаимосвязи таксационных показателей в разновозрастных сосняках Текст. / П.М. Верхунов Новосибирск: Наука, 1975. -205 с.

13. Верхунов, П.М. Таксация древесного ствола лесных насаждений Текст.: Учебное пособие / П.М. Верхунов, П.М. Мазуркин. — Йошкар -Ола: МарГТУ, 1999. 72 с.

14. Виногоров, Г.К. Математическая модель лесосеки Текст. / Г.К.Виногоров, В.В.Габриэль, Н.И.Гедз // Труды ЦНИИМЭ, сб.: «Технология и механизация лесосечных работ», 1976.- С. 35-39.

15. Воронин, П.В. Совершенствование управления ресурсами лесопользования на основе ГИС технологий Текст.: автореф. дис. .канд. техн. наук 05.13.10 / П.В. Воронин.- Воронеж, 2003. - 20 с.

16. Воропанов, П. В. О повышении общей продуктивности лесов рубками ухода Текст. / П.В. Воропанов. М, 1960. - 156 с.

17. Гантмахер, Ф. Р. Теория матриц: 5-е изд. Текст. / Ф. Р. Гантмахер— М.: Физматлит, 2004. 560 с.

18. Геоинформатика Текст. / А.Д. Иванников, В.П. Кулагин, А.Н. Тихонов, В.Я. Цветков.- М.: МАКС Пресс, 2001 .- 349 с

19. Герасимов, Ю.Ю. Лесосечные машины для рубок ухода: компьютерная система принятия решений Текст. / Ю.Ю.Герасимов, B.C. Сюнев. Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 1998.- 236 с.

20. Герасимов, Ю.Ю. Экологическая оптимизация технологических процессов и машин для лесозаготовок Текст. / Ю.Ю.Герасимов, B.C. Сюнев.-Йоэнсуу: Изд-во университета Йоэнсуу, 1998.- 178 с.

21. Гмурман, В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика Текст.: Учебное пособие для втузов. 5 -е изд., перераб. и доп. / В.Е.Гмурман. -М.:Высш.шк., 1977.- 497 с.

22. Грешнов, С.П. О проблемах внедрения ГИС в лесное хозяйство Текст. / С.П. Грешнов, Д.А. Старостенко // ГИС Ассоциация, Информационный бюллетень.- 1999.-№ 1 (18).- с. 20.

23. Давыдков, Г.А. Повышение эффективности лесозаготовок на основе применения компьютерной системы оценки экологической совместимости машин с лесной средой Текст.: автореф. дис. .канд. техн. наук 05.21.01 / Г.А. Давыдков.-Йошкар Ола, 2002. - 16 с.

24. Дыренков, С.А. Структура и динамика таежных ельников Текст. / С.А. Дыренков.- Л.: Наука, 1984. 174 с.

25. Единые нормы выработки времени на лесозаготовительные работы Текст.-М., 1995.-85с.

26. Захаров, К.К. Основы почвоведения и географии почв Текст.: Учебное пособие / К.К. Захаров. Йошкар-Ола: МарГТУ, 1999. -342 с.

27. Золотогоров, В.Г. Организация, планирование и управление на предприятиях лесной промышленности Текст.: Учебник для вузов / В.Г. Золотогоров.-М.: Лесн. пром-сть, 1988.-352 с.

28. Кирюшин, М.П. Скандинавские харвестеры на заготовке хвойного тонкомера Текст. / Кирюшин М.П. // Лесная промышленность. -1993.- № 1.- С. 1112.

29. Колемаев, В.А. Теория вероятностей и математическая статистика Текст.: Учеб. пособие для экон. спец вузов / В.А. Колемаев, О.В. Староверов, В.Б. Турундаевский; под ред. В.А. Колемаева. -М.: Высш.шк.,1991. -400 с.

30. Коротков, В.Н. Использование современных информационных технологий для прогнозирования динамики лесного фонда при разных сценариях лесопользования Текст. / В.Н.Коротков, М.М.Паленова, С.И. Рипа, С.И. Чумаченко // Лесное хозяйство.-2003. №2.- С 35- 36.

31. Костылев, А.А. Статистическая обработка результатов экспериментов на микро-ЭВМ и программируемых калькуляторах Текст. / А.А. Костылев, П.В. Миляев, Ю.Д. Дорский и др. Л.: Энергоатом издат. Ленинградское отделение, 1991.-304 с.

32. Котляров, И.И. Внедрение новых видов рубок ухода обновления и переформирования в Северокавказском регионе Текст. / И.И.Котляров // Обзорн. информ. М.: ВНИИЦпесресурс.- Лесоводство и лесоразведение.- 1995.- вып.5.-С.1-14.

