ispltaИзвестия Санкт-Петербургской лесотехнической академииIzvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii2079-43042658-5871СПбГЛТУ10.21266/2079-4304.2022.239.89-103isplta-141Research ArticleЛЕСНОЕ ХОЗЯЙСТВОFORESTRYПеревод лесных культур в покрытую лесом площадь с использованием беспилотных летательных аппаратовTransfer of artificial reforestftion to a forested area using unmanned aerial vehiclesОльхинЮ. В.OlkhinYu. V.

ОЛЬХИН Юрий Васильевич – доцент кафедры технологии и организации лесного комплекса, кандидат биологических наук

185960, пр. Ленина, д. 33, г. Петрозаводск

OLKHIN Yuri V. – PhD (Biology), Associate Professor of the Department of Technology and Organization of the Forest Complex

185910. Lenin str. 33. Petrozavodsk

https://orcid.org/0000-0002-1717-3085ГавриловаО. И.GavrilovO. I

ГАВРИЛОВА Ольга Ивановна – профессор кафедры технологии и организации лесного комплекса, доктор сельскохозяйственных наук

185960, пр. Ленина, д. 33, г. Петрозаводск

GAVRILOVA Olga I. – DSc (Agriculture), Professor of the Department of Technology and Organization of the Forest Complex

185910. Lenin str. 33. Petrozavodsk

ogavril@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3497-9312ГрязькинА. В.GryazkinA. V.

ГРЯЗЬКИН Анатолий Васильевич – профессор кафедры лесоводства, доктор биологических наук

194021, Институтский пер., д. 5. Литер У, Санкт-Петербург

GRYAZKIN Anatoly V. – DSc (Biology), Professor of the Department of Forestry

194021. Institute per. 5. St. Petersburg

КабоненА. В.KabonenA. V.

КАБОНЕН Алексей Валерьевич – аспирант кафедры технологии и организации лесного комплекса

185960, пр. Ленина, д. 33, г. Петрозаводск

KABONEN Alexey V. – PhD student of the department of technology and organization of the forest complex

185910. Lenin str. 33. Petrozavodsk

Петрозаводский государственный университетРоссияPetrSURussian FederationСанкт-Петербургский государственный лесотехнический университет имени С.М. КироваРоссияSt.Petersburg State Forest Technical UniversityRussian Federation202224022024023989103Copyright © Ольхин Ю.В., Гаврилова О.И., Грязькин А.В., Кабонен А.В., 20242024Ольхин Ю.В., Гаврилова О.И., Грязькин А.В., Кабонен А.В.Olkhin Y.V., Gavrilov O.I., Gryazkin A.V., Kabonen A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://izvestiya-lta.spbftu.ru/jour/article/view/141

Исследовались лесные культуры сосны обыкновенной в 96-м квартале Вешкельского участкового лесничества Суоярвского центрального лесничества республики Карелия. До рубки на этом участке произрастал сосняк брусничный. Рубка была проведена в 2009 г., число пней 893 шт./га. Весной 2013 г. проведена обработка почвы путем создания минерализованных полос трактором Форвардер в сцепке с плугом ПД-2. Посадка лесных культур осуществлена стандартными 2-летними сеянцами сосны обыкновенной − Pinus sylvestris L. под меч Колесова. Исходная густота составила 3500 экз./га. Посадочный материал получен из Суоярвского лесного питомника. Почва супесчаная, слабооподзоленная. Приживаемость после после первого года − 97,7%, сохранность после третьего года − 95,0%. На момент обследования состав молодняков на участке лесных культур − 68С23Б9Ос +Е. Общая численность молодняка − 3840 экз. /га., из них сосны 2300 экз./га. Все виды работ наземным методом выполняются на учетных площадках разного размера с минимальным количеством растений главной породы не менее 150 экз. (при площади лесокультурного участка до 3 га) и не менее 400 экз. при площади более 10 га. Все виды работ существенно сокращаются при использовании современных методов. Одним из методов, позволяющих сократить трудозатраты, является использование беспилотных летательных аппаратов. Современные летательные аппараты позволяют получать все основные характеристики лесных культур: густоту, среднюю высоту, характер размещения по площади и жизненное состояние растений. Точность определения высоты растений и диаметра кроны с помощью приборов составила около 2%. При этом определение густоты лесных культур с помощью БПЛА оказалось точнее, чем при использовании наземного метода, соответственно 2631 и 2300 экз./га. Применение БПЛА, кроме того, позволяет получать дополнительную информацию – микрорельеф, участки с лесными культурами, куртин и синузий, которые по отдельным характеристикам не могут быть переведены в покрытую лесом площадь. непригодных для перевода. Сохранность лесных культур составила на момент обследования более 75%, следовательно, исследуемые лесные культуры подлежат переводу в покрытую лесом площадь.

