Hipsometre bazate pe principiul trigonometric

Principiul constă în măsurarea unei distanțe înclinate sau reduse la orizont de la operator la arbore, precum și a unghiurilor formate de orizontala cu vizele la bază și la vârful arborelui. În această categorie se încadrează hipsometrul Blume-Leiss, dendometrul Haga, relascopul și telerelascopul Bitterlich, clinometrul sau clisimetrul etc.

În țara noastră, instrumentul cel mai utilizat este dendometrul românesc, varianta îmbunatățită a hipsometrului Blume-Leiss. Constructiv dendometrul românesc este format dintr-o carcasă metalică care prezintă în partea superioară o lunetă de vizare iar în partea inferioară, cu cadran gradată în fața căruia oscilează un pendul indicator: miscarea penduluiește controlată prin intermediul unor butoane de blocare și de deblocare.  Diviziunile primelor patru scări pe cadran reprezintă înălțimi calculate pentru distanțe de 15, 20, 25, și 35 metri de la operator la arbore, potivit relației: în care

• h – înălțimea arborelui (sau a unei porțiuni din arbore, după cum se va vedea în continuare
• i- distanța operator -arbore:
• pi- unghiul format de orizontala cu viza la vârful sau la baza arborelui.

Cea de-a cincea scară, aflată în partea inferioară a cadranului, indică panta terenului în grade sexagesimale.

Pentru determinarea înălțimii arborelui, se procedează astfel:

• se fixează mira pliantă (anexa aparatului) de triunghiul arborelui, astfel încât diviziunea 0 de pe miră să se afle la nivelul ochiului operatorului:
• cu aparatul la ochi, se suprapune reperul superior al reticulului din partea stângă peste reperul 0 al mirei:
• operatorul se deplazează în față sau în spate când reperul inferior de pe reticul se suprapune peste reperul de pe miră corespunzător unei anumite distanțe fixe față de arbore (dintre cele marcate pe cadranul aparatului) în acel moment, operatorul este poziționat la distanța prestabilită:
• cu pendulul declanșat, se vizează la vârful arborelui, se așteaptă liniștirea pendulului, se blochează pendulul și se citește, pe scara corespunzătoare distanței operator- arbore, o primă valoare (h1).
• Se declanșează din nou pendulul și se vizează la baza arborelui, se blochează și apoi se face o a doua citire h2, care se scade din h1, dacă se află de aceeași parte a lui 0 pe scara gradată, sau se adună cu h1, dacă se află pe partea opusă a lui 0 în raport cu prima citirre.

Relascopul Bitterlich este un aparat construit astfel încât poate furniza înălțimea arborelui indiferent de panta terenului. Un sistem de benzi imprimate pe un film translucid oscilează în câmpul de vizare al observatorului atunci când aceasta înclină aparatul în raport cu axa verticală. Corecția se realizează datorită lațimii inegale a acestor benzi, lățime calculată în funcție de panta terenului. Campul de vizare este separat în două zone semicirculare printr-un diametru orizontal, atunci când aparatul este ținut vertical. În zona superioară apare imaginea peisajului, iar in cea inferioară apar scările gradate. Pentru măsurarea înălțimii se folosesc patru scări verticale gradate în metri: fiecare dintre acestea se utilizează pentru o anumită distanță orizontală față de arbore 15, 20, 25 sau 30 metri.

Etapele de măsurare sunt următoarele:

• montarea pe arbore a mirei anexa la aparat: aceasta are o lungime de 2 m și prezintă trei repere: două la capete și unul central: mira se așează astfel încât reperul central să se afle la nivelul ochiului observatorului:
• cu tamburul eliberat, se vizează cu diametrul separator al celor două semicercuri din câmpurile de vizare, la reperul central de miră: se blochează, apoi pendulul:
• înclinarea aparatului cu 90 de grade spre stânga și suprapunerea bazei benzii notate cu 2 (sau marcate cu un ten) cu imaginea reperului inferior de pe miră:
• deplasarea operatorului înainte sau înapoi până când reperul superior al mirei coincide cu una dintre liniile de 15 , 20 , 25 sau 30 metri, aceasta reprezentând distanța orizontală de la care se face măsurătoarea:
• întoarcerea aparatului în poziția normală și citirea, cu pendulul eliberat, a primei valori pe banda corespunzătoare distanței stabilite anterior: cea de-a doua valoare se determină similar , vizând, însă , la baza arborelui: citirile ce fac la limita dintre cele două zone semicirculare:
• însumarea algebrică a valorilor obținute pentru a afla valoarea înălțimii arborelui măsurat .

1. b) Erori de măsurare a înălțimii arborelui

În ceea ce privește erorile instrumentale sau sistematice, utilizarea hipsometrelor bazate pe pricipiul geometric impune un control riguros al calității constructive (verificarea gradațiilor, de exemplu) chiar dacă s-a constatat că, în general, aceste aparate sunt destul de robuste.

În cazul hipsometrelor bazate pe pricipiul tigonometric, la eventualele erori ce decurg din defecte de fabricație se pot adăuga erori legate de întreținerea necorespunzătoare sau de neefectuarea unor verificări periodice. La acest tip de hipsometre apar erori de vizare și erori de citire care depind de finețea diviziunilor de pe scara gradată sau de oscilațiile pendulului, toate acestea împlicând o măsurare inexactă a unghiului vertical.

Erorile de masurare sau aleatoare care afectează înălțimea pot fi clasificate în: erori datorate configurației arborilor măsurați, erori datorate operatorului și erori de punere în stație.

În prima categorie se încadrează erorile generate de faptul că există situații frecvente în care înălțimea arborelui nu poate fi corect determinată pentru că nu se identifică foarte precis extremitățile acestuia (baza sau vârful). Acest caz se întâlnește mai ales la foioase, arbori la care, datorită formei coroanei, înălțimea se supraestimează, în general. O altă situație este cea a arborilor înclinați spre operator sau în direcție opusă acestiua. În acest caz se subestimează înălțimea arborelui sau se supraestimează această înălțime după cum se vizează din A, respectiv din B.

Se recomandă efectuarea masurătorii din direcție perpendiculară pe planul înclinării arborelui și calcularea valorii reale a înălțimii în funcție de distanța dintre proiecția vârfului pe sol și baza arborelui sau în funcție de unghiul de înclinare a arborelui.

A doua categorie de erori, cele datorate operatorului sunt cel mai adesea cauzate de defecte de vedere, din greșeli de manipulare a instrumentelor sau de citire incorectă. Unii utilizatori ai instrumentelor bazate pe măsurarea unghiurilor au tendința să încline capul atunci când efectuează măsurătoarea, ceea ce poate fi evitat prin folosirea unui trepied pe care se montează aparatul respectiv. Sursa cea mai importantă de erori este, însă, subiectivismul determinării poziției vârfului arborelui.

Erorile întâmplătoare ce apar la măsurarea înălțimilor pot fi pozitive sau negative, dar prin repetarea măsurătorilor se produce o compensare ce ameliorează rezultatul final. În condiții normale de utilizare de către un personal antrenat , hipsometrele trigonometrice sunt mai precise decât cele geometrice.