Під час лісозаготівлі в гірських умовах значну шкоду довкіллю, часами незворотню, наносить трелювання деревини [1]. Такий стан в переважній більшості зумовлений невдалим вибором технічних засобів для транспортування деревини. Для прийняття рішення про вибір найбільш дешевого (цей фактор часто стає найважливішим для українських лісозаготівельників) і водночас екологоприйнятного лісотранспортного засобу необхідно проаналізувати досить складну і громіздку базу даних, пов'язаних із геоморфологічними особливостями місцевості, її податливістю до техногенного навантаження, таксаційними характеристиками лісового масиву та техніко-економічними показниками роботи лісових машин. І в цьому випадку не обійтися без сучасних комп'ютерних технологій, які дають можливість створити необхідні інструменти для моделювання та аналізу процесу роботи лісотранспортних засобів. Такі спроби нами вже здійснювалися [2], але вони обмежені в своїх можливостях використання растрової (коміркової) цифрової моделі місцевості.

Мета даної роботи полягає в розробленні функціональної класифікації тестового лісоексплуатаційного масиву з позиції можливості екологоприйнятного використання лісотранспортних засобів шляхом комп'ютерного моделювання.

В процесі вибирання програмного забезпечення перевага була віддана географічній інформаційній системі (ГІС), що об'єднує в собі інформаційно-пошукові та аналітичні засоби з можливістю опрацювання просторової бази даних. Ми використовували ArcView GIS 3.2a з додатковим модулем Special Analist. Для моделювання використовувались чотири відносно незалежні бази даних.

Перша база даних - це опис лісового фонду, що містить інформацію про розміщення лісового масиву, його запас, вік, породний склад, таксаційні характеристики, грунтові умови, тощо. Вона створювалась за даними лісовпорядкування як векторний тематичний полігональний шар з найменшою одиницею - таксаційний виділ. Це надзвичайно громіздка база даних, але процес її створення може бути значно спрощений, якщо результати лісовпорядкування наведені в виді просторових даних, як це здійснюється в переважній більшості лісових країн.

Друга база даних - мережа лісових доріг. Створювалась як векторний лінійний тематичний шар.

Третя база даних - макрорельєф з мережею водних потоків (цифрова модель місцевості). Ця база даних створювалась в растровій формі з розміром комірки 50 х 50м (1/4 га) [3]. Джерелом для створення другої і третьої баз даних були скановані забраження топографічних карт мірилами 1:10000, 1:25000 та 1:50000.

Четверта база даних - опис факторів впливу та обмежень роботи лісотранспортних засобів. Фактори впливу (відстань та напрямок трелювання) головно залежать від мережі лісових доріг, її густоти та протяжності. Обмеження роботи (максимальні ухил та довжина трелювання) встановлювались з умови забезпечення екологоприйнятного застосування лісотранспортних засобів. Для цього були виконані спеціальні натурні обстеження наслідків роботи лісових машин з подальшим визначенням показників завданої шкоди та їх регресійних залежностей від ухилу місцевості з обґрунтуванням допустимих значень [4]. Натурними обстеженнями були охоплені всі геоморфологічні регіони Українських Карпат і таким чином створена база даних для моделювання виробничих процесів лісоексплуатації, прогнозування зміни екологічного стану лісоексплуатаційного масиву, планування екологоприйнятного використання лісотранспортних засобів.

Важливим етапом в створенні бази даних опису факторів впливу була їх заміна коефіцієнтами придатності (десятибальна система оцінки) застосування лісотранспортних засобів.

Тестовий масив був вибраний в Рожанському лісництві Славського ДЛГ (квартали 16, 21, 24), де для трелювання деревини можуть застосовуватись лісопромислові трактори та мобільне линвове обладнання на базі трактора Zetor. Масив належить до геоморфологічної області Зовнішні Карпати. Для цієї області шляхом натурних обстежень наслідків роботи лісотранспотних засобів нами були встановлені обмеження в застосуванні лісопромислових тракторів за ухилу місцевості понад 21° та використання будь-яких наземних лісових машин - понад 35°. Обмеження довжини трелювання встановлювались на основі аналізу технічних параметрів лісотранспортних машин та тенденцій їх використання [5].

