Дерево чем обрабатывать: Чем обработать дерево от гниения и влаги на улице: народные и химические средства

Содержание

Чем обработать дерево от гниения и влаги на улице: народные и химические средства

Древесина – экологически чистый и прочный материал, широко используемый для строительства и отделки жилых домов и надворных построек. Одним из немногочисленных недостатков дерева является подверженность гниению. Для увеличения срока эксплуатации строительного материала важно своевременно обработать его составами, уменьшающими негативное влияние влаги. Применять можно как традиционные, так и заслужившие доверие народные методы. Разберемся, чем обработать дерево от гниения и влаги на улице и защитить его от негативных условий внешней среды.

Защитить древесину от влаги помогут специальные составы химического или природного происхожденияИсточник lkmprom.ru

Рекомендации по нанесению

Прежде чем покрыть дерево от влаги и гниения на улице, важно изучить рекомендации по нанесению защитных составов. Соблюдение приведенных ниже правил позволит в разы улучшить результаты проведенной работы:

  • Если дерево обрабатывается повторно, перед нанесением состава следует тщательно удалить старый слой. В зависимости от состояния поверхностного слоя древесины можно использовать растворитель, скребок или наждачную бумагу.
  • Если работы проводятся на открытом воздухе, важно отслеживать температурный режим. Оптимальный диапазон – от + 18 до + 25 градусов.
  • Если требуется нанесение дополнительного слоя защитного состава, делать это следует не ранее, чем через 3 – 5 часов после проведения первого этапа работ.
  • Рекомендуется нанести второй слой состава на трещины и срезы, если таковые имеются.
  • Прежде чем обработать дерево от гниения и влаги, требуется тщательно просушить материал, желательно – на открытом воздухе.

Перед проведением работ важно соблюсти правила безопасности, а именно – надеть респиратор и перчатки. Попадание на кожу и вдыхание паров защитных составов может нанести здоровью серьезный вред.

Перед работой обязательно нужно надеть перчатки и респираторИсточник coffeesummit.org

Народные средства

Вопрос о том, чем лучше обработать дерево от влаги и гниения на улице, актуален для многих, и основным критерием при выборе состава является его цена. С целью экономии бюджета остановиться можно на проверенных временем народных методах. Самыми популярными и заслуживающими доверие являются следующие:

  • Смесь масла и прополиса. Для изготовления состава необходимо тщательно перемешать любое, к примеру, подсолнечное масло с прополисом в процентном соотношении 3:1. Наносить готовую смесь важно исключительно на поверхность, вычищенную и высушенную.
  • Машинное масло. Это средство также широко применяется для предупреждения гниения, однако масло отлично горит, о чем следует помнить перед проведением обработки.
При обработке дерева машинным маслом важно учитывать высокую степень пожароопасностиИсточник avatars.mds.yandex.net
  • Медный купорос. Представлен в виде порошка синего цвета, который перед применением следует развести водой согласно рекомендациям, приведенным в инструкции. Готовый состав необходимо нанести на вычищенную поверхность посредством пульверизатора либо кисточки. Купорос эффективно защищает дерево от бактерий и влаги, применять его можно для нанесения на стены жилого дома. Однако, к примеру, прежде чем обработать дом из бруса снаружи сразу после постройки, необходимо дать дереву просохнуть после проведения строительных работ.
  • Борная кислота и соль. Для приготовления весьма эффективной защитной смеси необходимо растворить в литре теплой воды пачку соли весом 1 кг и 50 г борной кислоты. Для получения нужного результата нанести состав на древесину посредством кисти или валика требуется не менее 5 раз. После каждого нанесения важно дать дереву просохнуть в течение 3 – 4 часов.
  • Битум. Самый простой, эффективный в рамках защиты дерева от гниения метод – нанесение битума. Этот способ широко используется для обработки надворных построек и жилых домов. Однако, прежде чем защитить дерево от влаги и гниения на улице, рекомендуется тщательно взвесить все «за» и «против», ведь средство не является полностью безопасным для здоровья человека.
Битум – эффективный, но небезопасный в экологическом плане способ сохранности древесиныИсточник oxidizedbitumen.org
  • Гашеная известь. Безопасный с экологической точки зрения и доступный в финансовом плане способ сохранности дерева от влаги. Процесс проведения работ упрощен донельзя – известь наносят в один или несколько слоев, после чего оставляют для просушки.
  • Финский метод. Свое название этот способ получил от наименования страны, то есть, Финляндии, где такая методика обработки дерева пользуется широкой популярностью на протяжении многих лет. Суть его заключается в следующем: поваренная соль, медный купорос, пекарская мука и гашеная известь смешиваются в определенном соотношения до получения состава, имеющего консистенцию жидкой сметаны. Полученную смесь требуется нанести на дерево в несколько слоев, после чего оставить для просушки.

Важным нюансом при проведении работ является следующий: так как для получения необходимого результата после нанесения любого состава требуется тщательно просушить древесину, следует исключить вероятность попадания влаги на обработанную поверхность.

При помощи гашеной извести можно обработать практически любые деревянные поверхностиИсточник uchalk.com

Химические средства для обработки древесины

Для обработки жилых домов, а также древесины, которая часто подвергается воздействию влаги, лучше использовать специализированные химические составы, которые обладают высокой эффективностью и дополнительно защищают строительный материал от гнили, грибков и бактерий. Следует отметить, что при отсутствии достаточных практических навыков обработку дерева лучше доверить специалистам, которые проведут необходимые работы быстро и максимально эффективно.

Водорастворимые антисептические средства

Один из самых простых способов, посредством которого можно сохранить дерево от гниения – использование водорастворимых антисептиков. После нанесения таких составов на поверхность они создают своеобразный барьер, предупреждающий проникновение влаги внутрь. Однако под действием воды смеси постепенно утрачивают защитные свойства, что обуславливает необходимость систематического проведения повторных обработок.

Для поддержания результата обрабатывать дерево антисептиками следует систематическиИсточник roomester.ru

Прежде чем обработать брус, чтобы не гнил на улице, рекомендуется изучить ассортимент водостойких антисептиков:

  • Кремнефторид натрия или аммония. Представляет собой порошкообразное вещество, которое легко растворяется в воде.
  • Фторид натрия. Также представлен в виде растворимого порошка.
  • Калий бура, натрий, хлор. Эти средства отнесены к категории дорогостоящих, однако обладают максимальными защитными свойствами.

