Mendelova univerzita v Brně

Transkript

1 Mendelova univerzita v Brně Lesnická a dřevařská fakulta Ústav lesnické a dřevařské techniky Zjištění objemu hráně rovnaného dříví pomocí počítačové analýzy obrazu a jeho verifikace Diplomová práce 2010/2011 Bc. Ondřej Zbytovský

2 Zadávací list

3

4 Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma: Zjištění objemu hráně rovnaného dříví pomocí počítačové analýzy obrazu a jeho verifikace zpracoval sám a uvedl jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje diplomová práce byla zveřejněna v souladu s 47b Zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MZLU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací. Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace. V Brně, dne:...

5 Poděkování Tímto bych chtěl poděkovat vedoucímu diplomové práce Ing. Radomíru Klvačovi, Ph.D., za jeho odborné a metodické vedení, cenné rady a podporu při zpracování práce. Dále děkuji Ing. Lubomíru Kolářovi, MBA za poskytnuté údaje a čas věnovaný měření pro tuto práci. V neposlední řadě bych rád poděkovat svým rodičům za veškerou podporu po celou dobu studia.

6 Jméno/Author: Bc. Ondřej Zbytovský Název: Zjištění objemu hráně rovnaného dříví pomocí počítačové analýzy obrazu a jeho verifikace Title: Stocked timber volume quantification using computer screen analysis and its verification Abstrakt: Tato diplomová práce je zaměřena na zjišťování objemu hrání rovnaného dříví počítačovou analýzou digitálního obrazu, prováděné systémem sscale. Analýza obrazu probíhá automaticky v programu sscale TM v Pro ověření přesnosti měření v podmínkách lesního hospodářství ČR byly použity údaje z elektronické přejímky dříví a z automatizovaného měření dříví harvestorem. Pro orientační srovnání byl objem měřených hrání vypočten kalkulačními vzorci pro jednotlivé výřezy a ručním měřením dříví v prostorových mírách. Přepočtové koeficienty (PRM=>m 3 ) byly stanoveny odběratelem. Cílem práce bylo zhodnocení přesnosti objemu stanoveného systémem sscale a dále stanovení podmínek jeho použitelnosti v LH ČR. Klíčová slova: příjem a evidence dříví, systém sscale, harvestor, elektronická přejímka Abstract: The thesis is focused on stocked timber volume quantification using computer analysis of digital screen done by sscale system. The screen analysis is processed automatically in software sscale TM v For verification of measurement accuracy in forest conditions in the Czech Republic were used values from electronic acceptance and/or harvester automatic measurement. For simple verification was volume of piles calculated by equation for single logs and/or measured manually as stocked volume. In this case the re-calculation coefficient (between stocked volume and solid volume) was defined by costumer. The aim of the study was to assess the volume accuracy given by sscale system and to define conditions of usability in forestry sector in the Czech Republic. Keywords: timber acceptance and evidence, sscale system, harvester, electronic acceptance

7 Obsah 1. Úvod Cíl práce Metody měření rozměrů a stanovení objemu Měření jednotlivě Délka Tloušťka Automatizovaný způsob měření Měření tloušťky Měření délky Protokol měření Stanovení objemu Stanovení objemu jednotlivých výřezů Použití vzorce pro výpočet objemu bez kůry, měřeno bez kůry Použití vzorce pro výpočet objemu bez kůry, měřeno v kůře Určení objemu podle objemových tabulek Hromadné stanovení objemu dříví Stanovení objemu dříví v prostorových mírách Stanovení objemu dříví podle hmotnosti Přejímka dříví Obsah přejímky Principy přejímky dříví Objemová přejímka Hmotnostní (váhová) přejímka Prostorová přejímka Způsoby přejímky dříví Namátková (statistická) přejímka... 27

8 Ruční kusová přejímka Přejímka odborným odhadem Objemová přejímka celých nákladů Hmotnostní přejímka Přejímka elektronickým měřením (elektronická přejímka) Další možné způsoby přejímky dříví Hromadná laserová přejímka dříví Automatizované měření dříví harvestorem Automatizované měření objemu hrání rovnaného dříví pomocí počítačové analýzy obrazu systém sscale TM v Rozdíly v evidovaném objemu dříví Nezávislá přejímka Metodika a materiály Představení dané technologie osloveným subjektům Zajištění dostatečného množství měřitelných hrání dříví Zjištění objemu dříví systémem sscale Zjištění objemu dříví přijatého odběratelem Porovnání a analýza získaných údajů Stanovení podmínek použitelnosti systému sscale v LH ČR Výsledky Diskuse Využití výsledků v praxi Závěr Summary Přehled použité literatury Přílohy práce... 59

9

10 1. Úvod Dřevní hmota se od nepaměti stala člověku nejvíce blízkou surovinou díky jejímu snadnému získání, opracování a dostupnosti. S vývojem lidské společnosti stoupaly nároky na množství použitelného dříví, protože jej lidé začaly používat nejen na výrobu zbraní a vojenského vybavení, ale také jako stavební materiál nebo v oblasti umění. Tento trend se projevil i ve zdokonalování nářadí pro těžbu dříví od kamenných nástrojů přes primitivní sekery vyrobené z různých kovů do dnešní podoby ručních seker a pil, poté i do podoby motorových pil a těžebních jedno nebo víceoperačních strojů (Honsa, 2007). S vývojem těžebních technologií přichází do lesnického a dřevařského sektoru i inovace technologií pro měření rozměrů a zjišťování objemu dřevní suroviny. Zpočátku se určení objemu dříví provádělo hromadně, v hráních, pomocí měřící latě. Poté se přišlo i ke kusovému způsobu měření pomocí průměrky a lesnické metrovky, kterou postupně nahradilo pásmo. V současné době se využívají oba způsoby stanovení objemu dříví. Existují různé způsoby zjišťování objemu, ať už jsou to zapsaná měření pracovníka v těžební činnosti, záznamy prvotní evidence dříví, ruční kusová přejímka, přejímka odborným odhadem či nejmodernější systémy váhových, elektronických a laserových přejímek. Harvestorové technologie přinesly mnohé změny do oblasti lesnictví, mezi jinými i automatizované měření rozměrů dříví současně se samotnou výrobou. Zelená zpráva (2009) uvádí, že podíl harvestorových technologií na celkovém množství vytěženého dříví je 25%. Jednou z činností, která zásadním způsobem ovlivňuje nejen konečný efekt výroby, ale zároveň mění známé postupy, je měření zpracovávaného dřeva. Způsob příjmu pomocí elektronické přejímky, který je odběrateli stále více využíván, přináší v konečné fázi disproporci oproti přímému měření harvestorem. Proto se stále více pracuje na různých možnostech optimalizace měření této zpracovávané suroviny. Jednou z dalších možností optimalizace je zjišťování objemu hrání dříví pomocí počítačové analýzy digitálního obrazu systémem sscale. Produkce dříví představuje i v dnešní době velmi významnou součást lesního hospodářství. Dříví je dodnes všestranně využívanou a preferovanou surovinou a jeho zdroje jsou při uvážlivém, trvale udržitelném hospodaření prakticky nevyčerpatelné a hlavně obnovitelné. Roční těžba dříví se v České republice pohybuje okolo 15 mil. m 3 a 9

11 90 % z tohoto objemu dosahuje jehličnaté dříví. V sortimentní skladbě převládají kulatinové sortimenty (okolo 8,8 mil. m 3 ) a vlákninové a ostatní průmyslové dříví (okolo 5 mil. m 3 ), zbylé dodávky jsou tvořeny palivovým dřívím. Procentuální zastoupení sortimentů se u jehličnatého dříví pohybuje: kulatina 60 %, vláknina 32 %, palivo 8 %; u listnatého dříví: kulatina 36 %, vláknina 25 %, palivo 39 % (Zpráva o stavu lesa a lesního hospodářství České republiky, 2009). Tržby za realizované dříví jsou stále rozhodujícím a často jediným zdrojem prostředků, kterými vlastník lesa financuje veškeré náklady na těžbu a dopravu dříví, zalesňování, výchovu a ochranu lesních porostů, dále z těchto tržeb podporuje udržování a rozvoj mimoprodukčních funkcí lesa. Příjmy za prodej dříví tvoří cca 85 % všech příjmů v lesním hospodářství (Simanov, 2004). V lesnických a dřevařských kruzích se diskutuje o problematice objemových rozdílů mezi konsignovaným množstvím dříví a množstvím dříví, které převezme odběratel. Objemové rozdíly tak mohou být příčinou sporů nebo alespoň pochybností mezi dodavateli a odběrateli dříví, což může ovlivnit jak výsledky hospodaření obou stran, tak i mezilidské vztahy. 10

12 2. Cíl práce Cílem této diplomové práce bylo zjišťování objemu hrání rovnaného dříví pomocí počítačové analýzy obrazu, prováděné systémem sscale. Zjištěné objemy byly verifikovány s jinými způsoby stanovení objemu daných hrání. Pro ověření přesnosti výsledných objemů byly použity údaje z elektronické přejímky a z automatizovaného měření dříví harvestorem, s ohledem na jejich přesnost. Data z ručního měření slouží pouze pro srovnání. Pro stanovení objemu jednotlivých výřezů byl použit Huberův a Smalianův vzorec. Měření dříví v prostorových mírách probíhalo dle Doporučených pravidel pro měření a třídění dříví v České republice, přepočtové koeficienty byly stanoveny odběratelem. Dílčím cílem této práce je i stanovení podmínek použitelnosti systému sscale v České republice. 11

13 3. Metody měření rozměrů a stanovení objemu 3.1. Měření jednotlivě Základními rozměry, které rozhodují o zařazení určitého výřezu do sortimentů surového dříví jsou délka a tloušťka Délka Délka je základním limitujícím faktorem pro zařazení daného výřezu do odpovídajícího sortimentu surového dříví. V požadavcích na výrobu daného sortimentu se vždy uvádí minimální přípustná délka. Jde o takovou délku, při které je zpracování daného sortimentu na technickém zařízení odběratele možné. V některých případech se uvádí i maximální přípustná délka sortimentu z důvodu možnosti dopravy a manipulace. Mezi uvedenou minimální a maximální přípustnou délkou nebývá možné vyrábět výřezy daného sortimentu v libovolných délkách, ale po určení předem stanovených délkových intervalech stoupání délek. Stoupání délek je určitým kompromisem mezi využitím kvalitní dřevní suroviny (jejím dobrým finančním zhodnocením) a mezi možností zpracovatele vyrobit z uvedené délky prodejný výrobek (Janák a kol., 2006). Délka výřezu se měří v metrech s přesností na 0,01 m (1 cm). Jmenovitá délka výřezu je délka, která se uvádí do dokladů a užívá se pro výpočet objemu výřezu. Její hodnotu zjistíme přeměřením výřezu (zjištěním tzv. skutečné délky výřezu) a odpočtem hodnoty části záseku, hodnoty přídavku k délce (nadměrku), případně zaokrouhlením směrem dolů na hodnotu smluveného stoupání délek (Janák a kol., 2006). Jestliže se uvádí jmenovitá délka, zaokrouhluje se celková délka výřezu směrem dolů na nejbližší stupeň jmenovité délky. Stupeň jmenovité délky představuje nejčastěji 1 m. U výřezů se středovou tloušťkou do 20 cm (bez kůry) se může celková délka po dohodě mezi dodavatelem a odběratelem zaokrouhlit na celé metry směrem dolů. (Doporučená pravidla pro měření a třídění dříví v České republice, 2002) dále jen: (Doporučená pravidla, 2002) Pro výřezy jehličnatého i listnatého dříví je přídavek k délce 2 % jmenovité délky. Přídavek k délce se do délky výřezu nezapočítává. Použití odlišných přídavků k délce, než je stanoveno, musí být smluvně odsouhlaseno mezi dodavatelem a odběratelem. Při měření výřezu se zásekem se do celkové délky výřezu započítá polovina výšky záseku, nejvýše však 0,05 m. (Doporučená pravidla, 2002) 12

14 Tloušťka Tloušťka výřezu (průměr) je hodnota měřená jako kolmá vzdálenost dvou rovnoběžných tečen k oblému povrchu výřezu vedených kolmo na jeho podélnou osu. Průměr se udává v cm v celých číslech (údaje za desetinnou čárkou se neuvažují). Středová tloušťka se měří ve středu výřezu, v určených případech je nahrazena čepovou tloušťkou, která se měří na čepu výřezu. (Doporučená pravidla, 2002) Měření tloušťky čela Tloušťkou čela rozumíme tloušťku silnějšího, spodního konce. U oddenkových výřezů může být zvětšena o kořenové náběhy. Janák a kol., (2006) uvádí, že velikost tloušťky čela není limitujícím faktorem pro zařazení do jakostní třídy, ale je často limitována odběratelem s ohledem na parametry jeho zpracujícího strojního zařízení (např. s ohledem na světlost rámu u rámové pily) Měření středové tloušťky Středová tloušťka se měří ve středu jmenovité délky výřezu. Jestliže se v místě měření vyskytuje výrazná nepravidelnost růstu, měří se středová tloušťka na dvou místech, která se nacházejí ve stejné (co nejmenší) vzdálenosti od původního místa měření před a za nepravidelností růstu a středová tloušťka se vypočítá jako aritmetický průměr. U výřezu se středovou tloušťkou do 20 cm se měří (při ručním měření) středová tloušťka jedenkrát v horizontálním směru (rovina měření je rovnoběžná s povrchem země). Jestliže má výřez oválný průřez, měří se středová tloušťka ve dvou, na sebe kolmých rovinách. U výřezu se středovou tloušťkou nad 20 cm se měří středová tloušťka ve dvou na sebe kolmých rovinách. (Doporučená pravidla, 2002) Měření čepové tloušťky Čepová tloušťka se měří na slabším konci výřezu (na čepu). Janák a kol., (2006) uvádí, že minimální čepové tloušťce musí odpovídat i poslední část dodávaného výřezu část s nadměrkem. Použití čepové tloušťky pro účely zjištění objemu měřené kulatiny musí být odsouhlaseno mezi dodavatelem a odběratelem. Postup měření je obdobný jako při měření středové tloušťky. (Doporučená pravidla, 2002) 13

