ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΠΡΟΦΙΛ ΣΥΣΤΑΔΩΝ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ Η/Υ

ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΠΡΟΦΙΛ ΣΥΣΤΑΔΩΝ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ Η/Υ ΑΤΕΙ ΚΑΒΑΛΑΣ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΔΡΑΜΑΣ ΤΜΗΜΑ ΔΑΣΟΠΟΝΙΑΣ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΚΑΔΑΣ ΜΑΡΙΟΣ 2008

ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Στον κ. Ι. Τάκο για την καθοδήγηση του σε όλη την εργασία. Στον κ. Κ. Βαχέ για την βοήθεια του στην τριγωνομετρία. Στον κ. Χ. Γαλανόπουλο για την βοήθεια του στην αγγλική ορολογία. Στον μπαμπά μου, κ. Χ. Καδά για τις χρήσιμες ιδέες του και για την υποστήριξη του. 2

ΠΕΡΙΛΗΨΗ Συγκεντρώνοντας βασικά βιομετρικά στοιχεία για μια συστάδα και σχεδιάζοντας την πρόσοψη και την κάτοψη της στο χαρτί, δημιουργούμε το προφίλ της συστάδας δηλαδή μια εικόνα της κατάστασης του δάσους τη δεδομένη χρονική στιγμή από την οποία μπορούμε να εξάγουμε πολύτιμα συμπεράσματα. Το προφίλ της συστάδας είναι δυνατό να αναπαρασταθεί τρισδιάστατα σε Η/Υ κερδίζοντας ποικίλα πλεονεκτήματα. 3

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. Εισαγωγή και τοποθέτηση του προβλήματος 1.1 Γενικά 1.2 Το πρόβλημα 1.3 Ο Σκοπός της εργασίας 2. Μέθοδος και υλικά 2.1 Υλικά 2.2 Μέθοδος 3. Αποτελέσματα συζήτηση 4. Συμπεράσματα 5. Βιβλιογραφία 4

1. Εισαγωγή και τοποθέτηση του προβλήματος 1.1 Γενικά Η ταχύτητα επεξεργασίας δεδομένων, η γρήγορη και ανέξοδη τροποποίηση τους, η ακρίβεια σε σχέση με απλούστερες τεχνολογίες, η οικονομία χώρου, η δυνατότητα δημιουργίας αντιγράφων χωρίς κόστος και γρήγορα είναι μερικές από τις ικανότητες που καθιέρωσαν τους Η/Υ και στο χώρο της επιστήμης σε πληθώρα εφαρμογών (http://en.wikipedia.org/wiki/computers). Στην συγκεκριμένη εφαρμογή ο υπολογιστής χρησιμεύει για να επιλύσει ένα σχεδιαστικό πρόβλημα που απαντάται στην δασοκομική επιστήμη. Συστάδα είναι μια επιφάνεια δάσους η οποία εμφανίζει συνθήκες αύξησης, σύνθεσης, δομή και ηλικία τέτοια που να τη διαφοροποιούν από το δάσος που την περιβάλλει. Καταλαμβάνει τόση έκταση, ώστε μπορεί να αποτελεί από μόνη της αντικείμενο ιδιαίτερου δασοκομικού χειρισμού (Βέργος, Στ. 2004). Οι συστάδες λαμβάνονται υπόψη σε κάθε διαχειριστικό σχέδιο δάσους και γι αυτό συγκεντρώνονται βιομετρικά στοιχεία από δειγματοληπτικές επιφάνειες συστάδων. Αυτά τα στοιχεία θα καθορίσουν τις διαχειριστικές αποφάσεις που θα ληφθούν και θα χρησιμεύσουν για την εξαγωγή συμπερασμάτων για τους δασοκομικούς χειρισμούς που έχουν εφαρμοστεί. Είναι χρήσιμο να απεικονιστούν κάποια από τα στοιχεία με γραφικό τρόπο ώστε να μας δώσουν μια συνολική εικόνα της κατάστασης της συστάδας. Έχοντας σχέδια από τις χρονικές φάσεις μιας συστάδας, γίνονται αντιληπτές οι νομοτέλειες που την διέπουν και συνεπώς η κατανόηση της δυναμικής της οδηγεί στην αριστοποίηση των χειρισμών του διαχειριστή. 1.2 Το πρόβλημα Το προφίλ συστάδας δημιουργείται με την κλασική μέθοδο ως εξής: Τα όργανα που χρησιμοποιούμε είναι παχύμετρο, κλισίμετρο και μετροταινία. Επιλέγουμε μια αντιπροσωπευτική επιφάνεια της συστάδας. Από την διεθνή βιβλιογραφία, οι διαστάσεις τις επιφάνειας συνήθως είναι 10*50μ. (Γρηγοριάδης Ν, Τάκος Ι, 2008) Την οριοθετούμε με σκοινιά. Ύστερα χωρίζουμε την επιφάνεια με βοηθητικά σκοινιά για να βρίσκουμε ευκολότερα τις συντεταγμένη των δέντρων και σε ένα σκαρίφημα σημειώνουμε την συντεταγμένη τους. Στο προφίλ θα συμπεριλάβουμε και όλα τα δέντρα που είναι εκτός των σκοινιών αλλά προβάλλουν την κόμη τους πάνω στην επιφάνεια μας. Μετράμε δέντρα πάνω από 4-10εκ. Παχυμετρούμε, μετράμε ύψος και ύψος έναρξης φυλλώματος. Κάνουμε την παραδοχή ότι ο κορμός είναι το κέντρο ενός νοητού σταυρού παράλληλου με τα 5