Использовать антисептические средства можно только для обработки с наружной части жилого дома. Непосредственно внутри помещения их применять нельзя, так как они являются токсичными.

Масляные пасты

Если актуален вопрос о том, чем обработать брус, находящийся на улице, лучше остановить выбор на масляных пастах, состав которых включает ряд связывающих и защитных компонентов, в числе которых водорастворимые антисептики. Наносить такие пасты рекомендуется периодически, так как со временем они частично вымываются из дерева.

Масляные пасты предупреждают не только гниение, но также рост бактерий и грибковИсточник e-brus.ru
Как провести облицовку фасада деревянного дома

К преимуществам паст можно отнести многофункциональность – помимо повышения влагоустойчивости древесины они предупреждают появление грибков и бактерий. Задействовать такие составы рационально при обработке материала, хранящегося на улице или внешних стен построек. Применять их в рамках обработки внутренних стен жилья нельзя, так как они выделяют токсины.

Олифа

Для защиты от влаги можно также использовать некоторые разновидности олифы. Средства данной категории эффективно предупреждают гниение древесины, создавая тонкую непроницаемую пленку. Наносить олифы можно, в том числе, в качестве первичного слоя перед применением штукатурки или иных отделочных материалов.

Олифа не только защищает дерево, но и улучшает внешний вид поверхностиИсточник cdn03.plentymarkets.com

Еще несколько советов, по обработке древесины, смотрите в видео:


Критерии выбора шлифовальной машинки по дереву

Заключение

Прежде чем приступить к процессу проведения работ, задачей которых является предупреждение гниения дерева, важно подобрать наиболее подходящий состав. К примеру, для нанесения на внешние поверхности жилых помещений, а также материалов, хранящихся на улице, лучше применять специализированные высокоэффективные составы. А вот для обработки внутри дома лучше остановить выбор на народных средствах, которые исключают выделение токсинов. В целом же, перед проведением обработки лучше проконсультироваться со специалистом, который поможет подобрать наиболее эффективное и безопасное средство для защиты дерева.

Статьи про производство и обработка древесины

О чем писать при заказе

Мебельного щита Столешницы, подоконника, ступеней Мебели

Необходимые данные для расчета стоимости изготовления щитов

  1. Порода дерева
  2. Тип сращивания
  3. Категория качества: щит с сучками или без сучков
  4. Размеры (длина, ширина, толщина) в мм
  5. Кол-во штук

Для ориентировочного расчета достаточно указать породу дерева и объем заказа (в квадратных или кубических метрах)

Пример заявки на расчет стоимости:

Материал: мебельный щит бук, цельноламельный

Сорт: без сучков с лицевой стороны

Размеры:

  1. 2500х400х10 — 8шт
  2. 1970х990х20 — 1шт
  3. 2150х920х20 — 1шт
  4. 725х107х20 — 1шт

Укажите стоимость и сроки изготовления. Какие размеры есть в наличии из максимально похожих?

Тел. +7 9** *** ** ** Серегей

Эл. почта. *****@mail.ru

Необходимые данные для расчета стоимости изготовления столешниц

  1. Применение столешницы (на кухню, в ванную комнату, на письменный стол и т.д.)
  2. Порода дерева
  3. Размеры (толщина, ширина, длина) в мм
  4. Чертеж столешницы, в случае если она должна быть не прямоугольной формы
  5. Тип покрытия: масло с твёрдым воском или лак

Для ориентировочного расчета достаточно указать породу дерева и размеры. Тип фаски и цвет тонировки не влияют на стоимость.

Пример заявки на расчет стоимости:

Материал: дуб или ясень, сращенный или цельноламельный

Размеры: прямоугольная столешница на кухню 3000х600х40 мм — 1шт., с вырезами под мойку и под варочную поверзность

Покрытие: масло с твёрдым воском, цвет рустикальный

Фаска : смягченная №3, по периметру

Укажите стоимость и сроки изготовления. Сколько будет стоить доставка и монтаж.

Тел. +7 9** *** ** ** Сергей

Эл. почта. *****@mail.ru

Необходимые данные для расчета стоимости изготовления мебели

Вся мебель изготавливается индивидуально, на заказ. Расчет мебели производится по чертежу, эскизу или фотографии. Для расчета необходимо указать размеры основных элементов, пожелания по декору и фурнитуре.

Используемые материалы: массив дуба, бука, ясеня, сосны.

Тел. +7 9** *** ** ** Серегей

Эл. почта. *****@mail.ru

5 способов + репортаж с мастер-класса

Как обработать дерево? Рассказываем и показываем, 5 способов и первый мастер-класс о обработке дерева, в рамках нашего нового оффлайн-проекта.

Мы очень любим ходить в гости, бывать в мастерских и учиться новому, поэтому особенно рады объявить: теперь в гости можно ходить и к нам! Уже 20 августа в рамках нового проекта «Квартблог Лайв» состоится лекция «Использование цвета в декорировании интерьера», ну а на прошлой неделе, 6 августа, у нас прошел первый мастер-класс. Участники под чутким руководством декоратора Михаила Сидельникова осваивали технологии работы с деревом.

Содержание:

Как обработать дерево

Мастер-класс прошел в шоу-руме студии домашнего текстиля Helgi Home, который в этот вечер был похож скорее на уютную гостиную, чем на мастерскую. Столы были накрыты розовыми скатертями, а инструменты разложены, как приборы для званого ужина.

 

Как и было обещано, участники освоили пять приемов декорирования дерева: травление, лессировку, состаривание, имитацию металлической и деревянной поверхностей. Рассказываем, как это было.

 

Травление

Первое, что попробовали сделать участники мастер-класса – протравить дерево морилкой. Это простой, но эффектный способ декорирования дерева: в отличие от краски, пигмент в морилке такой мелкий, что проникает в толщу древесины и создает иллюзию естественного цвета дерева. Кроме того, мягкие и плотные волокна по-разному впитывают пигмент, так что морение подчеркивает фактуру дерева.