15 Měření tloušťky tyčí a tyček Pro účely zjištění objemu tyčí a tyček se měří tloušťka ve vzdálenosti 1 m od silnějšího konce (čela). Výsledky měření tloušťky Měří-li se tloušťka v jednom směru, výsledek se vyjádří v celých centimetrech (údaje za desetinnou čárkou se neuvažují). Měří-li se tloušťka ve dvou, na sebe kolmých směrech, každé měření se vyjádří v celých centimetrech (údaje za desetinnou čárkou se neuvažují). Tloušťka se vypočítá jako aritmetický průměr ze dvou (resp. čtyřech) měření. Vypočtený aritmetický průměr se vyjádří v celých centimetrech (údaje za desetinnou čárkou se neuvažují). (Doporučená pravidla, 2002) Převod měření v kůře na měření bez kůry Tloušťka se měří v kůře nebo bez kůry. Jestliže se tloušťka měří v kůře, použije se pro převod měření v kůře na měření bez kůry tento postup: Pro výpočet objemu výřezu je použita středová tloušťka v kůře a objem výřezu je odvozen podle tabulek, které vycházejí z ČSN : Tabulky objemu kulatiny bez kůry podle středové tloušťky měřené v kůře (tabulky rozlišují tloušťku kůry podle jednotlivých dřevin a toto rozlišení je respektováno s výjimkou výřezů MD, které se zařazují do skupiny BO oddenky). Mezi dodavatelem a odběratelem může být dohodnuta i jiná srážka na kůru, o kterou se sníží měřený průměr (Doporučená pravidla, 2002). Použitá měřidla Měřidlo, použité pro měření je kalibrováno, v pravidelných časových intervalech přezkušováno a udržováno v následujícím stavu: a) délka - měřidlo měří s rozlišovací schopností nejméně na 1 cm, b) průměr - měřidlo (průměrka, pásmo, pravítko pro měření výřezů) měří tloušťku s rozlišovací schopností nejméně na 1 cm. 14

16 3.2. Automatizovaný způsob měření Automatizovaný způsob měření dříví se používá zejména u odkorněného dříví. Při použití tohoto způsobu měření u neodkorněného dříví dodavatel s odběratelem dohodnou srážku na kůru a průměrný podíl kůry na měřeném dříví Měření tloušťky Měření středové tloušťky Středová tloušťka se měří nejméně na dvou místech tzv. měřící plochy, která činí 20 cm. Měřící plocha musí být v místě středu délky výřezu rozprostřená na obě strany. Technicky se může střed měřící plochy odlišovat od středu celkové délky výřezu o ± 5 cm. Krajní měřící místa však mohou být vzdálena nejvýše 15 cm od skutečného středu délky výřezu. Na každém měřícím místě se vypočítá aritmetický průměr nejméně dvou měření. Jako střední průměr se použije nejmenší, takto získaná hodnota, vyjádřená na celé centimetry (místa za desetinnou čárkou se neuvažují). Průměry používané k výpočtu středního průměru musí být změřeny v úhlu cca 90 (průměr ze dvou měření) nebo v úhlu cca 60 (průměr ze tří měření) (Doporučená pravidla, 2002). Měření čepové tloušťky Čepová tloušťka se měří ve vzdálenosti do 10 cm od slabšího konce (čepu) výřezu Měření délky Délka se měří jako vzdálenost mezi čely výřezu. Jestliže je délka výřezu menší než nejmenší dodací délka, početně se naměřená délka zmenší na nejbližší nižší dodací délku. Přesunutí do nižšího délkového stupně při měření po zarovnání čela (čepu) je nepřípustné (Doporučená pravidla, 2002) Protokol měření V záhlaví protokolu musí být uvedeny hraniční hodnoty, které ovlivňují kvalitu a objem včetně všech ostatních kvalitativních a objemových parametrů včetně vysvětlivek použitých zkratek. Kusy, které v průběhu měření nebyly zcela nebo zčásti zaprotokolovány, musí být v protokolu uvedeny zvlášť se zkratkou označující ruční vložení. 15

17 Protokol měření musí obsahovat minimálně tyto údaje: - změřenou délku (s přesností na 1 cm), - změřený střední průměr (s přesností na 1 cm), - dřevina, - kvalita, - srážka na kůru, - ostatní ručně zadané srážky (délka, průměr), - objem (účtovaný objem), - označení ručního vstupu. Dále musí být z protokolu patrné, zda jsou aktivní funkce hodnotící sbíhavost a křivost měřeného dříví. Celkový protokol, který je sestaven ze zjištěných dat bez dalšího zásahu obsluhy, musí obsahovat tyto údaje: - počet kusů, - součet jmenovitých délek, - celkový účtovaný objem v m 3. Přípustná chyba měření Přesnost měření systému automatizovaného způsobu měření musí být ověřena před uvedením do provozu, po jakýchkoliv úpravách a v pravidelných časových intervalech podle doporučení výrobce, minimálně však jedenkrát měsíčně. Systém automatizovaného měření musí být kalibrován tak, aby získané výsledky byly srovnatelné s ručními metodami měření (Doporučená pravidla, 2002). 16

18 3.3. Stanovení objemu Stanovení objemu jednotlivých výřezů Huberův vzorec: 2 πd1/ 2 V = g1/ 2 l = l 4 (1) kde: V objem výřezu v m 3, g 1/2 kruhová plocha v polovině délky v m 2, d 1/2 tloušťka v polovině délky v m, l jmenovitá délka v m Smalianův vzorec: V = 1 0 n 2 ( g + g ) l (2) kde: V objem výřezů v m 3, g 0 kruhová plocha čela v m 2, gn kruhová plocha čepu v m 2, l jmenovitá délka v m. Newtonův vzorec: V = / 2 n 6 ( g + g + g ) l (3) kde: V objem výřezu v m 3, g 0 kruhová plocha čela v m 2, g 1/2 kruhová plocha v polovině délky v m 2. 17

19 Použití vzorce pro výpočet objemu bez kůry, měřeno bez kůry Pro výpočet objemu výřezu měřeného po odkornění nebo u výřezu s uplatněnou srážkou na kůru při měření se použije vzorec: V π 4 2 bk = dbk l kde: V bk d 10 4 je objem v m 3 s přesností na dvě desetinná místa, středová tloušťka bez kůry v cm, l jmenovitá délka výřezu v m. (1) Použití vzorce pro výpočet objemu bez kůry, měřeno v kůře Pro výpočet objemu výřezu měřeného v kůře bez uplatnění srážky na kůru v průběhu měření se použije vzorec: π Vbk = 4 2k = p0 + p kde: V bk dsk ( d 2k) sk 1 d p2 sk 2 l 10 4, je objem v m 3 s přesností na 2 desetinná místa středová tloušťka s kůrou v cm, l jmenovitá délka výřezu v m, 2k dvojnásobná tloušťka kůry, p 0, p 1, p 2 parametry funkce. (4) Dřevina parametry funkce P 0 P 1 P 2 smrk 0, , ,3123 borovice - kůra 0, , ,7866 borovice - borka 1,7015 0, ,4568 buk -0, , ,56076 dub 1,2474 0, ,

20 Určení objemu podle objemových tabulek Pro odvození objemu měřeného výřezu jsou k použití objemové tabulky: podle ČSN Tabulky objemu kulatiny bez kůry podle středové tloušťky měřené v kůře, podle ČSN Tabulky objemu kulatiny podle středové tloušťky, měřeno bez kůry, Tabulky a polynomy pro výpočet objemu kulatiny bez kůry podle středové tloušťky měřené v kůře, (doporučeno MZe, 1995), podle ČSN Tabulky objemu výřezu podle čepové tloušťky, měřeno bez kůry. Použití těchto tabulek pro určení objemu měřeného dříví je možné po dohodě dodavatele s odběratelem Hromadné stanovení objemu dříví Stanovení objemu dříví v prostorových mírách Stanovení objemu v prostorových mírách je založeno na zabraném prostoru a převodním koeficientu, který vyjadřuje vztah mezi prostorem zaplněným dřívím a mezerami a objemem samotného dříví. Při použití této metody je podstatné dodržení podmínek: - celá hráň je dodávaná ve standardních délkách ve tvaru polen vyrovnaných do hrání, - celá hráň představuje jeden sortiment. Obr. č.1: Schematický nákres hráně (zdroj: Doporučená pravidla, 2002) 19

21 Výška hráně se vypočítá podle vzorce: ( h h = kde: h výška hráně (m), h 1 h n výška sekce (m), d délka sekce (m), n počet sekcí, d / h / hn ) d + h / n d + d / d / délka neúplné sekce (m), výška neúplné sekce (m). (5) Objem v prostorových mírách (prm) se vypočítá podle vzorce: V = l x h x š, (6) kde: l - je délka hráně (m), h - výška hráně (m), š - šířka hráně (m). Převodní koeficienty Výsledný objem dříví se vypočítá jako součin objemu hráně (délka x výška x šířka) a převodního koeficientu. Výsledek představuje objem měřeného dříví bez kůry v m 3 a zaokrouhlí se na 0,01 m 3 (Doporučená pravidla, 2002). skupina dřevin ČSN vláknina (délka do 2 m) palivo SM, JD ,66 0,64 BO ,63 0,64 MD ,63 0,64 BK ,59 0,54 DB ,56 0,54 BŘ, ost. list. m ,57 0,54 Při použití sortimentních metod výroby kulatinových sortimentů se po dohodě mezi odběratelem a dodavatelem mohou pro zjištění objemu těchto sortimentů v prostorových mírách použít dohodnuté převodní koeficienty, zjištěné např. na základě společně provedeného měření. 20

22 Stanovení objemu tyčí a tyček U tyčí a tyček se objem dříví stanoví jako součin počtu kusů podle objemových tříd a převodním číslem, které vyjadřuje vztah mezi počtem kusů a objemem. Převodní čísla jsou uvedena v normách ČSN a ČSN Další doporučující pokyny pro měření v prostorových mírách: - dříví musí být řádně uloženo bez příměsi větví, sněhu atd., - volný přístup k oběma stranám hráně, - výška hráně může být určena jako průměr z měření výšky obou stran hráně, - jednotné délky sortimentů a tloušťkové rozpětí ± 10 cm od tloušťky středního kusu, - maximální výše hráně je 3,0 m Stanovení objemu dříví podle hmotnosti Objem dříví se podle hmotnosti zjištěné vážením stanoví na základě měrné hmotnosti dříví suchého (metoda atro) nebo na základě měrné hmotnosti dříví čerstvého (metoda lutro). Měření dříví podle hmotnosti v čerstvém stavu (lutro-metoda) Hmotnost v čerstvém stavu (lutro-váha) každé dodávky se zjišťuje jako rozdíl hrubé hmotnosti zjištěné při příjezdu do závodu (hmotnost vozidla + náklad) a hmotnosti vozidla po vyložení. Větší příkrovy sněhu, ledu nebo námrazy se před vážením odstraní. Zjišťování hmotnosti se provádí na cejchované mostní (drážní) váze opatřené tiskárnou, která má jeden díl stupnice nejvýše 50 kg. Výsledkem je vážní lístek, na němž je vytištěna hmotnost a potřebné identifikační údaje dodávky. Bližší technické podmínky jsou stanoveny výrobní směrnicí odběratele (Doporučená pravidla, 2002). Vlastnosti přejímky - vysoká rychlost provádění, - finanční náročnost spočívá ve vybudování přesné váhy a v nákladech na její provoz, - kvalita příjmu je dána přesností váhy, ročním obdobím, dřevinou (hustotou dřeva) a vlhkostí dodávaného dříví, 21