σκοινιά. Μετράμε την οριζόντια απόσταση από το κορμό μέχρι εκεί που τελειώνει η προβολή της κόμης. Αυτό το κάνουμε 4 φορές, για τους 4 νοητούς ημιάξονες του σταυρού (x-, x+, z-,z+). (Γρηγοριάδης Ν, Τάκος Ι, 2008) Κάτοψη. Το σχέδιο αρχίζει επιλέγοντας την κατάλληλη κλίμακα. Σχεδιάζουμε ένα ορθογώνιο με τις διαστάσεις της περιοχής. Αρχίζουμε από τα ψηλότερα στα χαμηλότερα δέντρα. Όσες κόμες επικαλύπτονται τις σχεδιάζουμε με διακεκομμένη γραμμή. Το κέντρο του δέντρου το επισημαίνουμε σχεδιάζοντας ένα σημείο σύμφωνα με τη συντεταγμένη που έχουμε μετρήσει. Για να υπολογίσουμε την θέση των σημείων x-, x+,z-,z+ αρχίζουμε από αυτό το σημείο και προχωράμε προς τους 4 ημιάξονες ανάλογα με την απόσταση που έχουμε μετρήσει. Όταν ενώσουμε αυτά τα 4 σημεία, σχηματίζουνε ένα τετράπλευρο, δηλαδή την κάτοψη του δέντρου. Επαναλαμβάνουμε την ίδια διαδικασία και για τα υπόλοιπα δέντρα. Πρόσοψη. Σχεδιάζουμε ένα ορθογώνιο χρησιμοποιώντας ως μάκρος το μάκρος του επιπέδου της δειγματοληπτικής επιφάνειας και ως πλάτος το ύψος του ψηλότερου δέντρου. Εδώ σχεδιάζουμε πρώτα τα δέντρα που είναι πιο μπροστά από άλλα σε σχέση με τον παρατηρητή και όσα μέρη δέντρων επικαλύπτονται τα σχεδιάζουμε με διακομμένες γραμμές. Για να βρούμε το σημείο που ξεκινάει ο κορμός στο χαρτί χρησιμοποιούμε την συντεταγμένη z. Μετά αξιοποιούμε τις μετρήσεις για το ύψος έναρξης της κόμης και την διάμετρο και έτσι σχεδιάζουμε τον κορμό. Για να σχεδιάσουμε ένα τετράπλευρο που να απεικονίζει την πρόσοψη της κόμης χρειαζόμαστε 4 σημεία: το ύψος του δέντρου, το ύψος που αρχίζει η κόμη και 2 σημεία ακόμα που είναι τα x- και x+. 1.3 Ο Σκοπός της εργασίας Ο σκοπός της παρούσης έρευνας είναι η χρήση νέων τεχνολογιών στο σχεδιασμό του προφίλ συστάδας. Συγκεκριμένα η δημιουργία του τέτοιου λογισμικού ώστε : να σχεδιάζεται το προφίλ του εδάφους της δειγματοληπτικής επιφάνειας που καλύπτεται από τη συστάδα να σχεδιάζονται τα δέντρα της συστάδας εμπεριέχοντας όλα τα στοιχεία των κλασικών σχεδίων να είναι δυνατή η αποθήκευση των δεδομένων ώστε να θεαθούν και να τροποποιηθούν μεταγενέστερα 6