Совет. Нужно следить, чтобы на кисточке не было излишка пигмента. Наносить его следует мягкими движениями, «растягивая» цвет по поверхности. Имейте в виду, что кисть от пигмента отмыть будет почти невозможно.

 

Бонусом к травлению Михаил рассказал собравшимся о брашировании. Суть этого приема состоит в том, что дерево «причёсывают» металлической щеткой, чтобы выбрать мягкие волокна и подчеркнуть фактуру материала. В зависимости от того, насколько агрессивно это делается, получается либо эффект бархатной поверхности, либо фактурный рисунок состаренного, обветренного дерева. На слегка протравленных фанерных досочках у участников мастер-класса получился еще и эффект потертости: кисть обнажила волокна, не тронутые пигментом.

Совет. Чтобы подчеркнуть фактуру брашированной поверхности, наберите на широкую кисть немного светлой или перламутровой краски, снимите излишки о бумагу и легкими быстрыми движениями пройдитесь по поверхности материала. Светлая краска задержится на выступающих волокнах, подчеркнув структуру дерева.

 

Лессировка

Техника лессировки пришла в декорирование из живописи, и заключается в нанесении краски полупрозрачными слоями. За примером далеко ходить не пришлось – прекрасный комод, расписанный в таким стиле, стоял прямо в студии. Собравшиеся же повторили эту технику на дощечках. Последовательность действий оказалась простой: нанести на вещь базовый слой краски, просушить его, и далее работать поверх него мокрой кисточкой с небольшим количеством краски. Каждому слою нужно дать высохнуть, чтобы краски ложилась нежными слоями, не смешиваясь.

Совет. Вместо воды используйте специальный разбавитель – он позволит краске сохранить густоту и насыщенность цвета, рисунок получится прозрачным, но более четким.

 

Состаривание

Шебби-шик

Техника «шебби-шик» имитирует слои облупившейся краски, словно у вещи было множество владельцев, каждый из которых перекрашивал ее согласно своему вкусу. Чтобы добиться такого эффекта за 10 минут, а не за десятилетия, рассказал Михиал, нужно использовать парафин. Он наносится на первый слой краски в тех местах, где должны быть потертости. После этого второй слой краски на этих местах будет легко сниматься наждачно бумагой. Повторять прием можно необходимое количество раз.

Совет. При использовании парафина финальным штрихом должно стать вощение готовой вещи. Если вместо парафина использовано мыло, заканчивать работу нужно покрытием поверхности матовым акриловым лаком (глянцевый будет неуместен на состаренной вещи).

 

Потертости

Выступающие части вещей со временем становятся светлее, а в углублениях, наоборот, появляется темный налет. Чтобы имитировать первый эффект, можно взять простую наждачку и ошкурить тонированное или протравленное дерево, для второго же можно использовать темно-бурый битумный лак. Он наносится на вещь на 3-4 часа, затем излишки стирают смоченной в воде или уайт-спирите тряпкой. Важно помнить, что битумный лак не застывает самостоятельно, так что такую вещь в финале необходимо покрыть шеллаком.

Совет. Имитировать испачканную поверхность можно с помощью масляной краски, нанося ее на вещь промакивающими движениями с помощью губки. Только не используйте для этого черный пигмент: он намертво въедается в материал, и его излишки очень сложно удалить.

 

Имитация металлической поверхности

В художественных магазинах краску металлик и «контуры» для нанесения рельефного рисунка найти легко, но этого мало для того, чтобы создать иллюзию металлической поверхности. Михаил поделился с участниками мастер-класса хитростью: завершающим штрихом должно стать нанесение патины. Для этого акриловая краска необходимого цвета (синяя – для золота, зеленоватая – для меди) разводится в воде, и вещь просто обливается этим раствором. Жидкость задерживается вокруг контура и, высохнув, оставляет следы «окисления» на «металлической» вещи.

Совет: чтобы сделать имитацию черненого серебра, покрасьте вещь в черный цвет, затем с помощью трафарета и шпатлевки или загущенной мелом краски нанесите узор, покрасьте его в темный цвет фона и, после того, как все высохло, пройдитесь по поверхности сухой кистью с серебряной или перламутровой краской. Она задержится только на выпуклых поверхностях, создав эффект старого металла.

 

Имитация свежего среза дерева

Это единственный способ декорирования дерева, для которого участникам мастер-класса понадобился специальный инструмент – резиновый шпатель с прожилками. Благодаря своему рисунку он может стирать часть нанесенного на вещь густого слоя краски так, что узор будет имитировать структуру древесины. Рисунок будет уникальным в зависимости то того, как мастер наклоняет шпатель во время работы.

Совет. Вести шпатель нужно одним равномерным, уверенным движением. Малейший рывок будет заметен и испортит рисунок.

 

«Я в восторге, все очень понравилось: интересно и информативно. Я хотела оформить дом в стиле шебби-шик, и теперь знаю, как это сделать!», — призналась нам одна из участниц мастер-класса, Гульшат. Остальные тоже не остались разочарованными: встреча действительно получилась продуктивной и очень душевной.

 

Следующим событием проекта «Квартблог Лайв» станет лекция дизайнера Ольги Розет «Использование цвета в декорировании интерьера». Мы приглашаем на нее всех, кто хочет научиться создавать гармоничные интерьерные решения, используя знания о природе цвета и профессиональные инструменты работы с ним. Подробнее о событии вы можете узнать здесь.

Творческого вам настроения и до новых встреч!

 

Дайджест Квартблога

Как правильно сочетать разные фактуры в интерьере — Сочетание разных фактур в интерьере — это искусство. Немного о том, как его познать и на что ориентироваться при выборе материалов Квартблогу рассказал дизайнер интерьеров.

Лес в доме — Мебель и декор из дерева в его первозданном виде: годичные кольца, грубые срубы и эко-стиль.

Выставка Wood Works 3: стильные предметы из дерева от русских мастеров — Увлекательное интервью с организатором выставки Wood Works 3.

Деревянное производство: льняное масло, бензопила и верность традициям — Мы побывали в гостях на производстве у марки FUGA и узнали, как традиционная мастерская превратилась в производство, работающее на европейский рынок.