23 - nevýhodou je rozdíl mezi smluvně stanoveným váhovým koeficientem, tj. hmotností 1 m 3 dané dřeviny od skutečnosti. Ta se v průběhu roku průběžně mění, hlavně s měnícími se klimatickými podmínkami, - tato metoda vyhovuje dodavatelům s pravidelnými dodávkami vyrovnává výkyvy s vlhkostí a tím i hmotností dříví v jednotlivých ročních obdobích, poškozuje jen letní dodavatele. Vaca (1999) udává, že je-li vlhkost dodávaného dříví rovnoměrná a v daném období více méně stálá (což je při velkých dodávkách jednoho sortimentu z jedné oblasti splnitelné), je přejímka poměrně přesná. V našich podmínkách jsou odběratelé zásobováni mnoha dodavateli z různých oblastí, druhové složení kulatiny je bohatší, doba skladování kulatiny je též různá a tak je tato přejímka méně přesná než odborný odhad. Měření dříví podle vysoušecí metody (atro-metoda) Při hmotnostní přejímce atro metodou se veškeré dříví také váží, ale navíc se z něj odebírají vzorky. Ty slouží ke stanovení koeficientu (hodnota sušiny), pomocí kterého lze hmotnost dodávky přepočítat na hmotnost suchého dřeva. Výhodou je necitlivost metody na vlhkost vstupní suroviny, nevýhodou je vyšší pracnost než u předešlé metody. Při odběru vzorků též dochází ke znehodnocení dříví řezem (Janák a kol., 2006). Vysoušecí metoda je založena na porovnání hmotnosti čerstvého vzorku se vzorkem v suchém stavu (Doporučená pravidla, 2002). Odběr zkušebních vzorků Vzorky se odebírají reprezentativně z každé dodávky. Odběr zkušebních vzorků pilin se provádí řetězovou pilou, nejméně z 10 kusů u osové dopravy a 15 kusů u vagónu. Řez se vede polovinou průřezu kmene až ke dřeni kmene vzorkových kusů a odebírá se nejméně 25 cm od konce kmene. Směsný vzorek z jedné dodávky se ihned zajistí ve vhodném transportním obalu proti vysychání a jednoznačně se označí identifikačními údaji dodávky (Doporučená pravidla, 2002). 22

24 Určení hodnoty sušiny zkušebních vzorků Sušina zkušebních vzorků se určuje z hmotnosti vzorku v čerstvém stavu a hmotnosti vzorku v suchém stavu. Určení hmotnosti vzorku v čerstvém stavu se provede ihned. Pro sušení se ze směsného vzorku odebere množství nejméně 150 g a odváží se cejchovanou váhou s přesností 0,01 g. Proces sušení probíhá osm až dvanáct hodin v laboratorní sušárně s cirkulací vzduchu při teplotě 103 C (± 2 C) až k dosažení konstantní hmotnosti (ČSN ). Po vysušení se vzorek pro stanovení hmotnosti v suchém stavu zváží (Doporučená pravidla, 2002). Hodnota sušiny se vyjádří podle vzorce: w = m / s 0 m w kde : mw m o w s (7) je hmotnost vzorku v čerstvém stavu, hmotnost vzorku v suchém stavu, hodnota sušiny. Zjištění Atro-váhy nákladu Atro-váha dodávky dříví se vypočítá jako součin hmotnosti v čerstvém stavu a hodnoty sušiny: G 0 = G u w s (8) kde: G 0 Gu atro-váha, lutro váha - hmotnost v čerstvém stavu. Odběr vzorků, zjišťování hmotnosti, sušení, výpočty a identifikační zápisy provádí kvalifikovaná osoba, která je systémově kontrolovaná nezávislým orgánem. Bližší technické podmínky jsou stanoveny výrobní směrnicí odběratele (Doporučená pravidla, 2002). Stanovení objemu dříví podle hmotnosti Objem dříví se v m 3 získává vydělením zjištěné hmotnosti (suchého metoda atro nebo čerstvého metoda lutro) smluvně stanoveným hmotnostním koeficientem. Ten vyjadřuje hmotnost v kg na 1 m 3 pro danou dřevinu (Vaca, 1999). 23

25 Vlastnosti přejímky - složitější postup pro přesnost při odběru vzorků a jejich zpracování - finančně a časově náročnější než lutro (nutnost pořízení frézy nebo pily na odběr vzorků, sušárny a přesné laboratorní váhy aj.), - vyšší kvalita příjmu, avšak snadná ovlivnitelnost lidskou chybou, - nezávisí na ročním období, vlhkosti, vliv hustoty dřeva zůstává zachován - objektivní k dodavatelům, vhodná i pro sezónní dodavatele. Jak již bylo poznamenáno u lutro přejímky, v našich podmínkách jsou odběratelé zásobováni mnoha dodavateli z různých oblastí, druhové složení dodávané dřevní suroviny je bohatší a doba jejího skladování od doby těžby do předání odběrateli je též různá. Atro přejímka vyžaduje v těchto podmínkách buď velké množství vzorků a stává se velmi pracnou, nebo méně přesnou než odborný odhad. Nepřesnosti přepočtových koeficientů z tun (lutro a atro) na m 3 vedou při lutro - i atro metodě k evidenčním rozdílům mezi množstvím dodávaného a převzatého dříví. Ty následně vytvářejí fiktivní ztráty, nevýhodné obvykle pro dodavatele (Janák a kol., 2006). 24

26 4. Přejímka dříví Přejímka dříví je nevýrobní operace. Jejím cílem je ověření, zda dodaná dřevní surovina odpovídá údajům uvedeným v dodacích listech a zanesení údajů o přejatém dříví do prvotní evidence odběratele. Výsledky přejímky přímo ovlivňují nejen objem, jakost a cenu vstupní suroviny, ale z jejich výsledků vychází i organizace následné výroby a plnění dodávek. Provádí se proto vždy a u každé zakázky. Způsob provádění se volí podle množství a charakteru přijímaného dříví, podle druhu dopravních prostředků, vybavenosti závodu a v neposlední řadě i podle zkušeností s daným dodavatelem i odběratelem (Janák, Ondráček a kol., 2006). Přejímka dříví se může provádět na různých místech (lokalitách): - na odvozních místech (OM) a skládkách v lesních porostech, např. při výběru zvláště cenných sortimentů rezonančních výřezů na výrobu hudebních nástrojů si zástupce odběratele vybírá vhodné kusy, - na skladech dodavatele, např. při výběru malého množství cenných nebo speciálních výřezů provede výběr kusů zástupce odběratele, - na skladech odběratele nejčastější způsob provádění přejímky, ve většině případů provádí zástupce odběratele, někdy za účasti zástupce dodavatele. Přejímku dříví může provádět: - odběratel za účasti dodavatele - odběratel sám - třetí osoba, např. nezávislá přejímka. Její nespornou výhodou je nestrannost nemá přímou vazbu na výsledek hospodaření dodavatele ani odběratele. 25

27 4.1. Obsah přejímky Obsahem každé přejímky by mělo být (Janák a kol., 2006): a) kontrola dokladů o dodávce - počet listů, příloh nebo konsignací, - správnost a úplnost vyplnění dodacích listů jméno dodavatele, jméno odběratele, číslo kupní smlouvy, stanice naložení, datum nakládky, datum převzetí dodávky, číslo vagónu, odvozní soupravy, lodě, dodávaný sortiment, b) kontrola nákladu - při dodávce jednotlivých kusů: číslo kusu, dřevina, rozměry, jakost a sortiment, kvalita opracování, stupeň odkornění, objem kusu - při dodávce surových kmenů nebo dříví značeného teplickou metodou: dřevinu, počet kusů v jednotlivých objemových stupních (po 0,1 m 3 ), jakost, sortiment, kvalita opracování a stupeň odkornění - při dodávce rovnaného dříví: počet hrání, čísla hrání, objem hrání a dodávky celkem, zastoupení dřevin (povolené příměsi dřevin), stupeň odkornění, jakost, sortiment, kvalita opracování, způsob uložení - při dodávce štěpek: rozměry nákladu, druh štěpek, kvalitu na odebraném vzorku (podíl kůry, podíl frakcí, obsah nečistot aj.) - kontrola ostatních vlastností dodávky, rozhodných pro daný sortiment: dodávky certifikovaného dříví, kontrola požadované vlhkosti dodávaného dříví, obsah nečistot a přítomnosti cizích těles, doby těžby apod. Mimo kontroly dodávky je úkolem přejímky: - volba místa pro uložení dodávky (nebo její přímé zpracování) - převzetí údajů z dokladů (případně údajů, zjištěných při přejímce) do prvotní evidence odběratele - předání dokladů k archivaci 26

28 4.2. Principy přejímky dříví Objemová přejímka Je založena na zjištění rozměrů jednotlivých dodaných výřezů. Ze zjištěných rozměrů (s kůrou nebo bez ní) se podle vztahu vypočte nebo vyhledá v tabulkách objem dříví v m 3 bez kůry. Nejčastější problémy, vzniklé při tomto způsobu, jsou způsobeny rozdíly mezi použitými tabulkami, odlišnými způsoby měření rozměrů, zaokrouhlování, odpočtů na kůru aj. (Janák a kol., 2006) Hmotnostní (váhová) přejímka Vychází z hmotnosti dodávaného dříví, zjištěné vážením. Jejím cílem bylo snížení nákladů a času na příjem dříví. Metoda byla vyvinuta na začátku šedesátých let ve Švédsku a spočívá ve vážení dodávek buď při jejich dovezení i s dopravními prostředky (nájezdové váhy) nebo při vykládce vážícím zařízením, které je součástí drapáku hydraulického jeřábu. Největším nedostatkem této metody je zásadní vliv vlhkosti dříví na výsledky přejímky (Janák a kol., 2006) Prostorová přejímka Je založena na změření celkového objemu nákladu, hráně nebo skládky výřezů, případně nákladu nebo hromady štěpek a zjištění objemu dříví pomocí přepočtových koeficientů, odpovídajících jednotlivým sortimentům, způsobu uložení, stavu aj. (Janák, Ondráček, 2006). Rozdíly vznikají hlavně různými hodnotami přepočtových koeficientů a podmínkami jejich použití (druh frakce, homogenita materiálu, způsob uložení, ) 4.3. Způsoby přejímky dříví Namátková (statistická) přejímka Namátková kontrola je nejběžnější způsob objemové přejímky kulatiny. Zkušený pracovník posoudí vizuálně dodávku (náklad na nákladním automobilu, ve vagónu) a při vykládce vybere více méně náhodně 10 až 20% kusů. U těchto kusů ručně pomocí průměrky a pásma měřením zkontroluje rozměry, vizuální prohlídkou nebo měřením posoudí vady rozhodné pro jakost, popřípadě ověří ostatní parametry (označení, stupeň odkornění,...). Zjištěný stav porovná s údaji uvedenými na dodacích listech (Janák a kol., 2006). 27

29 Odpovídá-li zjištěný stav u vybraných kusů dodacím podmínkám, považuje se celá dodávka za vyhovující. Neodpovídá-li (obvykle) více jak 5% kontrolovaných kusů údajům v dodacích listech nebo označení uvedenému přímo na kmenech, považuje se dodávka za nevyhovující. Přejímač zvolí postup uvedený v kupní smlouvě, např. označí nevyhovující kusy, nechá dodávku uložit odděleně na prozatímní skládku, sepíše reklamační protokol s uvedením nedostatků a navrhne způsob řešení. Dále se postupuje různým způsobem (Janák a kol., 2006): - dodavatel rozdíl uzná a na místě uvede údaje v dodacích listech do souladu se zjištěnou skutečností. Lze jednat o opravě množství, jakosti nebo ceny, - dodavatel neuzná způsob výběru měřeného vzorku kmenů a přikročí se ke kusové kontrole dodávky. Po posouzení dodávky jsou potom rozhodující výsledky kusové kontroly, - k dohodě nedojde vůbec, dodávka se nepřevezme a vrátí zpět dodavateli (málo obvyklé). Tento způsob přejímky se provádí: - při velkých objemech dodávaného dříví od jednoho dodavatele, - při velkých množstvích dodávaného dříví za krátký časový úsek, - u dodávek od seriózních stálých dodavatelů, - u dodávek méně cenných sortimentů, - není-li k dispozici dostatečně velký prostor pro kusovou přejímku dodávek. Ruční měření rozměrů a stanovení objemu se v České republice provádí převážně podle Doporučených pravidel pro měření a třídění dříví, pokud není v kupní smlouvě dohodnuto jinak. Měření rozměrů a stanovení objemu jednotlivě znamená, že při přejímce hodnotíme každý kus zvlášť. Měříme na něm základní rozměry (délku, středovou tloušťku) a u každého kusu samostatně zjistíme objem. Používá se u dodávek jehličnatých i listnatých výřezů, výřezů sdružených jakostí i sortimentů, surových kmenů a v jiných odůvodněných případech. 28

30 Ruční kusová přejímka Ruční kusová přejímka dodávek je sice velmi přesný, ale též nejpracnější druh objemové přejímky dříví. Po vykládce se dodávka rozvalí po ploše na podvaly tak, aby každý kus byl přístupný pro měření a aby bylo možné jím pootočit pro zjištění jakosti. Následně se každý kus ručně pomocí průměrky a pásma změří a vizuálně nebo měřením se posoudí vady určující jakost, popřípadě ověří ostatní parametry. Zjištěný stav se porovná s údaji uvedenými v dodacích listech (Janák, Král, 2003). Tento druh přejímky je běžný na velmi malých závodech, jejichž malý objem zpracovávané suroviny je tímto způsobem zvládnutelný časově i prostorově. Na větších závodech se provádí převážně jako kontrolní měření pro zjištění nesouladu při namátkové přejímce. Mimo popsaných provozních druhů použití se ruční kusová přejímka používá jako srovnávací pro ověření správnosti jiných druhů přejímek, např. statistické, elektronické nebo odborným odhadem (Janák a kol., 2006) Přejímka odborným odhadem Metoda spočívá ve vizuálním posouzení všech parametrů celého nákladu objem, kvalita, stupeň odkornění aj., zkušeným, nezávislým, kvalifikovaným pracovníkem. Přesnost odhadu se testuje namátkovou kusovou přejímkou téhož celého nákladu (Frnoch, 2006). Podle zahraničních zkušeností je shoda se skutečností překvapivě vysoká drobné odchylky působí často menší ztráty než provozní náklady na elektronické měřící zařízení. Operativnost přejímky je přitom nesrovnatelně vyšší. U nás tento způsob přejímky není zaveden. Lze se s ním setkat jen ojediněle, spíše nutností operativních rozhodnutí (Janák, Král, 2003) Objemová přejímka celých nákladů Princip spočívá ve složení celé dodávky do bazénu s vodou, objem se zjistí podle úrovně hladiny vodoznaku. Jde o severskou metodu, rychlou, výhodou je i mokrá ochrana dříví. Nevýhodami jsou náklady na výstavbu a hlavně udržování čistoty bazénů, velká spotřeba vody, nepřesnost odečtu objemu a problematická kontrola kvality dodaného dříví. U nás tato metoda není zavedena (Janák a kol., 2006) Hmotnostní přejímka Popsáno v kapitole Stanovení objemu dříví podle hmotnosti. 29