2. Μέθοδος και υλικά 2.1 Υλικά Για την κατασκευή του λογισμικού χρησιμοποιήθηκε η γλώσσα προγραμματισμού Dark Basic. 2.2 Μέθοδος Για να χειριστούμε την κάμερα χρησιμοποιούμε τα βελάκια, το SHIFT, το CONTROL, και το ποντίκι κρατώντας πατημένο το δεξί πλήκτρο. Επίσης πατώντας μια φορά το ENTER βλέπουμε την κάτοψη, πατώντας ξανά βλέπουμε περιστροφικά τη συστάδα και πατώντας ξανά σταματάει η περιστροφή της κάμερας. Το πρόγραμμα αρχικά εμφανίζει το εξής μενού: Για να δημιουργήσουμε το προφίλ του εδάφους πατάμε πάνω στο GROUND. Θα εισάγουμε πλάτος, μάκρος, κλίση του πλάτους, κλίση του μάκρους. Τέλος, αν θέλουμε, βάζουμε μία από τις 10 υφές (31-40) που μπορούμε να τις δούμε στο φάκελο MEDIA του προγράμματος, αλλιώς η μήτρα θα εμφανίζεται ως συρματόπλεγμα. Όταν πατήσουμε πάνω στο TREES θα εμφανιστεί το εξής μενού: 7

Πατώντας το RETURN επιστρέφουμε στο αρχικό μενού. Για να δημιουργήσουμε τα δέντρα πατάμε στο TREES INSERT και εισάγουμε τα στοιχεία που θα ζητήσει: Διάμετρος κορμού Ύψος κορμού Ύψος έναρξης της κόμης Συντεταγμένες της θέσης του κορμού x και z Χ-, Χ+, Ζ-, Ζ+ Κλίση του δέντρου Την γωνία που σχηματίζει το κεκλιμένο δέντρο με τον θετικό ημιάξονα των Ζ ή αλλιώς προς τα που «κοιτάει» το κεκλιμένο δέντρο. Τον αριθμό της υφής της αρεσκείας μας. Τις 30 υφές μπορούμε να τις δούμε στον φάκελο MEDIA του προγράμματος. Είναι αποτελεσματικό δέντρα του ίδιου είδους να τα «ντύνουμε» με την ίδια υφή. Τέλος, προαιρετικά μπορούμε να δώσουμε ένα ακέραιο αριθμό στο δέντρο, κατατάσσοντας το έτσι σε μια ομάδα δέντρων. Αυτό χρησιμεύει στο TREES GROWTH όπου θα ερωτηθούμε αν θέλουμε να τροποποιήσουμε όλα τα δέντρα ή μια ομάδα μόνο. Για να διαγράψουμε κάποιο δέντρο πατάμε το TREES REMOVAL. Πατάμε τα πάνω /κάτω βελάκια, το SPACE για να διαγράψουμε κάποιο δέντρο και το ESC για να επιστρέψουμε στο αρχικό μενού. Για να δώσουμε αυξητικές παραμέτρους σε μια ομάδα ή σε όλα τα δέντρα πατάμε TREES GROWTH. Για να σώσουμε την εργασία μας πατάμε SAVE και πληκτρολογούμε ένα όνομα. Το αρχείο δημιουργείται μέσα στο φάκελο του προγράμματος. Για να φορτώσουμε ένα αρχείο φροντίζουμε να είναι στον φάκελο του προγράμματος, πατάμε LOAD και γράφουμε το όνομα. Δεν χρειάζεται να γράψουμε το φορμάτ του (.fp3d). Αν θέλουμε να κρύψουμε το μενού πατάμε HIDE και για να το επαναφέρουμε πατάμε SPACE στο πληκτρολόγιο. 8

3. Αποτελέσματα συζήτηση Στη συνέχεια εφαρμόζεται το πρόγραμμα σε συγκεκριμένο παράδειγμα (αρχείο: ex). Τα στοιχεία που χρησιμοποιήθηκαν φαίνονται στον παρακάτω πίνακα. A/A Είδος Διάμετρος (cm) Ύψος Έναρξη Κόμης Χ Z Z+ Z- X+ X- 1 Pinus brutia 24.7 12.5 6.3 0.4 1.6 1.8 3 3 2.2 2 Pinus brutia 33.6 8.8 4.6 1.9 5.5 2.6 2.8 2.6 3 3 Pinus brutia 37 13.1 5 5 7.9 4.5 3.6 4.6 3 4 Pinus brutia 25.9 11.9 7.9 7.8 4.7 3.1 2.8 3.4 2.8 5 Pinus brutia 26.9 13.5 8.7 5.6 0.6 3 2.8 2.7 3.1 6 Pinus brutia 32.5 8.5 6.1 11.2 5.9 3 3.6 3.3 3.9 7 Pinus brutia 29.1 11.2 7.1 16.2 6.2 3.4 3.8 3.1 3.6 8 Pinus brutia 25.1 11 8.1 16.3 1.9 3.5 2.5 2.4 2.5 9 Pinus brutia 27.7 10.7 4.7 20.25 4.7 2.9 3.4 2.8 2.7 10 Pinus brutia 27.5 9.1 5.6 23.5 3.8 0.7 2.9 3.2 2.7 11 Pinus brutia 28.8 9.7 5.7 26.5 6.5 2.2 2.6 3.1 2.7 12 Pinus brutia 28 9.5 4.9 32.95 8.95 2.6 2.1 2.9 2.5 13 Pinus brutia 36.7 9.7 5.8 33.4 2.4 2.8 4.4 3.4 3.9 14 Pinus brutia 24.9 6.3 2.6 38.4 9.7 2.9 2.5 2.9 2.3 15 Pinus brutia 34.3 6.1 6.3 41.85 3.25 3.1 4.1 3.2 3 Cupressus 16 sempervirens 24.6 7 2.9 44.45 3.65 2 1.5 2.2 1.1 Cupressus 17 sempervirens 17.4 12.6 2.3 47.1 7.6 0.5 0.5 0.5 0.5 18 Cupressus 31.7 16.1 1.5 47.5 5 3.6 2.5 2.2 2.3 9