The forest cultures of scots pine were studied in the 96th quarter of the Veshkelsky district forestry of the Suoyarva Central forestry of the Republic of Karelia. Prior to logging, forest type – Pinetum vacciniosum of t his site. Logging was carried out in 2009, the number of stumps is 893 pcs./ha. In the spring of 2013, tillage was carried out by creating mineralized strips with a Forwarder tractor coupled with a PD-2 plow. Planting of forest crops was carried out by standard 2- year-old seedlings of scots pine – Pinus sylvestris L. under the Kolesov sword. The initial density was 3500 copies/ha. The planting material was obtained from the Suoyarva forest nursery. The soil is sandy loam, lightly salted. Survival rate after the first year is 97.7%, safety after the third year is 95.0%. At the time of the survey, the composition of young animals on the forest crops site was 68C23B9Os +E The total number of young animals is 3840 copies/ha., of which pine trees are 2300 copies/ha. All types of work by the ground method are carried out on accounting sites of different sizes with a minimum number of plants of the main breed of at least 150 pcs. (with an area of a forest-cultivated plot of up to 3 ha) and at least 400 pcs. with an area of more than 10 hectares. All types of work are significantly reduced when using modern methods. One of the methods to reduce labor costs is the use of unmanned aerial vehicles. Modern aircraft make it possible to obtain all the main characteristics of forest crops: density, average height, the nature of placement by area and the vital condition of plants. The accuracy of determining the height of plants and the diameter of the crown was about 2%. At the same time, the determination of the density of forest crops using UAVs turned out to be more accurate than using the ground method, respectively 2631 and 2300 copies/ ha. The use of UAVs, in addition, makes it possible to obtain additional information – microrelief, areas with forest crops, curtain and sinusium, which, according to certain characteristics, cannot be transferred to a forested area. unsuitable for translation. The preservation of forest crops was more than 75% at the time of the survey. Therefore, the studied forest crops are subject to transfer to a forested area.