31 Přejímka elektronickým měřením (elektronická přejímka) Při přejímce elektronickým měřením se rozměry jednotlivých kusů kulatiny měří při jejich průchodu optoelektronickým snímacím zařízením. Jakost se kontroluje vizuálně. Technologické vybavení pro provádění elektronické přejímky netvoří samostatný celek. Přejímka se provádí jako jedna z operací na manipulačně třídících linkách a lze ji provádět i pomocí manipulačně třídících vozíků. Přesnost přejímky se blíží kusové kontrole, měření rozměrů je obvykle přesnější, posouzení jakosti problematičtější ve velké míře záleží na uspořádání, vybavenosti a rychlosti linky (Janák a kol., 2006). Průběh elektronické přejímky je následující: snímání rozměrů (průměru a délky), případně i přítomnosti kovů vyhodnocení rozměrů, objemu, případně i tvaru jednotlivých kusů vizuální stanovení jakosti operátorem vyhotovení dokladu o výsledku přejímky jednotlivých dodávek Snímání průměru při elektronické přejímce snímací rámy Název snímací nebo měřící rám je odvozen od mechanické konstrukce snímacího zařízení, která tvoří čtvercový rám kolem podélného dopravníku kulatiny. Dopravník rámem prochází, v místě měření je obvykle přerušen. Na jedné straně dopravníku je snímací rám vybaven svislou řadou světelných zdrojů, vytvářejících příčně přes dopravník řadu rovnoběžných světelných paprsků. Ty dopadají na stejně uspořádanou řadu fotobuněk na straně druhé. Prochází-li po dopravníku materiál, je část buněk zastíněna. Počet zastíněných fotobuněk udává průměr kulatiny (Janák, Ondráček a kol., 2006). Zdrojem světla ve vysílací části rámu jsou světelné diody (Light Emitting Diodee, LED), opatřené čočkami, směřujícími jejich paprsky. Hustota diod (paprsků) odpovídá potřebné přesnosti měření (1 4 mm, u nás v současnosti běžně 2 mm). Diody pracují v infračervené oblasti spektra, aby se na přijímací straně snížilo rušení denním světlem. Snímacími prvky (fotobuňkami), tvořícími přijímací část rámu, jsou obvykle fototranzistory. Jejich uspořádání i počet je shodný se světelnými diodami. Rám je sestaven ze sekcí (úseků), obsahujících na jedné straně určitý počet LED a na druhé 30

32 straně stejný počet fototranzistorů. Délka sekce se pohybuje kolem 30 cm. Počet sekcí odpovídá požadovanému pracovnímu rozsahu (obvykle kolem 1 m) (Janák, 2003). Paprsek vyslaný světelnou diodou má rozptyl, který způsobuje, že světlo z jedné diody dopadá na více tranzistorů současně. Aby nedocházelo ke zkreslení výsledku, zapínají se páry LED fototranzistor v jednotlivých sekcích postupně a světlo svítící diody tak nedopadá na více v tom okamžiku zapnutých fototranzistorů. Měření tedy není průběžné, ale jeho frekvence je vysoká běžně 50 až 200 měření za sekundu. Při rychlosti dopravníku 60 m/min to odpovídá jednomu měření na každé 0,5 až 2 cm délky měřeného kusu. Průměr kulatiny se však vyhodnocuje zpravidla po 10 cm délky (Janák a kol., 2006). Výhodou měřících rámů je nepotřebnost jakýchkoliv pohyblivých částí, bezdotykové snímání rozměru bez vlivu vzdálenosti předmětu na přesnost a dostatečná přesnost (do 1 mm, výjimečně do 0,5 mm). Protože je velmi podstatná jednoduchá montáž, mechanická i klimatická odolnost a spolehlivý provoz bez údržby nebo nastavování (nutné je pouze průběžné udržování čistoty optické části zařízení) (Sládek, 2005). Pro snímání průměru kulatiny a výřezů se měřící rámy užívají obvykle zdvojené, snímající ve dvou na sebe kolmých průmětech (2D měření). Ve spolupráci s délkovým měřením to umožňuje vyhodnotit i tvarové vlastnosti měřeného kusu (zploštění, křivost, sbíhavost) (Sládek, 2005). Snímání délky při elektronické přejímce Pro snímání délky v podélné přepravě se nejčastěji používá impulsní generátor ve spolupráci s fotobuňkou. Impulsní generátory, též označované jako inkrementální rotační činidlo (IRC), jsou elektromechanické prvky, které při otáčení jejich rotorem vytváří ve svém výstupu řadu impulsů. Počet impulsů na jednu obrátku rotoru je pevně dán konstrukcí generátoru. Délka se snímá jako dráha dopravníku během zastínění fotobuňky měřeným kusem kulatiny. Pracují na fotoelektrickém nebo magnetickém principu. Impulsní generátor je umístěn na hřídeli hnacího kola dopravníku nebo je prováděn převodem. Obvykle je požadována přesnost měření délky 1 cm a pro ni se volí 1 impuls na 1 až 4 mm dráhy dopravníku. V místě měření je umístěna fotobuňka, jejíž paprsek přetíná dráhu dopravovaných kusů. Délka kusu je dána počtem impulsů, 31

33 vyslaných během zastínění fotobuňky. Měření je tak závislé na rychlosti dopravníku (Janák, Král, 2003). Snímání délky při příčné přepravě se provádí řadou fotobuněk, jejichž odstup odpovídá odstupňování délek. Poloha kusů musí být před měřením zarovnána na referenční úroveň (např. začelení na zarážku). Tento způsob měření je jednoduchý, má však mnohá omezení. Nesnímá skutečnou délku kusů, ale pouze dosažení určitého délkového stupně, nelze proto vyhodnotit např. skutečnou velikost nadměrku. Tento způsob není příliš rozšířen (Janák, Horáček a kol., 2006). Kontrola kvality Možnosti kontroly kvality při elektronické přejímce jsou velice často diskutované. Posuzování vad a zatřiďování kulatiny do jakostních tříd je zpravidla vizuální (vyjma kontroly kovu) a záleží na zapracovanosti a zkušenosti pracovníka, který třídění provádí a také na rychlosti dopravníku. Problematické je posuzování obou čel výřezu, což je prováděno za pomoci zrcadel nebo digitálních kamer (Janák, 2003). Zařízení pro elektronickou přejímku jsou běžným vybavením manipulačních linek větších odběratelských závodů. Přesnost zařízení by měla být pravidelně ověřována autorizovanou organizací (Českým metrologickým institutem). Zjišťování objemu při elektronické přejímce Měřící systém snímá průměr kulatiny po naprogramovaných úsecích (obvykle po 10 cm). Z nasnímaných průměrů vypočítá zadaným algoritmem objem pro daný úsek a sečtením těchto dílčích objemů vypočítá kubaturu snímaného výřezu. Při stanovování objemu je téměř jednoznačně užívána Huberova metoda. Podle technologického zařazení snímacího zařízení vychází ze středového průměru výřezu buď v kůře nebo bez kůry, udaného v cm a nominální délky podle dohodnutého odstupňování. Objem kulatiny se udává vždy bez kůry (Janák, Ondráček, 2006). Vzorec pro výpočet objemu, hodnota středového průměru bez kůry: - viz výpočetní vztah č.1 Vzorec pro výpočet objemu, hodnota středového průměru s kůrou: - viz výpočetní vztah č.4 32

34 Ve snaze dosáhnout nejvyšší přesnost objemu daného kusu suroviny, lze jeho objem počítat jako součet objemů jednotlivých sekcí. Délka sekce odpovídá délkovému kroku měření průměru (obvykle 10 cm) a její objem je definován jako objem válce o průměru rovném středovému průměru sekce nebo menšímu z obou průměrů. Tento výpočet objemu není v praxi téměř využíván pro obavu z nesouladu jeho výsledků s hodnotami získanými podle klasického měření (Janák a kol., 2006) Další možné způsoby přejímky dříví Hromadná laserová přejímka dříví Hromadná laserová přejímka formou skenování celého nákladu se provádí již několik let v Chile, Brazílii a ostatních zemích Jižní Ameriky. Tento systém je založen na skenování povrchu hrání či sypaného materiálu, domodelování laserem nezachycených oblastí a výpočtem objemu s využitím biometrie a matematických algoritmů. Skenování celých odvozních souprav se provádí i na některých místech Finska a Švédska. Jedním z výrobců takového systému je chilský Woodtech, vyvíjející a vyrábějící tato zařízení ve variantě pro přejímku dříví a pro přejímku štěpky (Kolář, 2011). Při laserovém měření vůz projíždí nízkou konstantní rychlostí (do 20 km/hod) měřicím prostorem, který je podobný mýtní bráně a nazývá se Logmeter, kde je z boku a vrchu skenován skutečný povrch hrání a zařízení vygeneruje tisíce příčných řezů celého nákladu (150 tis. bodů/sek) a vytvoří 3D zobrazení. Pomocí algoritmů zobrazovacího zařízení jsou určeny hranice nákladu a nepotřebné části (kola, klanice, plošiny) jsou eliminovány. Každý příčný řez nákladu je analyzován a neskenované oblasti nákladu jsou domodelovány s využitím biometrie. Posledním krokem laserového měření je výpočet objemu jak v prostorových metrech, tak i v m 3. Výpočet m 3 je prováděn pomocí matematických modelů, které jsou nastaveny pro specifické místo, kde je Logmeter instalován. Model může být průběžně aktualizován, čímž je zajištěna přesnost. Systém umožňuje rychlé měření a je schopen pracovat i bez obsluhy (Kolář, 2011). Při porovnání výsledků měření objemů vůči vstupním hodnotám (pásmo a průměrka) bylo zjištěno, že při použití měření hrání v prostorových metrech s následným přepočtem pomocí koeficientů dochází průměrně k 5% chybě u všech 33

35 tloušťkových tříd. Měření Logmetrem byla chyba výrazně menší. U nejnižší tloušťkové třídy bylo 1,3 %, u střední 2,4 % a u největších tloušťkových tříd 3,1 %. Vzájemná korelace měření laserem versus měření pásmem a průměrkou dosahovala 99,2 %, což dává laserovému měření dobré předpoklady být stabilní metodou, s dobrou opakovatelností a možností kalibrace. Stejnou míru přesnosti uvádí i výrobce na základě certifikátu vystaveným nezávislou auditorskou společností. Nespornou výhodou tohoto systému je možnost skenování vlákninových výřezů, krácených výřezů, kmenů v celých délkách, ale i dezintegrovaného materiálu, jako je štěpka, piliny, kůra či další biomasa. V kombinaci s měřením hmotnosti, popřípadě s měřením vlhkosti, může tento systém splňovat požadavky nejen na kvalitu, ale i rychlost měření. Právě rychlost je zde dominantní, protože zařízení je schopno kvantifikovat objem suroviny během sekund a denní kapacita je odhadována na 960 odvozních souprav (Kolář, 2011) Automatizované měření dříví harvestorem S rozvojem nasazování harvestorových technologií dochází k měření délek a průměrů a následnému výpočtu objemu pomocí výkonných měřících a řídících systémů. Tyto systémy jsou nedílnou a finančně velmi nákladnou součástí moderních harvestorů. V lesnické praxi v podmínkách ČR se měřící a řídící systémy harvestorů občas setkávají s nedůvěrou. Je třeba zdůraznit a zvážit výhody a nevýhody měření dříví harvestorem (Sládek, 2005). Princip měření dříví harvestorem měření délky měření průměru zjišťování objemu měření je mechanické, založené na kontaktu mezi kmenem a měřícím zařízením v harvestorové hlavici není zde zařízení na zjišťování kvality, operátor zde hraje klíčovou roli Výhody měření dříví harvestorem: redukce ceny měření okamžitý výsledek zvyšuje se rychlost obchodování se dřívím 34