25 идей декора из кусочков дерева — Чудесный декор из деревянных дощечек, спилов, срубов, щепок и прочих кусочков.

 

Фото: Дарья Мышленникова, кроме №4: Helgi Home. 

DIY, мастер-класс, Квартблог Лайв

Чем обработать деревянную поверхность перед покраской

Дерево имеет привлекательный внешний вид и без всякого рода покрытий. Но ввиду своей натуральности, древесина уязвима. Чем обработать деревянную поверхность перед покраской. И нужна ли такая обработка.

Окрашивание древесины

Зачем вообще окрашивать древесину? Иногда того требует стилевое решение. Чтобы кардинально изменить цвет и фактуру поверхности. В случае, когда древесина состарилась и имеет не совсем привлекательный вид. Кроме того, древесина, покрытая краской защищена от воздействия внешних негативных факторов. Как бы то ни было, потребность покрасить древесину возникнуть может.

Читайте также: Чем обработать торцы сруба

Почему нужно обрабатывать дерево перед покраской

Стоит обратить внимание вот на что. От того, как качественно будет подготовлена поверхность, зависит качество окрашивания. А также стойкость слоя краски и уровень защиты древесины.

Предварительная обработка древесины дает следующие преимущества:

Дополнительная защита

Обработка дерева перед покраской подразумевает, в числе прочего, использование различных составов. Составов, которые призваны защитить древесину от негативных факторов внешней среды.

Увеличение срока службы покрытия

Краска, благодаря предварительно обработке лучше ложится на поверхность. И держится намного дольше, чем на неподготовленной поверхности.

Выравнивание поверхности и защитная пленка

Предварительная обработка выравнивает поверхность. Закрывает мелки дефекты и трещины. Что также дополнительно защищает дерево от размножения плесени, развития гниения. Именно в трещинах микроскопического размера, они размножаются. Защитная пленка позволяет избежать таких неприятных “сюрпризов”, как растрескивание и коробление древесины.

Облегчение процесса окрашивания и расхода краски

Краска на подготовленную поверхность лучше и проще ложится. И поверхностный слой, после предварительной подготовки, не дает жидкости сильно впитываться. В том числе и краске. Расход краски на подготовленную поверхность уменьшается, в среднем, на тридцать процентов.

Читайте также: Пропитка древесины внутри помещения

Этапы обработки дерева перед окрашиванием

Обработка дерева перед покраской состоит из следующих этапов:

  • Первым делом необходимо очистить древесину от грязи, пыли. Снять старое покрытие, если оно было и так далее. После очистки, с поверхности надо удалить неровности и прошлифовать. Чтобы поверхность была максимально гладкой и ровной.

Читайте также: Пропитка древесины льняным маслом

  • Далее идет нанесение защитных составов. Такие составы это пропитки, которые обеспечивают защиту дерева, в ходе его эксплуатации
  • Следующим шагом обработки будет грунтование дерева. Это защитит дерево и обеспечить максимальную адгезию (сцепление) между поверхностью и краской.

После всех приведенных этапов, поверхность следует еще раз зачистить и можно красить.

Чем обработать деревянную поверхность перед покраской

Итак, зачем предварительно обрабатывать поверхность, разобрались. Теперь определимся, какими составами производить обработку.

Защитные пропитки для дерева

  • Антисептики. Это пропитки, которые защищают дерево от размножения грибков, плесени и останавливают гниение древесины
  • Инсектициды. Обеспечивают защиту дерева от атак вредителей и грызунов
  • Антипирены. Защита дерева от огня. Конечно, на 100% ни одна пропитка не спасет от пожара. Но антипирены снижают горючесть древесины, то есть материал дольше противостоит огню. Пламя не так быстро распространяется. Появляется дополнительное время на локализацию огня.
  • Водоотталкивающие пропитки. Одним из опасных врагов древесины является влага. Воздействие влаги разрушает дерево. Материал деформируется, появляется плесень и грибки. Важно максимально защитить дерево от влаги и от перепадов влажности.
Комбинированные и однокомпонентные пропитки

Представленные на рынке защитные пропитки для дерева, бывают комбинированные и однокомпонентные. Однокомпонентные направлены на защиту от конкретного негативного воздействия. Комбинированные обеспечивают комплексную защиту.

Грунтовка для дерева

Грунтование древесины перед окрашиванием обеспечивает дополнительную защиту. Кроме того подготавливает поверхность для нанесения краски. Грунтовка способна впитаться в дерево на 3-5 мм

Грунтовку следует выбирать на той же основе, которую содержит краска.

Грунтовка, как и краска бывает:
  • Акриловая-на водной основе. Она не токсична. Очень хорошо подходит для работ внутри помещений. Нанесенный слой плотный и прочный, быстро сохнет
  • Эпоксидная грунтовка содержит смолу. Использовать ее стоит только для наружных работ, поскольку такая грунтовка токсична. Но зато она отлично защищает дерево от воздействия влаги. А также быстро сохнет.
  • Шеллаковая грунтовка применяется в исключительных случаях. В основно используется она, если наносится на не досушенную древесину. Эта грунтовка заменяет воду, в клетках дерева на метиловый спирт. Это способствует просыханию древесины.
  • Алкидная грунтовка состоит из безопасных компонентов. Поэтому смело можно ее использовать внутри помещения. Отлично подходит для помещений с повышенной влажностью. Таких как баня, сауна, бассейн и другие. Поскольку обеспечивает отличную защиту от влаги, препятствует размножению плесени и грибка. Сохнет, правда она долго. В помещении, в течение 18-20 часов.
Часто вместо промышленных составов используют так называемые народные средства, к примеру:
  • Битум в горячем виде (только для наружных работ)
  • Обработка медным купоросом (защищает от грибка и вредителей)
  • Пропитка уксусом или содой (препятствует гниению и может побороть плесень)
  • Смоловая пропитка (самый древний способ обработки дерева)

Вам будет интересно

Обработка древесины антисептиком своими руками

Дерево – один из самых недорогих и простых в использовании строительных материалов, благодаря чему именно пиломатериалы пользуются наибольшей популярностью в частном строительстве. Но кроме положительных качеств, дерево обладает и недостатками, такими как: подверженность гниению, разрушение из-за появления плесени или насекомых, возможность возгорания. Решит эти проблемы, поможет обработка древесины антисептиком, позволяющим существенно продлить срок службы этого материала.

