Forest Window(FW)で森林を3次元的に観察しようとするとき、先ず第一に木々の位置関係を知る必要があります。ところが、森林は往々にして斜面に成立しているのです。調査は”艱難辛苦”を伴うことがしばしばです。
立木の位置は以下の方法で測量します
メッシュ法は地表に一定間隔の升目を設置して、この升目を使って木々の位置を測定するものです。
一般的に、メッシュ法では青矢印の距離を測ることで立木のXY座標位置を特定します。立木位置の標高の測定もメッシュを使って行います。この場合、高さ方向の位置は等高線から読み取ります。
コンパス法では座標系の原点から方位角と高低角、斜距離を測定することにより、立木の3次元的な位置を特定することができます。このとき、根元位置の高低角も調査しておけば立木位置の標高も計算することができます。
木のサイズの測定
FWでは木の大きさをを画面上に表現しますので、立木位置のほかにいくつかの基本的なサイズを調査しておく必要があります。
直径を計る
FWでは幹の太さを表現することができます。ここでは肇に輪尺による幹の太さの測定について説明しましょう。
幹の直径はその場で直接測定することができる項目です。しかも、直径の値は幹の体積、すなわち収穫される材木の量に直接関連していますので林業の現場では必ず調査される項目です。日本の林業で一般的に、用いられる太さの測定は直径5cm以上の木を対象にして、斜面の上側から、胸の高さ(1.2m)の直径を、2cm括約で測定します。この直径を胸高直径(DBH:Diameter Breast Height)といいます。下の写真は輪尺という木の直径を測る林業用の計測装置で幹の直径を測っている様子を示したものです。
2cm括約とは四捨五入の変形で、偶数読みのことをいいます。直径値の測定は図のように奇数値ではさまれた偶数値を読み取リます。図の例のように目盛りが9より大きく11より小さいので10cmと読み取ることができます。FWではパソコンの画面で幹の描写はきわめて不正確ですから2cm括約で十分です。ただし、生物学など他の用途に使うことも考えて、1mm単位で特定しておくことをお勧めします。
多くの輪尺は直径60cmが測定限界です。これより大きな直径の木を計るときは下の写真のように直径巻尺で測定します。
直径巻尺にはおもて側(下の写真の上側)には通常のセンチメートル目盛りが表示されていますが、裏面(下側)には下の図のように3.14倍の目盛りが表示されています。この目盛りを読めば、円周長から直径値を読み取ることができるのです。林業用の優れものです。
立木の高さを測る
立木の高さは根元位置から梢端位置までをいいますが、木の高さを直接測定するのはきわめて難しいことです。そのため間接的な手段で木の高さを測ることになります。従来、樹高の間接測定法は多数考案されていますが、操作性と精度が相反すし、しかも器具の価格もネックになっているため測定技術がなかなか進歩しないという側面があります。
一般的な林業経営の場合は1m単位で樹高を測ります。下の図は比較的安価な「ワイゼ測高器」を使って樹高を測定する方法を示しています。この方法では直角三角形の相似形を性質を応用したものです。 H'のところで高さが測定できます。なお、目の高さまでを加算することを忘れずに。
上の図のような直角三角形の相似形を利用する方法とは異なり、三角関数を利用する方法もあります。下の図は「ブルーメライス」という器具を使って樹高を測定している様子です。この器具は幹までの距離にsinθ(仰角と俯角の合計値)を掛けて樹高を算出するものです。少し高価でしが快適に樹高を測定できます。最近では、角度センサーと測距儀を内蔵した超小型の樹高測定装置も発売されていますが、かなり高額です。
樹冠の大きさの測定
FWでは針葉樹と広葉樹の樹冠構造は下の模式図のように三角錐と楕円球で表示します。この際、樹高と枝下高それに樹冠幅は情報量としての必須項目です。
斜立木などのように樹冠の中心が立木位置からずれている場合は、立木位置からの相対的な距離をX、Y座標系で測定します。下の図は樹冠の構造を斜め上方から見た様子を示しています。
上の図を真上から見たのが下の図です。FWではこの図のように立木の根元位置からの4方向の樹冠幅を測定することとしています。
野帳に記載する
森林の現場では、立木位置のX,Y,Z座標、樹種、胸高直径、樹高、枝下高、それに樹冠幅4方向を測定します。樹冠幅は立木の位置からのX、Y座標を測定します。森林空間調査用野帳と称する下のような野帳を作っておくと大変便利です。
森林情報のデータベース
FWではコンピュータ内でのデータとして以下のような書式のデータを読み込むことにしています。
データベースの項目は下記のとおりです。赤で示した項目については、現地調査から戻ったあとに卓上で付加します。
コンピュータへの入力
パソコン上で汎用のスプレッドシート用のソフトウェアを起動してデータ入力用のワークシートを開き、白地の部分の野外調査データを転写します。その後、机上で水色の部分のNL(樹冠のタイプ)とCC(樹冠の色分け)を入力します。下の図はマイクロソフト・エクセルのワークシートでデータを作成した例です。でーたの入力が終わったら、この状態(エクセルのブック形式)でファイル名を付けて保存しておきましょう。
樹冠の表示色は下の色コード表を参考にして決めてください。樹種による色分け、形質による色分け、紅葉をイメージした色分けなど様々な考え方により色合いを決めましょう。
FW用のデータの保存
ワークシートの中の下の図の反転の範囲のデータのコピーして、新しいワークシートに貼り付けます。
新たにワークシートに貼り付けられたデータは以下のようになります。
データファイルを保存するときはCSV形式で保存します。このとき下の図のように「ファイル名を付けて保存」を選択し「ファイルの種類」のタグの中から「CSV形式」を選んで保存してください。
このとき以下のメッセージが出ますが、いづれも「OK」を選択してください。
これでFW用のデータが完成しました。早速FWを起動してみてみましょう。