Фактори впливу, виражені через безрозмірні коефіцієнти придатності, в растрових файлах придатності з відповідними обмеженнями за ухилом для кожної можливості застосування різних лісотранспортних засобів були вихідними даними до процедури оцінювання та вибирання найкращих альтернатив. Ця процедура здійснювалась для кожної растрової комірки за принципом максимізації коефіцієнта придатності, значення якого задовільняло умовам обмеження за ухилом.

Результат вибору показаний як модельна карта найбільш придатних екологоприйнятних видів лісотранспортних засобів для цілого лісоексплуатаційного масиву (рисунок 1).

Рис. 1 Карта найбільш придатних екологоприйнятних видів лісотранспортних засобів (Славський ДЛГ, Рожанське лісництво)

Такі модельні карти можуть застосовуватись для підтримки прийняття технічних рішення щодо забезпечення лісоексплуатації головно на лісових масивах великої площі (десятки гектарів). Для більш точного прогнозування застосування лісотранспортних засобів для лісоексплуатаційних масивів невеликих площ (лісосік), в тому числі для розроблення технологічних карт виковання лісозаготівельних робіт на лісосіці потрібно мати більш точну цифрову модель місцевості (розмір растрової комірки не більше, як 20х20 м) та досконало оцифровані лінійні об'єкти (траси лісовозних автомобільних і тракторних доріг, межі кварталів, кварталів, виділів, лісосік тощо).

Аналіз придатності до застосування різних способів та видів технічних засобів трелювання деревини для тестового лісоексплуатаційного масиву наведений на рисунку 2. Як видно із рисунку 2, тільки 3% загальної площі лісоексплуатаційного масиву залишається недоступною для транспортного освоєння.

Кінцевий вибір варіантів технології та технічних засобів трелювання деревини необхідно проводити на основі функціонально-вартісного порівняльного аналізу ефективності їх.

Для зменшення собівартості транспортування заготовленої деревини по проектних лісових дорогах була вивчена можливість їх комплексного використання (для потреб лісового господарства, рекреації, туризму, фермерської діяльності, тощо). Висліди цього дослідження наведені на рисунку 3.

Висновки Використання комп'ютерного моделювання дозволяє значно скоротити процес вибору лісотранспортних засобів та суттєво зменшити наслідки негативного впливу лісозаготівлі на довкілля.

Рис. 2 Придатність до застосування технічних засобів для трелювання деревини
(Славський ДЛГ, Рожанське лісництво, квартали 16, 21, 24)

Розроблена система підтримки прийняття рішення (СПП) на базі ArcView GIS 3.2a здатна забезпечувати прийняття оперативних управлінських рішень з вибору технології та технічних засобів лісотранспорту та планування лісотранспортної мережі з візуалізацію отриманих результатів.

З метою можливості використання розробленої СПР для вирішеня задач транспортного освоєння інших гірських лісових масивів необхідно створити державний стандарт та забезпечити накопичення бази даних цифрових моделей макрорельєфу місцевості (в растровому виді) і таксаційних характеристик лісів (у векторному виді) регіону Українських Карпат.

Рис. 3 Комплексне використання лісових доріг на тестовому лісоексплуатаційному масиві

ЛІТЕРАТУРА:
1. Библюк Н., Библюк М., 1998. Екологічні аспекти гірської лісозаготівлі - Праці НТШ, Том ІІ, Розділ V. Екотехнології, Львів, 586 с.
2. Библюк Н., Стиранівський О., Адамовський М., Борис М., 2000. Засади планування технологічних процесів лісозаготівлі з використанням комп'ютерних технологій - Wood business, № 1, 14 с.
3. Krc J., 1997. Multi-Criteria Evaluation in Selection of Wood Skidding Means - Proceedings of the 4th International Symposium on Operational Research, Preddvor, Slovenia, 267 p.
4. Звіт про науково-дослідну роботу "Екологічні засади лісоексплуатації в гірських умовах", 2001. ДБ № 33.04-98. 78 с.
5. Сабадырь А., 2001. Тенденции использования кабельних транспортных систем в лесах центральной Европы - Wood business, №3, 10 с.