Какие элементы дома или квартиры стоит обрабатывать?

В группу риска попадают деревянные элементы, расположенные в непосредственном контакте с почвой, фундаментом, стенами здания и средой с повышенным уровнем влажности, а значит, обработка антисептиком потребуется для следующих элементов:

  • части деревянного несущего каркаса;
  • половые перекрытия, лаги;
  • стенные перегородки, межэтажные и потолочные перекрытия;
  • нижние венцы бревенчатых зданий;
  • любые другие скрытые деревянные элементы;

Как выбрать хороший антисептик?

На рынке представлено большое количество антибактериальных химических продуктов различного действия, отличных друг от друга по составу. В целом, все антисептики можно разделить на три группы:

  • средства на водной основе;
  • средства на масляной основе;
  • комбинированные смеси на основе современных химических соединений;

Наибольшей популярностью пользуется средство для обработки древесины на водной основе, так как помимо уничтожения плесени и насекомых, подобные составы обеспечивают надежную огнезащиту. Также всю защитную химию можно разделить на составы для пропитки или покрытия древесины. Пропитка проникает максимально глубоко в древесный массив, обеспечивая высокий антибактериальный уровень защиты, в то время как средства для нанесения создают защитный слой, ограждающий поверхность материала от контакта с водой и сыростью.

Для более надежного эффекта стоит использовать пропитывающие и покрывающие вещества вместе, либо отдавать предпочтение антисептиками смешанного типа, сочетающим в себе оба этих эффекта. Перед покупкой стоит внимательно изучить инструкцию для средства антисептической и огнезащитной обработки древесины и узнать насколько действие препаратов соответствует вашим нуждам.

Как производится обработка дерева антисептиком своими руками

Подготовительные работы – залог успеха

Обработка дерева, независимо от того строганый ли это брус, или обычное бревно для сруба, производиться только в том случае, если древесина имеет необходимый уровень влажности, соответствующий цифрам указанным на упаковке антисептического средства. Перед тем, как начать обработку древесины антисептиком, необходимо произвести все сверлильные и распилочные работы, так как препараты действуют на поверхность древесины и все свежие сколы и распилы, появившиеся после обработки, станут потенциальными очагами появления плесени и грибка. Также крайне важно очистить поверхность древесины от возможных загрязнений и обезжирить поверхность, что можно сделать при помощи специальных химических препаратов.

Технология обработки

После того, как произведены все подготовительные работы, можно приступать к обработке дерева. Технология обработки зависит от имеющихся у вас средств и возможностей. Наиболее эффективным способом является вымачивание древесины в разведенном препарате, однако это вариант потребует больших затрат и в домашних условиях подобным методом практически невозможно обработать массивные элементы, такие как стропила и лаги пола. Второй метод сводиться к нанесению антисептика на поверхность дерева при помощи обычной кисти или валика. Наносить антисептик необходимо равномерно, прокрашивая всю поверхность дерева. Обработка производиться в несколько слоев, обычно требуется от 2 до 4-5 слоев, более подробную информацию можно найти в инструкции, приложенной к выбранному вами химическому препарату.

После того как произведена антисептическая и огнезащитная обработка древесины, материал должен просохнуть, в естественных условиях, в сухом проветриваемом повешении или на улице под навесом. Для сушки, в зависимости от выбранного состава и количества нанесенных слоев будет достаточно от 48 до 72 часов, после чего элементы готовы к использованию. Обработка антисептиком своими руками – достаточно простой процесс, который, однако, потребует внимания и сосредоточенности.

Необходимо помнить, что некоторые антисептические средства, могут быть токсичными и работать с ними, надо соблюдая меры предосторожности. Перед тем как начать обработку деревянного дома изучите инструкцию, приложенную к препарату. После нанесения и просыхания древесины химикаты выветриваются и обработанный пиломатериал становиться полностью безопасным.

***

© 2012-2022 Вопрос-Ремонт.ру

Загрузка…

что еще почитать:

Вывести все материалы с меткой:

Чем обработать дерево перед покраской

Решили строить из дерева? Отличный выбор, ведь этот натуральный красивый материал очень прочен, долговечен и создаст здоровый микроклимат в доме. Но чтобы краска держалась долго, и древесина не начала гнить, рассыхаться или в ней не завелся жук-короед, поверхность под окраску необходимо подготовить. Рассмотрим, чем обрабатывать дерево перед покраской.

Что включает в себя предварительная обработка

Подготовка деревянной основы перед покраской включает в себя следующие этапы:

  1. Очистка поверхностей. Пыль, грязь и остатки старого декоративного материала повлияют на конечный результат работы: краска ляжет неровно и быстро начнет отслаиваться.
  2. Нанесение защиты. Выбор защитного средства зависит от факторов, которые будут влиять на деревянную основу.
  3. Грунтование. Нанесение различных грунтовок перед покраской повышает адгезию финишного покрытия. Если окраску сделать без предварительного грунтования, то срок службы ее значительно уменьшится.
к содержанию ↑

Чем защитить древесину

Чтобы защитить доски или брус перед окраской, применяют различные виды пропиток, которые выбираются в зависимости от того, каким воздействиям будет подвергаться деревянное изделие:

  1. Антисептические. Эти растворы не дают развиваться плесени и различным древесным грибкам. Их используют для обработки поверхностей во влажных помещениях или для наружных работ. Нанесение этих составов перед покраской значительно повышает сопротивляемость древесной структуры к воздействию неблагоприятных факторов, которые провоцируют развитие грибковых спор. К сожалению, все антисептики очень токсичны, поэтому не рекомендуется применять их внутри жилых помещений.
  2. Инсектицидные. Пропитывание поверхностей такими составами способствует тому, что древесина становится «невкусной» для жучков. Рекомендуется использовать инсектицидные средства для уличных построек.
  3. Водоотталкивающие. Вода глубоко проникает в древесную структуру, вызывает ее разбухание и при последующем высыхании – различные деформации и растрескивания. Такой неприятности можно избежать, если обработать брус или доску водоотталкивающими пропитками. Такое пропитывающее средство глубоко проникнет в деревянную структуру, заполнит все поры и после высыхания создаст прочный влагоотталкивающий слой. Рекомендуется использовать влагозащитные составы во влажных помещениях и для фасадных работ.
  4. Антипиреновые. Средства пожарозащиты необходимо применять, если поверхности из дерева находятся недалеко от источника огня (баня, сауна, область возле некоторых бытовых приборов на кухне или беседка для барбекю). Антипирены значительно снижают природную горючесть дерева и позволяют если не предотвратить возгорание, то быстро локализовать и уничтожить возникший пожар. Кроме того, для профилактики антипиреновыми средствами рекомендуют обрабатывать стены фасада из деревянных материалов для повышения огнестойкости зданий.
  5. Комбинированные. Растворы, содержащие 2 и больше из вышеперечисленных компонентов. Комбинированные смеси удобно применять, когда необходимо обеспечить комплексную защиту древесной структуры перед окраской. Например, нужно защитить фасад здания от пожара, жучков и повышенной влажности. Наносить каждый из специализированных составов, а потом ждать его высыхания и снова повторять обработку – процесс долгий и трудоемкий. Намного проще использовать комбинированную смесь, да и по деньгам это обойдется значительно дешевле.

После того, как пропитка нанесена и высушена, деревянную поверхность рекомендуется загрунтовать.

к содержанию ↑

Чем грунтовать?

Строительные магазины предлагают различные виды грунтовок, и иногда домашнему мастеру очень сложно определиться с выбором. Чем загрунтовать поверхность перед покраской? Чтобы выбрать подходящую грунтовочную смесь, необходимо учитывать:

  1. Место грунтования. Для жилых комнат надо выбирать нетоксичные составы, а вот для наружных работ токсичность не играет большой роли, здесь надо отдавать предпочтение смесям, позволяющим древесине получить дополнительные защитные качества.
  2. Характер финишного покрытия. Грунт должен по составу быть близким к красителю, который планируется использовать для декоративной отделки. Если пользоваться разными по структуре составами, то может возникнуть «химический конфликт», окраска поверхности будет некачественной, краска начнет пузыриться и отслаиваться.

Определившись с выбором, стоит рассмотреть наиболее часто используемые грунтовочные смеси.

к содержанию ↑

Акриловая

Акриловый грунт на водной основе нетоксичен, глубоко проникает в древесную структуру, быстро сохнет и очень прочный. Очень часто в эту разновидность грунтов добавляют различные смеси, повышающие их защитные свойства.

Приобретение акриловых грунтовок с защитными добавками позволяет совместить этапы грунтования и пропитывания, что никак не сказывается на качестве подготовки основания под окраску. Использовать можно для фасадных и внутренних работ.

к содержанию ↑

Алкидная

Эта грунтовка идеально подходит там, где повышенная влажность. Она обеспечивает надежную защиту от разбухания, гнили и плесени. Малотоксична, но очень долго сохнет (процесс высушивания протекает около 18 часов при нормальной влажности и температуре 18-20 градусов Цельсия).

На улице такие грунтовки можно применять только в ясную погоду или проводить грунтование под навесом. Алкидные грунты хорошо подходят для того, чтобы подготовить древесные пол и стены в бане, ванной или сауне под окраску.

к содержанию ↑

Эпоксидная

Грунтующие смеси на основе эпоксидных смол после нанесения образуют на доске прочный влагонепроницаемый слой. Токсичны, высыхают быстро. Начинающим мастерам немного сложно работать с ними из-за того, что грунт выпускается в виде двух компонентов, которые смешиваются перед использованием.

Эпоксидные грунты являются отличным вариантом для уличных построек, особенно в тех регионах, где выпадает большое количество атмосферных осадков.

к содержанию ↑

Шеллаковая

Эта разновидность грунтовок используется крайне редко, только в случае, если для строительства была использована сырая древесина. Шеллаковые грунт-смеси благодаря содержащемуся в них метиловому спирту и млечному соку насекомых способствуют быстрому подсушиванию древесной структуры, замещая находящуюся в порах воду метиловым спиртом. Такое замещение помогает избежать деформаций, связанных с высыханием.

После того, как выбранная грунтовка была нанесена и высушена, основание дополнительно шлифуется и очищается от мелкой пыли. На этом подготовка к окраске завершена, и можно наносить декоративный слой краски.

Грамотный выбор защитных средств и соблюдение всех необходимых этапов перед покраской не только обеспечат долговечность ремонта, но и надежно защитят дерево от воздействия окружающей среды.

видео-инструкция по монтажу своими руками, чем обработать вагонку, нужно ли обрабатывать антисептиком внутренние стены, цена, фото

Все фото из статьи

Обшивка стен внутри дома вагонкой и другие способы использования натуральной древесины в отделке сегодня достаточно популярны. Естественно, при этом вполне закономерно возникает вопрос, чем обработать вагонку внутри деревянного дома, чтобы защитить ее от воздействия влаги и других факторов.

В нашей статье мы постараемся подробно проанализировать особенности используемых составов, а также приведем рекомендации по проведению покраски и лакировки деревянных поверхностей.

Все деревянные поверхности требуют отделки

Обзор материалов

Зачем нужна защита древесины

Внутренняя обработка деревянного дома входит в список обязательных мероприятий по отделке помещений. И действительно, важность правильного подбора и нанесения защитного состава для древесины сложно переоценить.

Этому есть несколько причин:

  • Во-первых, при длительном пребывании во влажной среде древесные волокна набухают, и все детали, из которых выполнена отделка, увеличиваются в размере. В результате обшивка стен деформируется, что может привести к появлению трещин и других дефектов. Чтобы избежать этого, вагонка и другие элементы отделки пропитываются либо покрываются составами, минимизирующими контакт дерева и воды.

Краски, лаки и пропитки не только минимизируют контакт дерева с влагой, но и угнетают развитие бактерий

  • Во-вторых, влажная среда вместе с высокой температурой формируют идеальную среду для развития микроорганизмов, в том числе болезнетворных бактерий и грибков. Единственный способ помешать этому – использовать антисептические составы, обладающие бактерицидным и фунгицидным действием.