36 přesnější měření než tradiční metody (závisí na kalibraci) redukce množství zásob a zvyšuje logistiku umožňuje druhování podle potřeb zákazníka (odběratele) reakce na nastalé změny zvyšuje možnosti kontroly rentability Možné zdroje chyb při měření harvestorem: vzdálenost měřícího kolečka při měření délky se může měnit - podle tvrdosti dřeva (zmrzlé dřevo) - podle přítlačné síly kolečka - podle povrchové struktury kolečka odlupování kůry (jaro) nerovnost struktury kmene (suky) nepřímost a oválnost kmene (ohyby a křivost kmene) technické řešení nedokonalé uchycení (mezi kmenem a strojem) problémy při zpracování (listnáče) a otvírání odvětvovacích nožů lidský faktor Měřící a řídící systémy harvestorů V současné době se ve většině lidských činností stále více užívají elektronická zařízení různého typu. Ani oblast lesní těžby se tomuto vývoji nevyhnula. Typickým případem je vysoce mechanizovaná lesní těžba založená na harvestorové technologii, kde nalézají uplatnění elektronické měřící a řídící systémy. Tyto systémy vypočítavají objemy vyrobených sortimentů podle druhu dřeviny, tloušťkové třídy a kvality. Veškeré údaje jsou zaznamenány na pevném disku palubního počítače a mohou kdykoliv v průběhu výroby i po jejím skončení poskytnout informace o výrobě dřeva i o provozu harvestoru (Neruda, 2008). Původní skandinávské systémy jsou dnes upravovány pro poměry středoevropské, kde je třeba splnit zvláštní přání při třídění dřeva (např. jiné přepočtové koeficienty na kůru, pro různé sortimenty různé nadměrky, atd.) při zachování kompatibility přenosu dat. Měřící a řídící systémy umožňují zpracovat kmen v manuálním, poloautomatickém nebo plně automatickém programu (Sládek, 2005). 35

37 Měření rozměrů a výpočet objemu Měření délky výřezů je prováděno na základě vyhodnocení informací získaných z impulsátoru připojeného k ozubenému měřícímu kolečku. Toto měřící kolečko je přitlačováno pružinou nebo hydraulickým válcem ke kmeni a při jeho posuvu se odvaluje směrem dopředu nebo dozadu a impulsátor s ním spojený tak předává do řídícího počítače odpovídající počet impulsů. Takto získané impulsy jsou pak v počítači na základě jedné kalibrační hodnoty přepočítávány na délku. Takto naměřená délka je udávána s přesností na celé centimetry (Neruda, 2008). Měření průměru je založeno na jiném principu než měření délky. Zde jsou využívány jiné typy senzorů, tj. dva otočné potenciometry. Tyto potenciometry jsou zpravidla umístěny na zajišťovacích čepech pro odvětvovací nože a jsou upevněny tak, aby reagovaly na každé otevření nebo zavření odvětvovacího nože. Převod z hodnot napětí na výsledný průměr je v současné době určován na základě 22 kalibračních měření. Pro přepočet z určité hodnoty napětí na výsledný průměr je pak v konečné fázi využito pouze několik měřících hodnot (3-4). Z toho plyne, že není možné se spolehnout na přesnost měření harvestorem, pokud při kontrolním měření nebyla provedena kontrola měření celého průměrového rozsahu. Kontrola přesnosti měření harvestoru by měla postihnout přesnost měření v průměrových pásmech s odstupem cca 50 mm optimálně pak ve 100, 150, 200, 250, 300, 350 mm, atd., samozřejmě v závislosti na hmotnatosti kmenů v daném porostu (Neruda, 2008). Aby mohlo zpracování dřeva probíhat bez problémů, musí být správně provedena kalibrace měření délek a průměrů. Kontrola správnosti měření by měla být prováděna pravidelně, vždy při změně pracoviště, nebo alespoň jednou za týden. Hodnoty naměřené harvestorem se porovnávají s ručním měřením zpracovaného dříví. Na základě odchylek mezi oběma hodnotami se rozhodne o nutnosti nastavení nové kalibrace. Nová kalibrace se provádí také po opravě nebo po výměně některých komponentů harvestoru nebo harvestorové hlavice. Cílem kalibrace zůstává odstranění systematických chyb měření. Dobrou kalibrací lze dosáhnout snížení rizika velkého nadměrku (každý centimetr nadměrku navíc znamená 0,2 až 0,25 % ztráty na hodnotě dřeva) a přesné vytřídění sortimentu, zvláště u minimálních průměrů, kde různé sortimenty mohou způsobit velké rozdíly v cenách (Ulrich, 2002). 36

38 Výpočet objemu se provádí většinou podle Huberova vzorce - viz výpočetní vztah č.1 Při výpočtu objemu výřezu představuje relativní chyba v měření tloušťky dvojnásobek relativní chyby v měření délky. Např., když je u výřezu se střední tloušťkou 20 cm chyba v měření tloušťky 1 cm (5%), bude chyba ve vypočítaném objemu výřezu 10 % (Simanov, 2003). Přestože měřící systémy pracují poměrně spolehlivě, vyskytují se stížnosti na nepřesnost stanovení objemu s podotknutím, že údaj může sloužit jen ke kontrole, ale nikoliv k fakturaci. Proto se v některých případech přistupuje k měření vyrobených sortimentů v hráních a následnému vypočtu objemu (Sládek, 2005) Automatizované měření objemu hrání rovnaného dříví pomocí počítačové analýzy obrazu systém sscale TM v 3.00 sscale je systém pro automatizované měření hrání dříví. Je schopen měřit hráně dříví na lesních skládkách i na skladech odběratele. Systém může být instalován na osobní vozidlo (nejvhodnější varianta) nebo na lesnickou techniku a je řízen počítačem. Po změření hráně sscale vytvoří její 3D model a přehled parametrů (Příloha č.1-5) např. rozměry hráně (délka, výška, plocha snímaného polygonu, plocha snímaných čel), objem hráně, zařazení dříví dle četností do tloušťkových stupňů dle 4 cm intervalů, počet kmenů, střední průměr a přepočtový koeficient. Dále poskytuje informace o druhu dřeviny, číslo hráně, ID operátora a GPS souřadnice. Při předběžném označení hrání lze v porostech využít směrové navigace (Anonym, 2011). Hlavní komponenty sscale: - case PC s nainstalovaným softwarem sscale TM v dotykový monitor - napájecí a přenosové kabely - zdroj napájení 12V baterie (v případě celodenního měření použít dvě propojené 12V baterie, jištěné pojistkou) - box se snímacími kamerami a přídavnými světly - GPS a GMS antény - upevňovací rám na střechu vozidla s polohovacím zařízením pro box s kamerami - rám pro uchycení dotykového monitoru na místě spolujezdce 37

39 Postup měření Po příjezdu na pracoviště je systém uveden do provozu. 12V baterie jsou napájecími kabely připojeny z bezpečnostních důvodů přes pojistky napětí k počítači a k boxu s kamerami. Následně je propojen počítač s monitorem a kamerami přenosovými kabely. Dále se připojí GSM a GPS antény, které jsou upevněny na střeše vozidla magnetovými úchyty. Zapnutím tlačítka START se systém uvede do provozu. Na monitoru se zjistí funkčnost kamer. Po příjezdu k hráni se box s kamerami nastaví do požadované polohy. Kamery musí být v první řadě dokonale synchronizované, a to jak z hlediska času snímání (s přesností na zlomky milisekund), tak s ohledem na ostření, zoom, barevné vyvážení a clonu (Anonym, 2010). Vlastní měření spočívá v průjezdu kolem hráně konstantní rychlostí km.h -1, záleží na stavu cesty. Operátor na displeji monitoru určuje počátek a konec snímání čela hráně kamerami. Po ukončení jízdy pracovník subjektivně vybere začátek a konec měřené hráně dle jednotlivých fotografií. Manuálně se zadávají udaje: ID hráně, druh dřeviny, sortiment a jeho délka, počet podvalů (jsou-li použity), dodavatel, odběratel, kvalita a název cesty. Poté operátor provede manuální úpravu polygonu, z důvodu co nejlepšího vykreslení čela hráně. Po zadání těchto vstupních údajů systém určí délku a průměrnou výšku hráně, plochu snímaného polygonu, plochu snímaných čel, objem hráně s kůrou, zařazení dříví dle četností do tloušťkových stupňů po 4 cm intervalech, počet kmenů, střední průměr a přepočtový koeficient. Naměřené hodnoty se ihned bezdrátově přenášejí na webový server sscale TM, který je integrální součástí systému sscale TM. Server je kompatibilní i s jinými softwarovými systémy a poskytuje generování měsíčních, čtvrtletních i ročních přehledů. Integraci a plně automatickou výměnu dat mezi webovým serverem sscale TM a jinými softwarovými systémy umožňují publikované API (Application Programing Interface). Tyto API lze vytvářet pro libovolné účely a mohou být instalovány na libovolné platformě (Smartphone, Laptop). Export naměřených hodnot lze provádět již od prvého dne zavedení této technologie (Anonym, 2011). Výsledky měření jsou pro koncové uživatele (dělníci, zákazníci, dopravci, vlastníci nebo správci lesních majetků) poskytovány v PDF dokumentech v tištěné či elektronické formě. 38

40 4.5. Rozdíly v evidovaném objemu dříví V průběhu těžební činnosti dochází ke změnám v evidovaném objemu dříví, a to ke změnám faktickým, způsobovaným skutečnými ztrátami, i ke změnám fiktivním, vznikajícím v důsledku rozdílů mezi výsledky zjišťování objemu dříví různými metodami, rozdílným způsobem evidence dříví a přetříděním (záměnou) sortimentů surového dříví. Simanov (2003) uvádí následující rozdíly v evidovaném objemu dříví: Fiktivní rozdíly K největším fiktivním rozdílům dochází při předávce dříví, kdy výrobce a odběratel používají odlišné metody zjišťování objemu dříví, nebo se prodej uskutečňuje v jiné měrné jednotce. Například když lesnický subjekt vychází u vlákninového dříví z prostorového objemu dříví, ale odběratel přejímá dříví podle hmotnosti, s přihlédnutím k okamžité vlhkosti dříví a s použitím firemního etalonu konvenční hustoty dříví. Rozdíly v reálné hustotě dříví pak vedou k fiktivním evidenčním rozdílům. Zaokrouhlování tloušťky výřezů Podíl na fiktivních rozdílech mezi objemem vyrobeného a dodaného kulatinového dříví má způsob zaokrouhlování tloušťky výřezů pro výpočet jejich objemu. Podle našich uzancí se zaokrouhluje na celé centimetry do 0,5 cm dolů a nad 0,5 cm nahoru. Zahraniční uzance vyžadují zaokrouhlování na celé centimetry dolů. Přijme-li se dříví podle českých uzancí a expeduje podle uzancí zahraničních, vede to k fiktivním rozdílům. Největší rozdíly jsou při zaokrouhlování tlouštěk dolů u výřezů 1. tloušťkové třídy, u nejčetnějších tloušťkových tříd, 2. a 3., dosahují ještě 8, resp. 6 % (údaje jsou odvozeny pro tloušťkový interval 0,5 až 1,0 cm). Polovina výřezů by však měla být v rozpětí do 0,5 cm a polovina nad tímto rozpětím. V praxi by tedy neměly rozdíly v evidovaném objemu kulatiny podle našich a zahraničních uzancí přesáhnout 3 až 4 % z objemu dříví zjištěného podle obchodních uzancí ČR. 39

41 Huberův vzorec Ke stanovení objemu kmenů se používá Huberův vzorec nahrazující kmen válcem. Čím více se výřez liší od tvaru válce, k tím větší diferenci mezi skutečným objemem a vypočteným objemem dochází. Protože se od válce odlišuje každá část kmene jinak, projeví se to různě u sortimentů, vyráběných z jiných částí kmene: - objem výřezů z oddenkových částí kmenů zpravidla Huberův vzorec vypočítá nižší než skutečný; - při výpočtu objemu výřezů ze středních částí kmene jsou podle Huberova vzorce zpravidla kladné a záporné chyby stejně početné; - při výpočtu objemu vrškových výřezů podle Huberova vzorce dochází převážně k nadhodnocení objemu; - při výpočtu objemu surových kmenů v celých délkách převažují při použití Huberova vzorce chyby kladné (vypočítaný objem je vyšší než skutečný). Uvažujeme-li těžené kmeny jako statistický soubor s normálně rozloženou četností kmenů v jednotlivých třídách výčetních tlouštěk, pak při zjišťování objemu dlouhého dříví podle Hubera dochází k nadhodnocování objemu tenkých surových smrkových kmenů v rozpětí výčetních tlouštěk od 14 do 24 cm s k. asi o 2,5 až 3,2 %. Již z podstaty Huberovy metody tedy vyplývá nevyhnutelný vznik fiktivních, administrativních rozdílů v evidovaném objemu dříví. Z orientačních šetření vyplynulo, že do hodnoty štíhlostního kvocientu 106,6 Huberova metoda objem kmene nadhodnocuje, od uvedené hodnoty výše podhodnocuje. Objem dříví ze smrkových porostů pěstovaných s cílem zvýšení jejich odolnostního potenciálu proti škodám větrem a sněhem bude tedy nadhodnocen. Druhování Každý kmen může být vydruhován více způsoby. Neexistuje jen jediná možnost, a to ani tehdy, kdyby z kmene bylo možno vyrobit jen jeden sortiment, neboť ho lze vydruhovat v různých délkách. Přitom výsledky různých způsobů druhování mohou ve vztahu k evidovanému objemu surového kmene vést k odlišným hodnotám objemu vydruhovaných sortimentů. Jinými slovy, umístění řezu může ovlivnit velikost evidovaného objemu dříví. 40