33. Кочегаров, В.Г. Технология и машины лесосечных и лесовосстановитель-ных работ Текст. / В.Г. Кочегаров, П. Г. Федяев, И.А. Лавров. М.: Лесн. пром-сть, 1970.-341 с.

34. Кочегаров, В.Г. Технология и машины лесосечных работ Текст.: Учебник для вузов / В.Г. Кочегаров, Ю.А. Бит, В.Н. Меньшиков. М.: Лесн. пром-сть , 1990.-392 с.

35. Кузьменко, В.Г. Visual Basic 6 Текст. / В.Г. Кузьменко.- М.ЮОО «Бином -Пресс», 2005.-672 с.

36. Красов, О.И. Комментарий к Лесному кодексу РФ Текст. / О.И. Красов. -М.: НОРМА, 2007. 416 с.

37. Лесной кодекс Российской Федерации Текст. // Российская газета.-2006.-№ 277.-С.18-21.

38. Лесотаксационный справочник Текст. / В.К.Захаров, О.А. Трулль, В.С.Мирошников, В.Е. Ермаков.- Издание второе, испр. и доп. Минск: Редакция научно-технической литературы, 1962. - 368 с.

39. Лесоустройство в СССР Текст. / Н.Н.Гусев, С.Г.Синицин, В.И. Сухих, Н.И. Букин.- М., 1981. 328 с.

40. Луганский, Н:А. Лесоводство Текст.: Учеб. пособие / Н.А. Луганский, С.В. Залесов, В.А. Щаровский.- Урал. гос. лесотехн. академия.-Екатеринбург, 1996.-320 с.

41. Мазуркин, П.М. Лесная аренда и рациональное лесопользование Текст.:1.v.

42. Научное издание / П.М.Мазуркин. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2007.- 524 с.

43. Матвейко, А.П. Технология и машины лесосечных работ Текст.: Учебник для вузов / А.П. Матвейко.- Мн.: Технопринт, 2002.- 480 с.

44. Машина трелевочная ЛП-18-А и ее модификации Текст. / В.П. Возный, П.А. Кожевников, Б.С. Лозицкий, В.В. Бискупский — М.: Лесн. пром-сть , 1990. -176 с.

45. Методические рекомендации (инструкция) по планированию, учету и калькулированию себестоимости продукции лесопромышленного комплекса Текст. М.:МГУЛ, 1999. - 256 с.

46. Меньшиков, В.Н. Основы технологии заготовки леса с сохранением и воспроизводством природной среды Текст. / В.Н. Меньшиков.- Л.:Изд-во Ле-нингр. ун-та, 1987. -220 с.

47. Мехренцев, А.В. Природощадящие технологии заготовки древесины Текст. / А.В. Мехренцев, Э. Ф. Герц, А.В. Новоселова, В.В. Глазырин // Лесная промышленность.-2000. № 2. - С. 24-25.

48. Минимальные ставки платы за древесину, отпускаемую на корню Текст. -М.: ВНИИЛМ, 2001. 130 с.

49. Набатов, Н.М. Лесоводство Текст.: Учебное пособие / Н.М. Набатов.- 2-е изд., испр. и дополн. М.: МГУЛ, 2002. - 192 с.

50. Наставление по рубкам ухода в равнинных лесах европейской части России Текст. М.: ВНИИЦлесресурс, 1996. - 192 с.

51. Нейлор, К. Как построить свою экспертную систему Текст.: Пер. с англ. / К. Нейлор. М.: Энергоатомиздат, 1991.- 286 с.

52. Несплошные рубки леса Текст. / Н.Р. Гильц, В.В. Федоров, В.А. Васю-ков, К.К. Демин. -М.: Лесн. пром-сть , 1986. 192 с.

53. Нестеров, В.Г. Оптимальные размеры лесосек Текст. / В.Г. Нестеров.-М.: Гослесбумиздат,1953.-49 с.

54. Нефедьев, В.В. Лесоустройство в новых экономических условиях Текст. / В.В. Нефедьев // Лесное хозяйство. -2001. № 4. - С.2-7.

55. Обыденников, В. И.Математический подход к обоснованию способов рубок и оценке работы лесосечных машин Текст. / В. И. Обыденников // Вестник МГУЛ. Лесной вестник.- 2004. № 2 - С.5-14.

56. Обыденников, В.И. Новая лесозаготовительная техника и возобновление леса Текст. / В.И.Обыденников. М., 1980. - 96 с.