Обратите внимание!
Очень часто новички интересуются, нужно ли обрабатывать антисептиком дерево внутри помещений с нормальным уровнем влажности.
В принципе, делать это не обязательно, но в любом случае антибактериальная или противогрибковая пропитка не повредит.

  • В-третьих, внутренняя обработка стен деревянного дома выполняет и дизайнерскую функцию. Современные составы в большинстве своем или содержат пигменты в готовом виде, или допускают введение колеров, так что при необходимости мы сможем одновременно с влагозащитой обеспечить изменение оттенка отделки.

Палитра многих пропиток весьма обширна

Завершая краткий анализ, нужно отметить, что цена качественных средств для защиты дерева от влаги и микроорганизмов достаточно высока. В то же время их использование существенно продляет срок службы отделки, потому в конечном счете обработка деревянных стен внутри дома является вполне оправданной.

Используемые составы

Масло для пропитки древесины

Для решения задач, описанных нами в предыдущем разделе, сегодня используются самые разные составы. Проанализировать их особенности можно по таблице, приведенной ниже:

СредствоСостав и применение
Антисептические грунтовки
  • Используются для предварительного нанесения на деревянные поверхности под лакировку или покраску.
  • Включают в себя бактерицидные и фунгицидные компоненты, которые предотвращают развитие бактериальных или грибковых колоний.
  • В большинстве своем либо бесцветны, либо придают поверхности легкий желтоватый оттенок, потому для декоративной обработки их используют в комплексе с другими составами.
Аквалаки
  • Как правило, представляют собой лак на акриловой основе.
  • Покрытие отличается простотой нанесения, быстрой сушкой, а также экологичностью.
  • Поскольку в составе аквалака не используются органические растворители, его можно применять и в закрытых помещениях – все равно он не дает резкого запаха и токсичных испарений.
  • При защите деревянных поверхностей в помещениях с высокой влажностью (например, если вы ищете, чем обработать деревянную баню внутри) стоит отдавать предпочтение аквалакам с гидрофобизирубющими добавками – тогда древесина попросту не будет намокать.
Лаки для дерева
  • При отделке стен, обшитых деревянными панелями, могут применяться и более традиционные лаки из числа тех, которые используются, например, в мебельной промышленности.
  • Лакировка позволяет создать на поверхности древесины плотный инертный слой, который будет препятствовать проникновению влаги.
  • Лаки, используемые для обработки дерева в дома, могут быть прозрачными или тонированными, матовыми или глянцевыми т.д.
Масла
  • Главным достоинством масла является то, что его компоненты глубоко проникают в структуру древесины, пропитывая ее волокна органическими соединениями и защищая от влаги.
  • Как и в случае с аквалаками, масла не содержат токсичных веществ и для них не характерны неприятные запахи.
Воски
  • Воск для дерева представляет собой достаточно вязкий органический состав, который наносится на отделку для придания ей характерного блеска и предотвращения набухания.
  • Очень часто воск используется в смеси с декоративным маслом – тогда он дает еще и тонирующий эффект.
Краски
  • В качестве альтернативного варианта можно выбрать различные интерьерные краски. В отличие от лаков и масел, они формируют непрозрачное покрытие, потому с их помощью можно замаскировать текстуру дерева.
  • Чаще всего для обработки помещений используются нетоксичные акриловые и латексные водно-дисперсные краски. Алкидные эмали и масляные составы применятся куда реже.
Комплексные декоративно-защитные составы
  • Оптимальным выбором для обработки дерева с сохранением его текстуры является использование комплексного покрытия.
  • Такие составы обычно применяются для пропитки древесины с одновременной тонировкой, а также для придания ей дополнительных характеристик, например, снижения горючести.

Фото сравнительных результатов при использовании разных составов

Как видите, выбирать, чем обработать деревянные стены внутри дома, есть из чего. Однако мало выбрать подходящий вариант – нужно еще и правильно нанести состав.

Технология работы

Подготовительные работы

Если вы решили покрасить или вскрыть лаком деревянную обшивку стен, то разобраться в нюансах технологии вам поможет приведённая в этом разделе инструкция.

Работы нужно начинать с подготовки поверхности:

  • Если доски ранее были окрашены или залакированы, то старое покрытие нужно обязательно удалить. Окрашенный слой размягчаем теплой водой или струей горячего воздуха из строительного фена, после чего снимаем шпателем.
  • Остатки краски и лака снимаем с помощью шлифовальной машинки.
  • Если же мы обрабатываем новую древесину, то ее тем более нужно отшлифовать. Для этого последовательно используем несколько абразивных материалов, постепенно уменьшая размер зерна – так мы получим идеально ровную поверхность.

Поверхность перед окраской или лакировкой нужно зашлифовать

Совет!
Если на обшивке есть дефекты, то перед шлифовкой их необходимо замаскировать, взяв небольшое количество шпатлевки по дереву.
Дождавшись высыхания шпатлевки, зачищаем участок наждачной бумагой, после чего шлифуем поверхность.

  • После шпатлевки и шлифовки дерева есть смысл обработать все поверхности проникающей антисептической грунтовкой на водной основе.
  • Грунт наносим в один или два слоя, следя за тем, чтобы древесина при этом не слишком размокала.
  • После высыхания огрунтованной поверхности вагонку внутри дома можно красить или лакировать.

Шпаклевка для заделки дефектов

Нанесение состава

И покраску, и лакировку вполне можно реализовать своими руками.

Сам процесс не отличается сложностью, но все же есть несколько рекомендаций, к которым стоит прислушаться:

  • Решив, чем обработать дерево внутри дома, стоит приобрести выбранный состав с небольшим запасом. Все дело в том, что оттенок краски или тонированного лака в разных партиях может отличаться, так что лучше красить все одним материалом.
  • Перед началом работы и краску, и лак тщательно перемешиваем. Делается это для того, чтобы компенсировать расслоение компонентов, произошедшее за время хранения.