42 Převod prostorových na objemové jednotky Řada sortimentů se přijímá v prostorových metrech (prm), které se přepočítávají na m3 b. k. pomocí převodních čísel, na jejichž velikost má vliv dřevina, tloušťka kůry, tloušťka a křivost polen i kvalita jejich opracování, jejich počet v jednotce prostorového objemu a způsob rovnání do hráně. Převodní čísla představují průměrnou hodnotu, a proto neodpovídají každému jednotlivému případu. Ing. Obalil prokázal, že uvnitř jednoho sortimentu jehličnatého rovnaného dříví může v závislosti na tloušťce polen dojít při použití jednotného převodního čísla k rozdílu až 20 % a u listnatého rovnaného dříví se může rozdíl přiblížit 30 %. Výše manipulačních ztrát je v úměře k množství vydruhovaných rovnaných sortimentů a za obvyklé je možné na skladech zpracovávajících tenké surové kmeny na rovnané sortimenty považovat rozpětí ztrát od 3 % u borovice a 6 % u smrku až po 12 % pro jehličnaté dříví celkem, u listnatého dříví od 9 % až do 15 %. Faktické rozdíly Při těžbě dříví vznikají množstevní ztráty - nadměrky, ztráty sečným a zkracovacím řezem, ulomení vršku stromu při jeho pádu, ztráty nedodržením normované výšky pařezů, ztráty z nezpracovaných vrcholových částí stromů a u listnáčů i ztráty z nezpracovaných větví obsahujících hroubí. Ve všech případech jde o ztráty před prvním evidováním vyrobeného dříví, které se neprojeví jako změny evidovaného objemu dříví. Mezi faktické ztráty objemu dříví při soustřeďování patří zapomenuté či nenalezené přijaté výřezy a části výřezů ulomené v průběhu soustřeďování. V závislosti na použité technologii dosahují tyto ztráty 0,4 až 5 %. Pokud nejsou v evidenci dříví vykázány, posouvají se do dalších fází výroby, kde se projeví v manipulačních ztrátách, ve kterých nepříznivě ovlivňují posuzování efektivnosti druhování na skladech dříví. Jinými slovy, vznik ztrát je neprávem přisuzován manipulaci dříví na skladech. Ztráta objemu dříví příčným řezem Tato ztráta je ovlivněna dřevinou, tloušťkou řezné spáry, velikostí přeřezávaného profilu kmene a počtem řezů. Je tedy úměrná tloušťce kmene a počtu řezů. Proto narůstá při rozřezávání surových kmenů na krátké sortimenty, kdy se pohybuje okolo 1 %. Ve změnách evidovaného objemu dříví se obvykle neprojeví, protože bývá při výrobě rovnaných sortimentů ze surových kmenů skryta ve fiktivní 41

43 ztrátě z použití převodních čísel. Odříznutím oddenků či špiček surových kmenů (tyčí) vznikají manipulační odřezky nestandardních délek. Jejich výskyt závisí na podílu hnilobou napadeného dříví, odřezávaného v kusech kratších než 1 m (vyzdravování), a může tvořit až 1 % z objemu dříví určeného k manipulaci řezem. Odkorňování Při odkorňování dříví nezabíhají při správném nastavení nože do dřeva - k faktickým ztrátám proto dochází jen do 4 % ze vstupního objemu. Při odkorňování dříví narušeného hnilobou nebo při vysokém přítlaku nožů tyto vnikají do každého měkkého místa či zachytávají za každou nerovnost povrchu kmene a vytrhávají zdravé dřevo. Ztráty pak mohou přesáhnout 10 %. Přetřídění Rozdíly vznikají i při přetřídění sortimentů dříví. Běžně je dříví přijato jako určitý sortiment, ale dodáno jako sortiment jiný. Přetřídění nemusí být jen faktické, tedy následkem změny kvality dříví (nepřevzetím dříví odběratelem v deklarované jakosti), ale může být i přetříděním fiktivním, protože totéž dříví může být deklarováno jako jeden z více zaměnitelných sortimentů. Při nedůsledném vystavování opravných lístků pak dochází k rozdílům v zásobách jednotlivých sortimentů, i když se celková výše zásob dříví nemění Nezávislá přejímka Nezávislá přejímka dříví s.r.o. vstupuje do procesu příjmu dříví, když se dříví dostane do místa plnění smlouvy mezi dodavatelem a odběratelem. Způsob nezávislého příjmu byl zaveden na základě podobných systémů aplikovaných desetiletí ve skandinávských zemích zástupci dodavatelů a odběratelů z důvodu možného dvojího pohledu na dodávanou komoditu. Ve výrobním procesu jsou vždy oprávněné požadavky odběratele na kvalitu suroviny, ze které vyrábí, avšak je tu také pohled dodavatele. Oba názory na surovinu se mohou z mnoha důvodů lišit, ať se jedná o kvalitu dodávky nebo její množství. Proto je důležitý nezávislý subjekt, který posuzuje surovinu podle obecně platných a schválených směrnic a také stanoví množství dodávky podle předem stanovených pravidel. Nezávislou přejímku provádějí kvalifikovaní přejímači, jejichž zjištění jsou závazná pro dodávajícího i kupujícího. Způsob přejímky si podle platné metodiky určuje odběratel (Sládek, 2005). 42

44 5. Metodika a materiály Sběr dat pro zjišťování objemu hrání rovnaného dříví počítačovou analýzou obrazu a následně jeho verifikace byl prováděn následujícím způsobem: 5.1. Představení dané technologie osloveným subjektům Vlastnímu zjišťování objemu hrání rovnaného dříví předcházel kontakt vybraných subjektů, převážně těch, které pro zjištění objemu dříví používají elektronickou přejímku. Bylo objasněno měření hrání rovnaného dříví systémem sscale, v případě zájmu byl zaslán katalogový list s uvedenou problematikou. Dále byly uvedeny požadavky na uložení měřených hrání (kapitola 5.2.). Dodavatelské a odběratelské subjekty, které souhlasily se zjišťováním objemu počítačovou analýzou obrazu, byly požádány o protokoly z elektronické přejímky daných sortimentů Zajištění dostatečného množství měřitelných hrání dříví Systém sscale je navržen pro přesné zjišťování velkých objemů dříví po exploatačních harvestorových těžbách ve skandinávských zemích. Výrobcem udávaná odchylka měření je 2 %. S rostoucím objemem hráně klesá chyba měření. Jedná se o nahodilou chybu, protože je způsobena operátorem nikoliv měřícím přístrojem (Kolář, 2010, ústní sdělení). Jinými slovy, operátor může udělat větší chybu při manuálním upravování polygonu malé hráně, u polygonu s větší plochou a pravidelností se tato chyba zmenšuje. Pro ověření tohoto tvrzení v podmínkách ČR byly vyhledávány jak soustředěná těžební pracoviště s použitím harvestorových technologií nebo manipulační sklady odběratelů, kde se vyskytovaly hráně o objemu m 3, tak i skládky v lesních porostech s malým objemem dříví m 3. Z technologie měření objemu hrání rovnaného dříví systémem sscale vyplývají následující požadavky na uložení měřených hrání: hráně musí být uloženy kolmo (řeznou plochou) k cestě, po které se pohybuje vozidlo s kamerami, hráň musí být tvořena výřezy stejné délky (zadává se do systému) precizní začelení hráně, podložení hráně stejným sortimentem (počet podvalů se zadává do systému), začátek a konec hráně s jedním sortimentem musí být jasně ohraničený (jinak nelze vytvořit 3D model) (Příloha č.6), 43

45 hráň nesmí být uložena mezi stromy (jinak nelze vytvořit 3D model) (Příloha č.7), odstupová vzdálenost snímajících kamer musí být rovna minimálně výšce hráně, přístupová cesta by měla být bez větších nerovností (omezení četných otřesů) 5.3. Zjištění objemu dříví systémem sscale Automatizované určení objemu hrání rovnaného dříví je prováděno softwarovým vybavením firmy Dralle A/S v inovované verzi sscale TM v Po nasnímání čel měřených hrání je manuálně zadána dřevina, délka sortimentu a počet podvalů. Ostatní manuálně zadávané parametry jsou pouze doplňující, na výpočet objemu nemají vliv. Při určení objemu podvalů, je uvažován objem průměrného kusu. Tento objem je poté automaticky připočten k objemu celé hráně. Výsledný objem dříví je uváděn v m 3 bez kůry. Každá hráň byla pětkrát změřena, systém byl postupně ovládán třemi operátory, pro zajištění správnosti měření. Výsledný objem hráně stanovený systémem sscale je průměrem z těchto měření Zjištění objemu dříví přijatého odběratelem Objem kulatinových výřezů přijímaných elektronickou přejímkou byl převzat z protokolu o přejímce zaslaných odběratelem. Při zjišťování objemu kulatinových sortimentů přijímaných a krychlených dle objemových tabulek (středová nebo čepová tloušťka) byly údaje o objemu získány z dodacího listu. Objem výřezů vyrobených harvestorovou technologií byl převzat z výstupu měření dříví harvestorem Porovnání a analýza získaných údajů Získané objemy byly vzájemně porovnány a vyjádřeny přehlednou formou pomocí tabulek a grafů. Poté se vyčíslily případné rozdíly. Výsledná odchylka měření byla vypočtena váženým aritmetickým průměrem. Cílem těchto analýz bylo potvrzení přesnosti měření objemu dříví systémem sscale a dále potvrzení či vyvrácení tvrzení, že s rostoucím objemem hráně rovnaného dříví klesá chyba měření systému sscale. Pro kontrolu přesnosti objemu dříví zjištěného počítačovou analýzou obrazu byly použity údaje převzaté z protokolů elektronické přejímky dříví a automatizovaného měření dříví harvestorem, s ohledem na jejich přesnost. Ostatní údaje slouží pouze pro porovnání. 44

46 5.6. Stanovení podmínek použitelnosti systému sscale v LH ČR V průběhu získávání dat pro zpracování této práce, vyvstala řada problémů, které znemožňují použití systému sscale v podmínkách lesního hospodářství České republiky. Stanovení podmínek použitelnosti zjišťování objemu hrání dříví tímto systémem je zohledněno v diskusi. 45

47 6. Výsledky Při získávání údajů pro zpracování této diplomové práce bylo změřeno 148 hrání rovnaného dříví s celkovým objemem bezmála 2800 m 3. Z tohoto množství naměřených dat bylo pro porovnání přesnosti měření získáno pouze 27,32 m 3 z elektronické přejímky a 274,87 m 3 z měření dříví harvestorem. Více údajů nebylo možné získat, protože dodavatelské a odběratelské subjekty odmítly spolupráci i po předchozím příslibu. Veškeré uvedené objemy dříví jsou udávané v m 3 bez kůry. Měření probíhalo v těchto lokalitách Paskov (odběratel Mayr-Melnhof Holz Paskov s.r.o.), Lipník nad Bečvou (Vojenské lesy a statky s.p., divize Lipník nad Bečvou), lesní správa Lipůvka (dodavatel Lesy města Brna a.s.), Náměšť na Hané (odběratel Stora Enso Timber Ždírec s.r.o.), Jihlava (odběratel Stora Enso Timber Ždírec s.r.o.), Prachatice. Tab.č. 1: Výsledky metod zjišťování objemu hráně na lokalitě Lipůvka Metoda Objem [m 3 ] Metoda/el.př [%] Huberův vzorec 26,55 97,20 Smalianův vzorec 27,92 102,21 sscale 28,29 103,55 Konsignované množství 29,11 106,55 Elektronická přejímka 27,32 100,00 Odchylky zjištěných objemů dle jednotlivých metod ve srovnání s elektronickou přejímkou [m 3 ] Odchylky objemů [m 3 ] 2,00 1,00 0,00-1,00-2,00-0,77 0,60 0,97 1,79 Huberův vzorec Smalianův vzorec sscale Konsignované množství Obr.č. 2: Odchylky zjištěných objemů dle jednotlivých metod ve srovnání s elektronickou přejímkou vyjádřené v m 3 bez kůry 46

48 7,00 Odchylky zjištěných objemů dle jednotlivých metod ve srovnání s elektronickou přejímkou [%] 6,55 Odchylky objemů [%] 5,00 3,00 1,00-1,00-3,00-5,00-2,80 2,21 3,55 Huberův vzorec Smalianův vzorec sscale Konsignované množství Obr.č. 3: Odchylky zjištěných objemů dle jednotlivých metod ve srovnání s elektronickou přejímkou vyjádřené v % Pro účely porovnání byl použit objem stanovený elektronickou přejímkou 27,32 m 3, jako nejpřesnější metoda zjišťování objemu dříví. Z tabulky č. 1 a grafů č. 2 a č. 3 vyplývá, že Huberova metoda podhodnocuje objem stanovený elektronickou přejímkou o 0,77 m 3, což činí2,8 %. Smalianův vzorec tuto hodnotu naopak nadhodnocuje o 0,60 m 3, což činí 2,21 %. Objem zjištěný systémem sscale převyšuje objem určený elektronickým měřením o 0,97 m 3, tedy 3,55 %. Lesy města Brna (Soudek, 2011, ústní sdělení) uvádějí konsignované množství o 1,79 m 3 vyšší oproti srovnávacímu objemu. Tento rozdíl činí 6,55 %. V této hráni se vyskytoval značný počet oddenkových kusů s neupravenými nebo jen s částečně upravenými kořenovými náběhy, což může významně ovlivnit výpočet objemu uváděnými metodami. Nadměrek udávaný pracovníky Lesy města Brna a.s. činil 10 cm, tudíž celková délka byla 4,10 m. Z protokolu o elektronické přejímce bylo zjištěno, že se skutečná geometrická délka měřených výřezů pohybovala v rozmezí 4,13 m 4,21 m, s největší četností výskytu v hodnotách 4,16 m a 4,17 m. 47