методы оценкибеспилотный летательный аппаратлесные культурыперевод в покрытую лесом площадьassessment methodsunmanned aerial vehicleforest cropstransfer to a forested areaReferencesАковецкий В.Г., Афанасьев А.В. Методы и технологии интерпретации аэрокосмических мониторинговых наблюдений лесной растительности // Вестник МГУЛ – Лесной вестник. 2020. № 2. С. 29–36Akovetsky V.G., Afanasiev A.V. Methods and technologies for interpreting aerospace monitoring observations of forest vegetation. Vestnik MGUL – Forest Bulletin, 2020, no. 2, pp. 29–36. (In Russ.)Белова Е.И., Ершов Д.В. Опыт оценки естественного лесовосстановления на сплошных вырубках по временным рядам Landsat // Лесоведение. 2015. № 5. С. 339–345.Belova E.I., Ershov D.V. Experience in assessing natural reforestation in clear cuts using Landsat time series. Lesovedenie, 2015, no. 5, pp. 339–345. (In Russ.)Вогель Д.К., Юферев В.Г. Оценка лесных насаждений Волго-Ахтубинской поймы на основе фотограмметрической обработки данных цифровой аэросъемки // Известия НВ АУК. 2018. № 3 (51). С. 203–209Daineko D.V. The use of unmanned aerial vehicles in the forest industry. Application of unmanned aerial vehicles in geographical research: Proceedings of the All-Russian Scientific and Practical Conference. Irkutsk. Publishing house of the Institute of Geography V.B. Sochavy SB RAS, 2018, pp. 59–62. (In Russ.)Гаврилова О.И., Колганов Е.С., Пак К.А. Оценка успешности самовозобновления сосны на гари // Лесотехнический журнал. Воронеж, 2020. Т. 10, № 4 (40). С. 142–149.Dandois J.P.; Ellis E.C. Remote Sensing of Vegetation Structure Using Computer. Vision. remote sens., 2010, no. 2, pp. 1157–1176. URL: https://doi.org/10.3390/rs2041157Галецкая Г.А., Вьюнов М.В., Железова С.В., Завалишин С.И. Возможности обработки и анализа данных сверхлёгкого БПЛА SenseFly eBee в лесном хозяйстве // Интерэкспо Гео-Сибирь. 2015. № 4. С. 11–18.Denisov S.A., Domrachev A.A., Elsukov A.S. Experience in using a quadrocopter to monitor forest renewal. Bulletin of PSTU. Series: Forest. Ecology. Nature management, 2016, no. 4 (32), pp. 34–46. (In Russ.)Горохова И.Н., Борисочкина Т.И., Шишконакова Е.А. Использование снимков с беспилотного летательного аппарата для оценки экологического состояния почвенно-растительного покрова урбанизированной экосистемы // Бюллетень Почв. ин-та. 2014. № 74. С. 77–89.Epov M.I., Zlygostev I.N. The use of unmanned aerial vehicles in airborne geophysical reconnaissance. Remote methods of Earth sensing and photogrammetry, environmental monitoring, geoecology: scientific conf. Interexpo GEO-Siberia. Sat. materials. In 2 vol. Vol. 2. 2012, pp. 27–32. (In Russ.)Грязькин А.В. Влияние факторов внешней среды на структуру и состояние подроста // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2000. Вып. 8 (166). С. 19–25.Fetisova A., Gryazkin A.V., Kovalev N.V., Gutal M. Assessment of the natural regeneration of coniferous species in clear-cut areas under the conditions of Roshchinsky forestry. IVUZ. Lesnoy zhurnal, 2013, no. 6, pp. 15–17. (In Russ.)Грязькин А.В., Беляева Н.В., Кази И.А., Ефимов А.В., Сырников И.А. Особенности роста подроста сосны под пологом древостоев на сухих бедных почвах // Research Science: науч. журнал (Banská Bystrica, Словакия). 2019. № 8. С. 3–6. URL: http://researchscience.info/payment/Galetskaya G.A., Vyunov M.V., Zhelezova S.V., Zavalishin S.I. Possibilities of data processing and analysis of ultralight UAV SenseFly eBee in forestry. Interexpo Geo-Siberia. 2015, no. 4, pp. 11–18. (In Russ.)Дайнеко Д.В. Применение беспилотных летательных систем в лесной отрасли // Применение беспилотных летательных аппаратов в географических исследованиях : матер. Всерос. науч.-практ. конф. Иркутск. Изд-во Ин-та географии им. В.Б. Сочавы СО РАН, 2018. C. 59–62.Gavrilova O.I., Kolganov E.S., Pak K.A. Evaluation of the success of self-renewal of pine trees in the burnt area. Forestry journal, 2020, vol. 10, no. 4 (40), pp. 142–149. (In Russ.)Денисов С.А., Домрачев А.А., Елсуков А.С. Опыт применения квадрокоптера для мониторинга возобновления леса // Вестник ПГТУ. Серия: Лес. Экология. Природопользование. 2016. № 4 (32). C. 34–46.Gorohova I.N., Borisochkina T.I., Shishkonakova E.A. Using images from an unmanned aerial vehicle to assess the ecological state of the soil and vegetation cover of an urbanized ecosystem. Bul. Soil in-ta, 2014, no. 74, pp. 77–89. (In Russ.)Кабонен А.В., Ольхин Ю.В. Цифровое моделирование природно-ландшафтных комплексов по данным, полученным с помощью беспилотных летательных аппаратов // Лесохозяйственная информация. 