57. Обыденников, Л.В. Экономическая оценка способов рубок и возобновления леса Текст. / Л.В. Обыденников // Лесное хозяйство.-1990. № 7.- С. 16-18.

58. Овсянников, Е.А. Технология лесоразработок Текст. / Е.А.Овсянников, М.В. Плаксин.- Львов.: ЛГУ, 1962.-590 с.

59. ОНТП 02-85. Общесоюзные нормы технологического проектирования лесозаготовительных предприятий Текст. — Л.: Гипролестранс, 1986. 233 с.

60. Основные положения по рубкам главного пользования в лесах Российской Федерации Текст. -М., 1994. 27 с.

61. Патент №2175830.РФ, МКИ А 01 G 23/20. Способ освоения участков лесного фонда Текст. / Ю.А. Ширнин, Е.М. Царев, Н.А. Крицкая, К.П. Рукомойников. №2000129333; Приоритет от 23.11.2000; Опубл. 20.11.01. 4с.

62. Положение об аренде участков лесного фонда Текст. Утв. постановлением Правительства Российской Федерации от 24 марта 1998 г. № 345. М.,1998. -Юс.

63. Попов, Ю.А Многооперационные машины на рубках ухода Текст. / Ю.А Попов, B.C. Федулов // Лесная промышленность .-1991. № 8. - С. 14-15.

64. Правила заготовки древесины Текст.- М., 2007.- 79 с.

65. Приказ от 6 апреля 2007 г. № 77 «Об утверждении состава проекта освоения лесов и порядка его разработки» Текст. М.: МПР РФ, 2007. 33 с.

66. Приказ от 19 апреля 2007 г. № 106 «Об утверждении состава лесохозяй-ственных регламентов, порядка их разработки, сроков их действия и порядка внесения в них изменений» Текст. М.: МПР РФ, 2007. - 5 с. с приложениями.

67. Промежуточное пользование лесом на северо-западе России Текст. / В.А. Ананьев, А. Асикайнен, Э. Вялькюо, Ю.Ю. Герасимов, К.К. Демин, Л. Сиканен, B.C. Сюнев, О.Н. Тюкина, В.К. Хлюстов, Ю.А. Ширнин. -Йоэнсуу: НИИ леса Финляндии, 2005.- 150 с.

68. Прохоров, JI.H. Машины для рубок ухода и промежуточного лесопользования Текст. / JI.H. Прохоров, В.Ф. Зинин // Лесная промышленность.-1996. -№ 3. -С. 16-17.

69. Редькин, А.К. Основы моделирования и оптимизации процессов лесозаготовок Текст. / А.К. Редькин.- М.: Лесн. пром-сть , 1988.- 256 с.

70. Роженцова, Н.И. Сравнение таксационных показателей древостоев после рубок прореживания с расчетными данными Текст. / Н.И. Роженцова. // Известия

71. Санкт Петербургской лесотехнической академии: Вып 183. Статьи молодых ученых, подготовленные на основе докладов. (№ 14). -СПб.: СПбГЛТА, 2008. - С. 39-44.

72. Рукомойников, К.П. Совершенствование технологии лесосечно лесовос-становительных работ с использованием форвардера Текст.: дис. .канд. техн. наук 05.21.01 / Рукомойников Константин Павлович.- Йошкар - Ола, 2002. - 159 с.

73. Русинова, Н. В. Разработка технологии рубок ухода (прореживания) с учетом размещения биогрупп деревьев Текст.: дис. .канд. техн. наук 05.21.01 / Русинова Наталья Владимировна.- Йошкар Ола, 2003. - 195 с.

74. Савицкий, В.Ю. Лесоводственная оценка лесозаготовительных машин Текст. / В.Ю. Савицкий, С. М.Гугелев, Л.И. Егоров // Лесная промышленность -1992.-№7.-С 11-13.

75. Сарайкин, В.Г.,Новые информационные технологии в лесном комплексе Текст. / В.Г. Сарайкин, Г.Ф. Минеев // Лесная промышленность.-2000. № 1— С. 28-29.

76. Сердечный, В.Н. Нормы расхода топливно-смазочных материалов в лесной и деревообрабатывающей промышленности: справочник Текст. / В.Н. Сердечный, Н.А. Вызов, А.К.Хаймусов; под ред. В.Н. Сердечного. — М: Лесн. пром-сть, 1987.-279 с.

77. Сердечный, В.Н. Нормы расхода топливно-смазочных материалов в лесной промышленности: справочник Текст. / В.Н. Сердечный, Н.А. Вызов, А.К.Хаймусов; под ред. В.Н. Сердечного. М: Лесн. пром-сть , 1990. - 429 с.