49 Tab.č. 2: Výsledky metod zjišťování objemu hrání na lokalitě Náměšť na Hané číslo hráně Přep. koef Metoda měření Ruční měření sscale Harvestor Objem [m 3 ] RM / H [%] Přep. koef Objem [m 3 ] sscale / H [%] Objem [m 3 ] ,79 102, ,45 100,67 60, ,10 95, ,90 98,91 59, ,30 95, ,94 98,59 54, ,64 96, ,10 97,51 34, ,56 96, ,66 102,50 32, ,08 104, ,48 102,23 32,75 Průměrná odchyka RM:H / sscale:h -0,79-1,60 X -0,13-0,12 X Odchylky zjištěných objemů dle jednotlivých metod ve srovnání s měřením harvestoru [m 3 ] Odchylky objemů [m 3 ] 2,00 1,00 0,00-1,00-2,00-3,00 1,74 1,33 0,82 0,40 0,73-0,13-0,65-0,77-0,87-0,79-1,33-1,28-2,45-2, Číslo hráně Ruční měření sscale Průměrná odchylka Obr.č. 4: Odchylky zjištěných objemů dle jednotlivých metod ve srovnání s měřením harvestoru vyjádřené v m 3 bez kůry 48

50 Odchylky objemů [%] 6,00 4,00 2,00 0,00-2,00-4,00-6,00 Odchylky zjištěných objemů dle jednotlivých metod ve srovnání s měřením harvestoru [%] 2,90 0,67-1,09-1,41-4,11-4,41-2,49-3,80-3,90 4,06 2,50 2,23-1, Ruční měření Číslo hráně sscale -0,12 Průměrná odchylka Obr.č. 5: Odchylky zjištěných objemů dle jednotlivých metod ve srovnání s měřením harvestoru vyjádřené v % Pro účely srovnávání byl na lokalitě Náměšť na Hané použit objem stanovený automatizovaným měřením harvestoru. Podnikatelský subjekt provedl potřebnou kalibraci měřících zařízení kácecích hlavic, proto je tento údaj považován za přesný. V hráni č.1 byly uloženy smrkové výřezy délky 5 m, zařazené do IV. jakostní třídy (dříví pro výrobu dřevoviny). Tabulka č. 2 udává, že objem hráně určený automatizovaným měřením harvestoru byl 60,05 m 3. Podle grafů č.4 a č.5 je zřejmé, že objem zjištěný ručním měřením odběratele tuto hodnotu nadhodnocuje o 1,74 m 3, což činí 2,90 %. Objem stanovený systémem sscale je o 0,40 m 3 vyšší než objem určený harvestorem, navýšení představuje 0,67 %. Přepočtový koeficient (PRM => m 3 ) byl odběratelem určen na 63 a systémem sscale na 62. V hráni č.2 byly uloženy výřezy stejné dřeviny, délky a jakostní třídy jako v případě hráně č.1. Tabulka č. 2 udává, že objem hráně určený automatizovaným měřením harvestoru byl 59,55 m 3. Podle grafů č.4 a č.5 je zřejmé, že objem zjištěný ručním měřením odběratele tuto hodnotu podhodnocuje o 2,45 m 3, což činí 4,11 %. Objem stanovený systémem sscale je o 0,65 m 3 nižší než objem určený harvestorem, úbytek představuje 1,09 %. Přepočtový koeficient byl odběratelem stanoven na 62 a systémem sscale na

51 V hráni č.3 byly uloženy borové výřezy délky 3 m, zařazené do II. jakostní třídy (výřezy pro výrobu loupané dýhy). Tabulka č. 2 udává, že objem hráně určený automatizovaným měřením harvestoru byl 54,71 m 3. Podle grafů č.4 a č.5 je zřejmé, že objem zjištěný ručním měřením odběratele tuto hodnotu podhodnocuje o 2,41 m 3, což činí 4,41 %. Objem stanovený systémem sscale je o 0,77 m 3 nižší než objem určený harvestorem, rozdíl těchto měření představuje 1,41 %. Přepočtový koeficient byl odběratelem určen na 62 a systémem sscale na 62. V hráni č.4 byly uloženy modřínové výřezy délky 5 m, zařazené do II. jakostní třídy (výřezy pro výrobu loupané dýhy). Tabulka č. 2 udává, že objem hráně určený automatizovaným měřením harvestoru byl 34,97 m 3. Podle grafů č.4 a č.5 je zřejmé, že objem zjištěný ručním měřením odběratele tuto hodnotu podhodnocuje o 1,33 m 3, což činí 3,80 %. Objem stanovený systémem sscale je o 0,87 m 3 nižší než objem určený harvestorem, odchylka měření představuje 2,49 %. Přepočtový koeficient byl odběratelem určen na 62 a systémem sscale na 62. V hráni č.5 byly uloženy modřínové výřezy délky 3 m, zařazené do II. jakostní třídy (výřezy pro výrobu loupané dýhy). Tabulka č. 2 udává, že objem hráně určený automatizovaným měřením harvestoru byl 32,84 m 3. Podle grafů č.4 a č.5 je zřejmé, že objem zjištěný ručním měřením odběratele tuto hodnotu podhodnocuje o 1,28 m 3, což činí 3,90 %. Objem stanovený systémem sscale je o 0,82 m 3 vyšší než objem určený harvestorem, odchylka měření představuje 2,50 %. Přepočtový koeficient byl odběratelem určen na 62 a systémem sscale na 62. V hráni č.6 byly uloženy smrkové výřezy délky 5 m, zařazené do III. jakostní třídy (výřezy pro pilařské zpracování). Tabulka č. 2 udává, že objem hráně určený automatizovaným měřením harvestoru byl 32,75 m 3. Podle grafů č.4 a č.5 je zřejmé, že objem zjištěný ručním měřením odběratele tuto hodnotu nadhodnocuje o 1,33 m 3, což činí 4,06 %. Objem stanovený systémem sscale je o 0,73 m 3 vyšší než objem určený harvestorem, odchylka měření představuje 2,23 %. Přepočtový koeficient byl odběratelem určen na 59 a systémem sscale na 60. Výsledná odchylka měření, zobrazená na grafech č.4 a č.5 byla stanovena váženým aritmetickým průměrem z daných odchylek. V případě výpočtu objemu ručním měřením hráně došlo k podhodnocení výstupu z harvestoru o 0,79 m 3, což představuje 1,60 %. Systém sscale taktéž podhodnotil měření harvestoru o 0,13 m 3, což představuje 0,12 %. 50

52 7. Diskuse V průběhu zpracování této práce vyvstaly komplikace, že verifikace stanovení objemu počítačovou analýzou digitálního obrazu pomocí elektronické přejímky je velmi problematická a subjekty, které provádí krychlení kulatiny elektronickou přejímkou odmítají spolupráci s akademickou půdou. Zásadním momentem se jeví skutečnost, že v České republice není v současné době legislativní norma, která by stanovovala technické parametry snímacích zařízení, způsob zpracování naměřených hodnot a způsob výpočtu objemu kulatiny. Ulrich a kol. (2004) uvádí, že dnes užívaná zařízení se buď snaží výsledky měření co nejvíce přiblížit klasické Huberově metodě (bez ohledu na dosažitelnou přesnost) nebo upřednostňují technologické požadavky zpracovatele suroviny a nutí dodavatele se jim přizpůsobit. Štipl (1997) uvádí, že Huberův vzorec podhodnocuje skutečný objem kmene o cca 3%. Způsoby zpracování údajů se liší přesností snímání, způsobem filtrace údajů, zaokrouhlováním i způsobem výpočtu (Janák, 2003). V oblasti používání elektronických přejímek existuje velká variabilita v možnostech zjišťování vstupních údajů, dokonce i v metodách výpočtu samotného objemu. Objem kulatiny, stanovený při elektronickém snímání rozměrů, se liší od objemu stanoveného z ručně měřených rozměrů i od objemu stanoveného analýzou digitálního obrazu. Rozdíly vznikají v samotných hodnotách rozměrů při jejich snímání a následně při jejich zpracování i vlastním výpočtu. Podle Janáka a kol. (2006) je způsobuje: 1) při měření tvar kmene parametry snímacího zařízení mechanické provedení dopravní trasy 2) při zpracování údajů filtrace hodnot způsob zaokrouhlování způsob odpočtu kůry způsob výpočtu objemu 51

53 V případě hráně na lokalitě Lipůvka byla pro těžbu použita motomanuální technologie. Pracovník s motorovou pilou měří délku a středový průměr od čela zpracovávaného kmene, nadměrek neuvažuje. Naměřené hodnoty jsou zaraženy na čelo výřezu, a poté slouží k výpočtu objemu, který je zpravidla určen dle Tabulek pro krychlení surového dříví. Hodnota středového průměru je měřena s kůrou, určený objem je udáván v m 3 bez kůry. Objem konsignovaného množství byl stanoven tímto způsobem. Zjišťování rozměrů a výpočet objemu dříví u elektronické přejímky probíhá při průchodu optoelektronickým zařízením. Místo měření středového průměru se určuje z celkové geometrické délky měřeného kusu. Od tohoto místa jsou ve vzdálenosti 10 cm na každou stranu provedeny 2 na sebe kolmá měření průměru. Středový průměr se proto stanovuje jako hodnota, odvozená z těchto sousedních měření (Janák a kol., 2006). Pro výpočet objemu se užívá jmenovitá délka. Haťapka (2011, ústní sdělení) potvrdil, že u odběratele dříví z lokality Lipůvka probíhá měření rozměrů a výpočet objemu výše popsaným způsobem. Tento způsob určení místa měření středového průměru může být důsledkem rozdílu v objemu stanoveným stejným výpočetním vztahem (1) u Huberovy metody a elektronické přejímky dříví. Nadměrek v některých případech činil až 21 cm, což může ovlivnit naměřenou tloušťku a objem jednotlivých kusů. Smalianův vzorec (výpočetní vztah č.2) využívá k výpočtu objemu kmene průměr čela a čepu. Z těchto průměrů je vypočtena kruhová základna čela a čepu, které se dále zprůměrují. Objem výřezu tedy představuje objem válce s touto průměrnou kruhovou základnou. Se vzrůstajícím rozdílem mezi průměrem čela a čepu, vzrůstá i odchylka vypočteného objemu výřezu oproti skutečnému objemu. Hojgr (2010) uvádí, že Smalianův vzorec nahodnocuje objem výřezů o cca 5 % a je ze všech vztahů pro výpočet objemu kmene nejméně přesný. Nadhodnocení objemu dané hráně Smalianovou metodou je způsobeno výskytem oddenkových výřezů, které jsou přirozeně zbytnělé, a ne vždy je možné toto zbytnění eliminovat během výroby. Pozn. autora: Kvůli tomuto zbytnění a výskytu silnější borky, jsou pro krychlení oddenkových výřezů sestaveny speciální tabulky objemu kulatiny, např. BOROVICE ODDENKY. Systém sscale se nezabývá výpočtem objemu jednotlivých výřezů, ale celých hrání rovnaného dříví, jedná se tedy o hromadné stanovení objemu dříví. Princip stanovení objemu hráně je shodný s manuálním měřením a následným výpočtem objemu hráně dle Doporučených pravidel pro měření a třídění dříví v České republice, uvedeném v kapitole Rozdílem v těchto metodách je to, že systém 52

54 sscale využívá pro stanovení plochy čela hráně počítačovou analýzu digitálního obrazu v softwarovém programu sscale TM v 3.00, což tento výpočet výrazně zpřesňuje a zjednodušuje oproti manuálnímu měření. Zde je na místě otázka, do jaké míry může operátor ovlivnit výsledek měření. Z tabulky č.2 a grafů obr č.4 a č.5 je patrné, že u hrání o větším objemu klesá nepřesnost měření. Tato skutečnost je podpořena tím, že větší hráně zpravidla mají pravidelnější tvar (lichoběžník) než hráně malé, tudíž chyba operátora při manuální úpravě výsledného polygonu klesá. Ulrich a kol. (2004), uvádí, že nepřesným změřením délky či výšky hráně vznikne na výsledku často chyba o jeden řád větší, než je chyba vzniklá použitím nepřesného převodního koeficientu. Tento systém uvažuje i se sbíhavostí kmenů. Algoritmus výpočtu sbíhavosti kmenů v hráni, který vychází z dendrometrických měření, je předmětem duševního vlastnictví, a proto nebyl výrobcem uveden. Pro stanovení přepočtového koeficientu a následného výpočtu objemu stačí nasnímat jen jedno z čel hráně. Odchylky přepočtových koeficientů zjištěných analýzou digitálního obrazu z obou čel hráně a z nich vypočítané objemy nejsou statisticky významné (Ulrich a kol., 2004). Další skutečností je, že koeficient není ovlivněn jen průměrnou tloušťkou výřezů v hráni, ale také variabilitou tlouštěk jednotlivých výřezů. Pokud tedy bude hráň složena z výřezů, které budou mít stejnou tloušťku, bude koeficient nižší, než když budou v hráni zastoupeny jak tenké, tak i tlusté výřezy (za předpokladu, že hodnoty průměrné tloušťky výřezů se rovnají). Na tuto skutečnost upozorňuje např. Mazal (2004). Systém sscale udává četnosti středových průměrů jednotlivých výřezů v hráni. Podnikatelský subjekt provádějící těžbu dříví uvedl, že kalibrace harvestoru před započetím těžby proběhla dle metodiky kalibrace uváděné Nerudou (2008). Dvořák a Rusnáková (2007) udávají, že při správné kalibraci harvestoru činí rozdíl objemů stanovených elektronickou přejímkou a harvestorem 1,6 %. Proto byly tyto údaje použity pro srovnání objemů stanovených automatizovaným měřením harvestrou a objemů stanovených systémem sscale. Tyto údaje byly dále srovnány s ručním měřením hráně, provedené odběratelským subjektem. Přepočtové koeficienty stanovené při ručním měření hráně byly prakticky totožné s koeficienty stanovenými systémem sscale. 53