2020. № 3. C. 101–110.Gryazkin A.V., Belyaeva N.V., Kazi I.A., Efimov A.V., Syrnikov I.A. Features of the growth of pine undergrowth under the canopy of forest stands on dry poor soils. Research Science: scientific journal (Banska Bystrica, Slovakia), 2019, no. 8, pp. 3–6. URL: http://researchscience.info/payment/ (In Russ.)Кабонен А.В., Ольхин Ю.В. Дешифрирование форм и морфологических особенностей древесных растений на снимках, полученных с помощью беспилотных летательных аппаратов // Экосистемы. 2019. Вып. 20 (50). С. 197–202.Gryazkin, A.V. Influence of environmental factors on the structure and condition of undergrowth. Izvestia Sankt-Peterburgskoj Lesotehniceskoj Akademii, 2000, iss.. 8 (166), pp. 19–25. (In Russ.)Никифоров А.А., Мунимаев В.А. Анализ зарубежных беспилотных летательных аппаратов, применяемых в лесном секторе // Resour. Technol. 2010. С. 97–99.Kabonen A.V., Olkhin Yu.V. Deciphering the forms and morphological features of woody plants in images obtained with the help of unmanned aerial vehicles. Ecosystems, 2019, iss. 20 (50), pp. 197–202. (In Russ.)Осипенко А.Е., Коукал Я., Панин И.А., Иванчина Л.А., Залесов С.В. Опыт применения квадрокоптера для создания трехмерной модели лесных насаждений // Леса России и хозяйство в них. 2017. № 4 (63). C. 16–22.Kabonen A.V., Olkhin Yu.V. Digital modeling of natural landscape complexes based on data obtained with the help of unmanned aerial vehicles. Forestry information, 2020, no. 3, pp. 101–110. (In Russ.)Петушкова В.Б., Потапова С.О. Мониторинг и охрана лесов с применением беспилотных летательных аппаратов // Пожарная безопасность: проблемы и перспективы. 2018. № 9. С. 717–722.Neuville R.; Bates J.S.; Jonard F. Estimating Forest Structure from UAV-Mounted LiDAR Point Cloud Using Machine Learning. Remote sens., 2021, no. 13, p. 352. URL: https://doi.org/10.3390/rs13030352Скуднева О.В. Беспилотные летательные аппараты в системе лесного хозяйства России // ИВУЗ. Лесной журнал. 2014. № 6 (342). С. 150–154.Nikiforov A.A., Munimaev V.A. Analysis of foreign unmanned aerial vehicles used in the forestry sector. Resour. Technol.. 2010, pp. 97–99.Смирнов А.А., Богачев П.В., Смирнов А.П. Естественное возобновление на вырубках Карелии в связи с плодородием и увлажнением лесной почвы // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 232. С. 20–32.Osipenko A.E., Koukal Ya., Panin I.A., Ivanchina L.A., Zalesov S.V. Experience in using a quadrocopter to create a three-dimensional model of forest plantations. Forests of Russia and the economy in them, 2017, no. 4 (63), pp. 16–22. (In Russ.)Фетисова А.А., Грязькин А.В., Ковалев Н.В., Гуталь М. Оценка естественного возобновления хвойных пород на сплошных вырубках в условиях Рощинского лесничества // ИВУЗ. Лесной журнал. 2013. № 6. С. 15–17.Petushkova V.B., Potapova S.O. Monitoring and protection of forests using unmanned aerial vehicles. Fire safety: problems and prospects, 2018, no. 9, pp. 717–722. (In Russ.)Эпов М.И., Злыгостев И.Н. Применение беспилотных летательных аппаратов в аэрогеофизической разведке // Дистанционные методы зондирования Земли и фотограмметрия, мониторинг окружающей среды, геоэкология : сб. матер. Междунар. науч. конф. Интерэкспо ГЕО-Сибирь. В 2 т. Т. 2. 2012. С. 27–32.Skudneva O.V. Unmanned aerial vehicles in the forestry system of Russia. IVUZ. Forest magazine, 2014, no. 6 (342), pp. 150–154. (In Russ.)Dandois J.P., Ellis E.C. Remote Sensing of Vegetation Structure Using Computer Vision // Remote Sens. 2010. No. 2. P. 1157–1176. URL: https://doi.org/10.3390/rs2041157Smirnov A.A., Bogachev P.V., Smirnov A.P. Natural regeneration in the clearings of Karelia in connection with the fertility and moisture of the forest soil. Izvestia Sankt-Peterburgskoj Lesotehniceskoj Akademii, 2020, iss. 232, pp. 20–32. (In Russ.)Neuville R., Bates J.S., Jonard F. Estimating Forest Structure from UAVMounted LiDAR Point Cloud Using Machine Learning // Remote Sens. 2021, No. 13. P. 352. URL: https://doi.org/10.3390/rs13030352Uutera J. Impact of Regeneration Method on Stand Structure Prior to First Thiining: Comparative study North Karelia, Finland vs. Republic of Carelia, Russian Federation. Silva Fennica, 1995. vol. 29, no. 4, pp. 267–285.Uutera J. Impact of Regeneration Method on Stand Structure Prior to First Thiining: Comparative study North Karelia, Finland vs. Republic of Carelia, Russian Federation // Silva Fennica. 1995. Vol. 29, no. 4. P. 267–285.Vogel D.K., Yuferev V.G. Assessment of forest plantations of the Volga-Akhtuba floodplain based on photogrammetric processing of digital aerial survey data. Izvestiya NV AUK, 2018, no. 3 (51), pp. 203–209. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.