78. Сортиментные и товарные таблицы для лесов центральных и южных районов Европейской части РСФСР Текст. — М.всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно — исследовательский институт лесоводства и механизации лесного хозяйства, 1987.-128 с.

79. Старостенко, Д.А. Внедрение ГИС-технологий. Лесное хозяйство Российской Федерации Текст. / Д.А. Старостенко // ГИС — Ассоциация. Ежегодный об-зор.-1995.-вып № 2.- С. 92.

80. Старостенко, Д.А. Геоинформационные технологии в лесной отрасли Текст. / Д.А. Старостенко // ГИС Ассоциация. Информационный бюллетень.-2000.-№ 2 (24).-С. 12-13.

81. Столяров, Д.Н. Прогноз динамики лесного фонда и лесопользования в Северо-Западном экономическом регионе СССР Текст. / Д.Н. Столяров.- Гомель, 1990.-28 с.

82. Сухих, В.И. Информационно инвентаризационные проблемы лесного фонда России в связи с экологизацией лесного хозяйства Текст. / В.И.Сухих,

83. A.И. Уткин // Лесоведение.- 2003.- № 1. С. 3-15.

84. Сухих, В.И. О концепции лесоустройства в современной России Текст. /

85. B.И. Сухих // Лесное хозяйство.- 2003. №2.- С 31- 34.

86. Сюнев, B.C. Новые информационные технологии как инструмент оптимального выбора машин для лесозаготовок Текст. / B.C. Сюнев // Известия вузов. Лесной журнал.-2002.- № 1.-С. 124-134.

87. Турлай, И.В. Оптимальное расположение погрузочных пунктов при разработке лесосек нетрадиционной формы Текст. / И.В. Турлай, А.С. Федоренчик, В.В. Игнатенко, Н.Н. Рысюк // Известия вузов. Лесной журнал.-1989.-№ З.-С. 4043.

88. Хлюстов, В.К. Закономерности формирования древесного прироста Текст. / В.К. Хлюстов. Л.: ЛТА, 1991. - 319 с. Деп. в ВИНИТИ 09.10.91 №3908 -91.

89. Цытович, Н.А. Механика грунтов (краткий курс) Текст.: Учебник для строит, вузов / Н.А. Цытович 4-е изд., перераб. и доп. — М.: Высш. шк., 1983. -288 с.

90. Часовских, В.П. Автоматизированная система планирования воспроизводства лесных ресурсов Текст. / В.П. Часовских, Г.С. Годовалов, Н.Ю. Тумов // Современные наукоемкие технологии. 2006. -№ 1. — С. 75-77.

91. Черных, В.Л. Информационные технологии в лесном хозяйстве Текст.: Учебное пособие /В.Л.Черных, В.В. Сысуев. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2000. -378 с.

92. Чибисов, Г.А. Руководство по рубкам ухода за лесом на европейском Севере Текст. / Г.А.Чибисов, Л.И. Стулова.- Архангельск, 1977. -35 с.

93. Чумаченко, С.И. Базовая модель динамики многовидового разновозрастного лесного ценоза Текст. / С.И. Чумаченко // Вопросы экологии моделирования лесных экосистем: Науч. тр. МГУЛ.- М., 1993. С. 147-180.

94. Чупров, Н.П. Расчет и обоснование размера неистощительного пользования лесом в Архангельской области Текст. / Н.П. Чупров, Е.Д. Антуфьева, Г.П. Ярунова, В.Б. Шунина // Известия вузов. Лесной журнал, 1991. № 3.- С. 113-119.

95. Ширнин, А.Ю.Обоснование параметров технологии трелевки древесины комбинированным способом Текст.: дис. .канд. техн. наук 05.21.01 / Ширнин Александр Юрьевич.- Йошкар Ола. - 2006. — 143 с.

96. Ширнин, Ю.А. Выбор схем разработки лесосек с сохранением подроста Текст. / Ю.А. Ширнин // Лесное хозяйство.- 1989.-№ 6.-С. 47-48.

97. Ширнин, Ю.А. Комплексное освоение участков лесного фонда Текст. / Ю.А. Ширнин // Известия вузов. Лесной журнал.- 2002.- № 4.- С.89-95.

98. Ширнин, Ю.А. Методика обоснования рационального плана рубок промежуточного пользования Текст. / Ю.А. Ширнин, Н.И. Роженцова. Йошкар-Ола: МарГТУ, 2006. - 22 е.: ил.- Библиогр.: 11 назв. - Рус. - Деп. в ВИНИТИ 20.12.06 № 1588-В 2006.