sempervirens 19 Cupressus sempervirens 23.3 14.8 2.4 50.2 4.3 0.9 0.9 0.9 0.9 20 Pinus brutia 35.9 10.5 7.8 24 13.6 0.8 4.5 2.2 3.4 21 Pinus brutia 31 11.7 5.7 11 11.2 2.5 3.1 3.9 2 (Γρηγοριάδης Ν., Τάκος Ι., 2008) Για να εισάγουμε το πρώτο δέντρο πατάμε TREES και μετά TREES INSERT. Αρχικά το πρόγραμμα ζητάει να βάλουμε τη διάμετρο του δέντρου. Οποια δεδομένα, τα εισάγουμε σε μέτρα. Γι αυτό το 24,7(cm) του πίνακα, θα το γράψουμε ως 0.247. Πατάμε ENTER και μετά μας ζητάει το ύψος του δέντρου. Παρομοίως το εισάγουμε, πατάμε ENTER και μετά ακολουθεί το ύψος έναρξης της κόμης. Έπειτα εισάγουμε τις συντεταγμένες του δέντρου στον άξονα x και στον άξονα z. Στη συνέχεια ακολουθεί η εισαγωγή των x+, x-, z+, z- δηλαδή τα μήκη της προβολής της κόμης στους τέσσερις νοητούς ημιάξονες. 10

Μετά εισάγουμε την κλίση του δέντρου σε μοίρες. Αν δεν υπάρχει κλίση πατάμε ENTER. Στην πρώτη περίπτωση, όπου υπάρχει κλίση, στο επόμενο βήμα θα μας ζητήσει την διεύθυνση της κλίσης σε μοίρες. Η διεύθυνση της κλίσης του δέντρου μετράται από τον z+ δεξιόστροφα. Έπειτα μας ζητάει τον αριθμό της υφής της αρεσκείας μας. Για τα Pinus brutia επιλέξαμε την υφή 26, ενώ για τα Cupressus sempervirens την 25. Τέλος μας ζητάει να κατατάξει το δέντρο σε μια ομάδα. Τα Pinus Brutia τα βάλαμε στην ομάδα 1 ενώ τα Cupressus sempervirens στην 2. Για να εισάγουμε τα δεδομένα ενός ακόμα δέντρου πατάμε ENTER αλλιώς ESC. Την ίδια διαδικασία ακολουθούμε για τα υπόλοιπα δέντρα. 11

Σε αντίθεση με τη κλασική μέθοδο ένα δέντρο διακρίνεται εύκολα από τα υπόλοιπα και συνεπώς είναι καλύτερη η αντίληψη της συγκόμωσης και γενικότερα της κατάστασης ανταγωνισμού των ειδών. Μια επιφάνεια μπορεί να σχεδιαστεί συγκριτικά γρήγορα. Τα αρχεία αποθήκευσης των δεδομένων καταλαμβάνουν μικρό χώρο στο δίσκο και συνεπώς μπορούν να αποθηκευτούν πολλές δειγματοληπτικές επιφάνειες. Επίσης μπορούν να αντιγραφούν και να μοιραστούν εύκολα. 4. Συμπεράσματα Σε αντιδιαστολή με την κλασική μέθοδο, η ηλεκτρονική μέθοδος σχεδιασμού προσφέρει ταχύτητα σχεδιασμού, ποιότητα σχεδίου, ευελιξία στην επεξεργασία των δεδομένων και μηδενικό κόστος στην αντιγραφή τους. 12

5. Βιβλιογραφία http://en.wikipedia.org/wiki/computers Βέργου Στ., 2004. Σημειώσεις μαθημάτων δασοκομικής (Εφαρμοσμένη δασοκομική), ΑΤΕΙ Καρδίτσας, Τμήμα Δασοπονίας, Σελ. 68 Γρηγοριάδης Ν., Τάκος Ι., 2008, Σημειώσεις εργαστηρίου Δασοκομικής, ΑΤΕΙ Δράμας, Τμήμα Δασοπονίας, Σελ, 46 13