55 7.1. Využití výsledků v praxi Při získávání údajů pro zpracování této práce se vyskytla řada problémů, které vylučují použití systému sscale v podmínkách lesního hospodářství ČR. Tento dílčí bod diskuse vychází s požadavků na uložení měřených hrání. Hráň musí být uložena kolmo k cestě, po které se pohybuje měřící vozidlo. Tento požadavek vyplývá z principu měření systémem sscale, který snímá čelo hráně. Je třeba dbát na precizní začelení hrání, zejména při použití motomanuální technologie v kombinaci s přibližovacím prostředkem, který k rampování výřezů používá čelní rampovač. U hrání se začelením ± 0,5 m není zaručeno, že nasnímání čela bude úspěšné. Při použití forwarderu se problémy spojené se začelením nevyskytovaly. Další podmínkou pro úspěšné měření, je podložení alespoň čela hráně. Podložením zajistíme viditelnost čela pro snímající kamery. Pokud není hráň podložena, neměla by část čela ležící na zemi být zakryta např. bahnem vytlačeným ze stopy forwarderu. Podvaly by měly být ze stejného sortimentu, který se nachází v hráni. Počet podvalů se zadává do systému a je s nimi počítáno ve výsledném objemu. Začátek a konec hráně musí být zřetelně ohraničený od ostatních objektů, jinak sscale nedokáže vytvořit 3D model a určit objem. V případě nesprávného uložení hráně mezi stromy, musí být čelo hráně vysunuto před tyto živé opěry minimálně 1 m. Odstupová vzdálenost musí být rovna minimálně výšce hráně, aby došlo ke kompletnímu sejmutí čela kamerovým systémem. Cesta, po které se pohybuje měřící vozidlo, by měla být bez větších nerovností, při velmi silných otřesech kamer nelze provádět měření. V současnosti probíhá přejímka dříví u velkých odběratelů na jejich skladech. Předmětem obchodu je množství dříví, které je přijato odběratelem, nikoliv množství udávané dodavatelem. Ve většině případů se tyto údaje liší o nemalé hodnoty, a tak může docházet k narušení dodavatelsko odběratelských vztahů. Systém sscale by mohl být alespoň částečným řešením těchto sporů, pokud by obě strany přistoupily na tento systém přejímky dříví v lese. Tento systém přejímky dříví je aplikován v Dánsku a ve Spolkové republice Německo. Firma Dralle A/S uvádí, že celkové náklady na jeden m 3 změřené hráně dříví jsou menší než 0,5 Euro. Tyto náklady zahrnují pronájem systému, mzdy operátorů, nájem automobilu a palivo. Využití systému 8 hodin denně, 4-5 dní v týdnu, znamená za normálních podmínek najetí km a změření m 3 (Anonym, 2011). 54

56 8. Závěr Cílem této práce bylo zjišťování objemu hrání rovnaného dříví pomocí počítačové analýzy obrazu systémem sscale. Zjištěné objemy byly verifikovány s jinými způsoby stanovení objemu daných hrání. Pro ověření přesnosti výsledných objemů byly použity údaje z elektronické přejímky a z automatizovaného měření dříví harvestorem. Data z ručního měření slouží pouze pro srovnání. Pro stanovení objemu jednotlivých výřezů byl použit Huberův a Smalianův vzorec. Měření dříví v prostorových mírách probíhalo dle Doporučených pravidel pro měření a třídění dříví v České republice, přepočtové koeficienty byly stanoveny odběratelem. Výsledky měření byly zpracovány v programu MS Excel. V rámci zpracování projektu bylo změřeno 148 hrání rovnaného dříví s celkovým objemem bezmála 2800 m 3. Z tohoto množství naměřených dat bylo pro porovnání zjištěných objemů získáno pouze 27,32 m 3 z elektronické přejímky a 274,87 m 3 z měření dříví harvestorem. Na lokalitě Lipůvka byl pro účely porovnání použit objem hráně stanovený elektronickou přejímkou 27,32 m 3. Huberova metoda podhodnocuje tento objem o 0,77 m 3, což činí 2,8 %. Smalianův vzorec tuto hodnotu nadhodnocuje o 0,60 m 3, což činí 2,21 %. Objem zjištěný systémem sscale převyšuje objem určený elektronickým měřením o 0,97 m 3, tedy o 3,55 %. Objem konsignovaného množství, stanovený z Tabulek pro krychlení surového dříví, je o 1,79 m 3 vyšší oproti objemu vybranému pro porovnání. Toto převýšení činí 6,55 %. Tyto údaje však nemají velkou vypovídací hodnotu, protože se jednalo pouze o 27,32 m 3. Na lokalitě Náměšť na Hané byl pro účely porovnání použit objem stanovený automatizovaným měřením harvestoru. Na této lokalitě bylo změřeno 6 hrání o celkovém objemu 274,87 m 3. Výsledná odchylka měření byla stanovena váženým aritmetickým průměrem. V případě výpočtu objemu ručním měřením hráně došlo k podhodnocení výstupu z harvestoru o 0,79 m 3 (1,60 %). Systém sscale taktéž podhodnotil měření harvestoru o 0,13 m 3 (0,12 %). Převodní koeficienty (PRM=>m 3 ) stanovené při ručním měření odběratelem a systémem sscale byly prakticky totožné. Z uvedených výsledků je patrné, že s rostoucím objemem hráně klesá chyba stanovení objemu hráně systémem sscale. Tato skutečnost je podpořena tím, že větší hráně zpravidla mají pravidelnější tvar (lichoběžník) než hráně malé, tudíž nahodilá chyba způsobená operátorem při manuální úpravě výsledného polygonu klesá. 55

57 9. Summary The aim of the study was quantification of stocked timber volume using computer analysis of digital screen done by sscale system. For verification of measurement accuracy in forest conditions in the Czech Republic were used values from electronic acceptance and/or harvester automatic measurement. For simple verification was volume of piles calculated by equation for single logs and/or measured manually as stocked volume. For quantification based on manual measurement was used Huber and Smalian equation. Measuring in piles was done according to Recommended rules for timber measuring and assorting in the Czech Republic, recalculation coefficient between stacked volume and solid volume were given by costumer. Results were elaborated in spreadsheet program MS Excel. Within the project 148 piles of stocked timber were measured with total volume over 2800 m 3. From this amount was received only 27,32 m 3 from electronic acceptance and 274,87 m 3 from harvester automatic measurement. In Lipůvka district was for evaluation used volume of pile given by electronic acceptance 27,32 m 3. Calculation based on Huber equation underestimated this volume by 0,77 m 3, which is 2,8%. Calculation based on Smalian equation overestimated this volume by 0,6 m 3, which is 2,21%. Volume given by sscale system overestimated volume by 0,97 m 3 i.e. 3,55%. Volume based on Spreadsheet for log volume scaling overestimated this volume by 1,79 m 3 i.e. 6,55%. Those results, however, cannot be generalized because of small amount of wood. In Náměšť na Hané locality was for evaluation used volume given by automatic measurement of harvester. 6 piles with total volume 274,87 m 3 were measured on this locality. The difference of measurement was calculated as weighted arithmetic mean value. Manual measurement and quantification underestimated volume by 0,79 m 3 (1,6%). System sscale also underestimated volume measured by harvester by 0,13 m 3 (0,12 %). Re-calculation coefficient (between stacked volume and solid volume) given by costumer and given by sscale were almost identical. From results could be figured out, that as higher amount of timber volume measured as lower error (better accuracy) of volume quantification. This conclusion could be also supported by fact as bigger pile as better shape of pile; the human factor in polygon adjustment is minimized. 56

58 10. Přehled použité literatury ANONYM. Features and Improvements in v 3.00 [online]. Poslední aktualizace: březen Dostupné z: ANONYM, 2010: Users Guide The sscale system, 23 s. DVOŘÁK, J.; RUSNÁKOVÁ, P., 2007: Měření objemu kulatiny harvestorem a měřicím rámem. Lesnická práce, roč. 86, č. 10 FRNOCH, M., 2006: Objemové rozdíly vznikající při měření a zpracování tenkého jehličnatého dříví. 59 s. HAŤAPKA, O., 2011: Ústní sdělení HOJGR, M., 2010: Metody pro výpočet objemu smrkových a borových výřezů a jejich přesnost. Bakalářská práce. Brno: MENDELU Brno, 59 s. HONSA, J., 2007: Rozbor harvestorových technologií lesní těžby na LS Jeseník LČR s.p. Diplomová práce. Brno: MZLU v Brně, 60 s. JANÁK, K., 2003: Automatizace pro dřevařské inženýrství. MZLU Brno, 296 s. JANÁK, K.; KRÁL, P., 2003: Technologie I. vyd. Informatorium, spol. s.r.o., Praha s. JANÁK, K.; HORÁČEK, P.; ONDRÁČEK, K.; HUNKOVÁ, V.; PEJZL, J., 2006: Srovnání metod ručního a elektronického měření dříví. Návrh pravidel elektronického měření a přejímky dříví v ČR. Brno. JANÁK, K.; ONDRÁČEK, K.; ŠLEZINGEROVÁ, J., 2006: Příjem dříví, MZLU v Brně, 131s. JANÁK, K.; ONDRÁČEK, K., 2006: Elektronická přejímka dříví 1. vyd. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita, 85 s. Folia universitatis agriculturae et silviculturae mendelianae brunensis = Monografie, Facultas silviculturae et technologiae ligni. ISBN

59 JANÁK, K.; ONDRÁČEK, K.; HORÁČEK, P.; PETER, B.; HUNKOVÁ, V., 2006: Elektronická přejímka dříví: Rozbor zahraničních předpisů. Návrh průběhu elektronické přejímky dříví u nás. MZLU v Brně. KOLÁŘ, L.: Hromadná laserová přejímka dříví, štěpky a biomasy [online]. Poslední aktualizace: březen Dostupné z: KOLÁŘ, L., 2010: Ústní sdělení KOLEKTIV, 2002: Doporučená pravidla pro měření a třídění dříví v České republice. Hradec Králové, ČAPLH. NERUDA, J. a kol., 2008: Harvestorové technologie lesní těžby. Brno: Mendelova zemědělská a lesnická univerzita v Brně, 150 s. SIMANOV, V., 2003: Rozdíly v evidovaném objemu dříví. Lesnická práce, roč. 82, č. 2, str SIMANOV, V.; KOHOUT, V., 2004: Těžba a doprava dříví. vyd. Písek: Matice lesnická spol. s.r.o., 411 s. SLÁDEK, P., 2005: Ekonomicko technologické aspekty přejímky dříví u harvestorových technologií. Diplomová práce. Brno: MZLU v Brně, 81 s. SOUDEK, P., 2011: Ústní sdělení ŠTIPL, P., 1997: Hospodářská úprava lesů, Střední lesnická škola Hranice, ULRICH, R. a kol., 2002: Použití harvestorové technologie v probírkách. MZLU Brno, 97 s. ULRICH, R.; MAZAL, P.; KNEIFL, M., 2004: Aplikace metodiky výpočtu převodních koeficientů objemu rovnaného dříví pomocí počítačové analýzy obrazu a její verifikace prostřednictvím elektronické přejímky a stanovení koeficientů podle dřevin a sortimentů pro harvestorovou technologii. MZLU v Brně, 42 s. Vaca, D., 1999: Váhová přejímka dřeva. Lesnická práce, roč.78, č. 10 Zpráva o stavu lesa a lesního hospodářství rok Praha: Ministerstvo zemědělství,

60 11. Přílohy práce Seznam příloh: Příloha č. 1: 3D model měřené hráně Příloha č. 2: Příklad směrové navigace Příloha č. 3: Sekvence snímků Příloha č. 4: Manuální úprava polygonu snímaného čela Příloha č. 5: Výsledný protokol systému sscale Příloha č. 6: Nesprávné rozdělení hráně (neměřitelná hráň) Příloha č. 7: Nesprávné uložení hráně mezi stromy 59

61 Příloha č. 1: 3D model měřené hráně Příloha č. 2: Příklad směrové navigace 60

62 Příloha č. 3: Sekvence snímků Příloha č. 4: Manuální úprava polygonu snímaného čela 61

63 Příloha č. 5: Výsledný protokol systému sscale 62

64 Příloha č. 6: Nesprávné rozdělení hráně (neměřitelná hráň) Příloha č. 7: Nesprávné uložení hráně mezi stromy 63