99. Ширнин, Ю.А. Моделирование и разработка оптимальных технологических процессов лесосечных работ (для условий Волго-Вятского лесоэкономиче-ского района) Текст.: дис. .доктора, техн. наук 05.21.01 / Ширнин Юрий Александрович." Йошкар Ола. -1991.-371 с.

100. Ширнин, Ю.А. Моделирование процедуры выбора технологий рубок леса с использованием ГИС Текст. / Ю.А. Ширнин, Н.И. Роженцова. // Вестник Марийского государственного технического университета: Лес, экология, природопользование. 2007 -.№ 1 - С. 40-49.

101. Ширнин, Ю.А. Моделирование процессов заготовки сортированных деревьев и хлыстов. Монография Текст. / Ю.А. Ширнин — Красноярск: Издательство Красноярского университета, 1992.- 204 с.

102. Ширнин, Ю.А. Обоснование рациональной ширины пасеки и расстояния между рабочими позициями форвардераТекст.: [Лесные машины] / Ю.А. Ширнин, К.П. Рукомойников // Вестник МГУЛ. Лесной вестник, 2004. № 2-С.94-98.

103. Ширнин, Ю.А. Оптимизация рубок промежуточного пользования Текст. / Ю.А. Ширнин, В.К. Хлюстов, Н.И. Роженцова // Известия вузов. Лесной журнал.- 2008. -№3. С. 13-18.

104. Ширнин, Ю.А. Процессы комплексного освоения участков лесного фонда при малообъемных лесозаготовках Текст. / Ю.А. Ширнин, К.П.Рукомойников, Е.М.Онучин; под ред. Ю.А. Ширнина. Йошкар-Ола: Мар-ГТУ, 2005. - 196 с.

105. Ширнин, Ю.А. Технология и машины лесосечных работ: Курс лекций / Ю.А. Ширнин.- Йошкар Ола: МарГТУ, 2004. - 304 с.

106. Ширнин, Ю.А. Технология и машины лесосечных работ Текст.: Учебное пособие к курсовому проектированию / Ю.А. Ширнин. Йошкар - Ола: МарГТУ, 2005. - 84 с.

107. Ширнин, Ю.А. Технология и оборудование лесопромышленных производств. Часть 1. Лесосечные работы Текст.: Учебное пособие / Ю.А. Ширнин — М.:МГУЛ, 2004.-446с.

108. Ширнин, Ю.А. Технология и оборудование малообъемных лесозаготовок и лесовосстановление Текст.: Учебное пособие / Ю.А. Ширнин, Ф.В. Пошар-ников. -Йошкар -Ола: МарГТУ, 2001. 398 с.

109. Ширнин, Ю.А. Технология и эффективность рубок с естественным возобновлением леса Текст. : Учебное пособие / Ю.А. Ширнин, Е.И.Успенский, А.С.Белоусов. Йошкар-Ола: МарПИ, 1991.-100 с.

110. Ширнин, Ю.А. Технологические параметры лесосек с границами, полученными на основе ГИС Текст. / Ю.А. Ширнин, Н.И. Роженцова. // Вестник Марийского государственного технического университета: Лес, экология, природопользование. 2008 - № 1(2). - С. 40-48.

111. Шкиря, Т.М. Технология и машины лесосечных работ Текст. / Т.М.Шкиря.- Львов: Выща шк. Изд-во при Львов, ун-те, 1988.- 264 с.

112. Шолохов, А.Г. Математическая модель Г.Ф. Хильми динамики густоты одновозрастных насаждений Текст. / А.Г. Шолохов // Лесное хозяйство.- 1997. -№3.- С. 38-39.

113. Якимович, С.Б. Процедуры эффективного выбора для объектов лесопромышленного комплекса: Учебное пособие Текст. / С.Б.Якимович.- Йошкар — Ола: МарГТУ, 1995.-176 с.

114. Hoffman, В. F. Precommercial thinning Text. / В. F.Hoffman.-Journal of Forestry.- 1987.- № 3.-P. 16-18.

115. Lingas, A. The Greedy and Delaunay triangulation are not bad Text. / A. Lingas .- Lect. NotesComp.Sc., 1983.-158. p.270-284.

116. Sedjo, Roger A. Sustainability of temperate forests Text. / by Roger A.Sedjo, Alberto Goetzl and Steverson O. Moffat. Washington, 1998.-102 p.

117. Sowa, J. Costs and efficiency of timber harvesting by NIAB 5-15 processor mounted on a farm tractor Text. / J. Sowa, D.Kulak, G. Szewczyk // Croatian Journal of Forest Engineering.-28 (2007)2.-Pp. 177-184.