Лаки и краски наносим кистью в несколько слоев

  • Для нанесения состава используем широкую плоскую кисть. Также нам понадобится узкая кисточка на длинной изогнутой рукоятке – ею мы будем проникать в труднодоступные места.
  • И краску, и лак наносим несколькими слоями. Чем больше слоев и чем меньше их толщина – тем лучше результат.
  • Направление мазков должно быть перпендикулярным. Так, например, четные слои наносим вертикально, нечетные – горизонтально или наоборот.
  • После нанесения каждого слоя нужно просушить поверхность. Время высыхания зависит от типа используемого состава, потому планировать работу нужно индивидуально.

Обработанные поверхности сушим при постоянной температуре без сквозняков

И главное – во время сушки следует оберегать свежий слой отделки от воздействия сквозняков и перепадов температуры, иначе покрытие достаточно быстро начнет трескаться и отслаиваться.

Заключение

Выбирая, чем обработать деревянный дом внутри, нужно проанализировать, какие свойства материала будут для вас приоритетными. Ну, а разобраться в тонкостях нанесения красок, лаков и пропиток помогут информационные материалы, в том числе – весьма познавательное видео в этой статье.

Что произойдет, если все деревья в мире исчезнут?

Что, если… | Окружающая среда

Что произойдет, если все деревья в мире исчезнут?

(Изображение предоставлено Getty Images)

Поскольку пожары Амазонки продолжают гореть, Рэйчел Нувер спрашивает: насколько мы зависим от выживания лесов?

I

В «Безумном Максе: Дорога ярости» Фуриоза Шарлиз Терон стремится вернуться в «Зеленое место» — заросший деревьями оазис на безжизненной пустоши, в которую превратилась Земля.Однако, когда Фуриоза достигает священного места, она находит только скелетные стволы и раскидистые дюны. Она кричит в тоске. Без деревьев всякая надежда кажется потерянной.

Чувства Фуриосы были оправданы. «Леса — это спасательный круг нашего мира», — говорит Мэг Лоуман, директор Фонда деревьев, некоммерческой организации во Флориде, занимающейся исследованиями, исследованиями и образованием деревьев. «Без них мы теряем экстраординарные и важные функции для жизни на Земле».

Услуги деревьев для нашей планеты варьируются от хранения углерода и сохранения почвы до регулирования круговорота воды.Они поддерживают естественные и человеческие системы питания и служат домом для бесчисленных видов, в том числе и для нас, благодаря строительным материалам. Тем не менее, мы часто относимся к деревьям как к чему-то одноразовому: как к чему-то, что можно собирать для экономической выгоды, или как к неудобству на пути человеческого развития. Согласно исследованию 2015 года, опубликованному в журнале Nature, с тех пор, как наш вид начал заниматься сельским хозяйством около 12 000 лет назад, мы вырубили почти половину из примерно 5,8 триллиона деревьев в мире.

Вам также могут понравиться:

Большая часть вырубки лесов произошла в последние годы.С наступлением индустриальной эры леса сократились на 32%. В частности, в тропиках многие из оставшихся трех триллионов деревьев в мире быстро падают, при этом ежегодно вырубается около 15 миллиардов деревьев, говорится в исследовании Nature. Во многих местах потеря деревьев ускоряется. В августе Национальный институт космических исследований показал увеличение числа пожаров в бразильских тропических лесах Амазонки на 84% по сравнению с тем же периодом 2018 года. Подсечно-огневые пожары также особенно распространены в Индонезии и на Мадагаскаре.

В бразильской Амазонии в 2019 году произошло более 70 000 лесных пожаров. Но представление антиутопического мира в стиле Безумного Макса, в котором все деревья на Земле внезапно погибли, может помочь нам понять, насколько потерянными мы были бы без них.

«Позвольте мне начать с того, каким ужасным был бы мир без деревьев — они незаменимы», — говорит Изабель Роза, преподаватель экологических данных и анализа в Бангорском университете в Уэльсе.«Если мы избавимся от всех деревьев, мы будем жить [на] планете, которая, возможно, больше не сможет нас поддерживать».

Во-первых, если деревья исчезнут за одну ночь, исчезнет и большая часть биоразнообразия планеты. Утрата среды обитания уже является основной причиной вымирания во всем мире, поэтому уничтожение всех оставшихся лесов будет «катастрофой» для растений, животных, грибков и многого другого, говорит Хайме Преведелло, эколог из Университета штата Рио-де-Жанейро в Бразилии. «Будет массовое вымирание всех групп организмов, как локально, так и глобально.»

Волна вымирания распространится за пределы лесов, истощая дикую природу, которая зависит от отдельных деревьев и небольших насаждений деревьев. В 2018 году Преведелло и его коллеги обнаружили, например, что общее видовое богатство на участках с разбросанными деревьями было на 50–100% выше, чем на открытых участках. «Даже отдельно стоящее дерево на открытой местности может действовать как «магнит» биоразнообразия, привлекая и предоставляя ресурсы для многих животных и растений», — говорит Преведелло. «Поэтому потеря даже отдельных деревьев может серьезно повлиять на местное биоразнообразие.

Исчезновение деревьев в мире нарушит климат (Фото: Getty Images)

Климат планеты также резко изменится в краткосрочной и долгосрочной перспективе. Деревья участвуют в круговороте воды, действуя как биологические насосы: они высасывают воду из почвы и выбрасывают ее в атмосферу, превращая ее из жидкости в пар. Таким образом, леса способствуют образованию облаков и выпадению осадков. Деревья также предотвращают наводнения, задерживая воду, а не позволяя ей устремляться в озера и реки, и защищая прибрежные сообщества от штормовых нагонов.Они удерживают почву на месте, которая в противном случае была бы смыта дождем, а их корневая структура помогает микробным сообществам процветать.

Без деревьев бывшие лесные массивы стали бы более сухими и более подверженными экстремальным засухам. Если бы пошел дождь, наводнение было бы катастрофическим. Массивная эрозия повлияет на океаны, задушит коралловые рифы и другие морские среды обитания. Острова, лишенные деревьев, потеряют барьеры на пути к океану, и многие из них будут смыты водой. «Удаление деревьев означает потерю огромного количества земли в океане», — говорит Томас Кроутер, глобальный системный эколог из ETH Zurich в Швейцарии и ведущий автор исследования Nature 2015 года.

Помимо участия в круговороте воды, деревья обладают локальным охлаждающим эффектом. Они обеспечивают тень, поддерживающую температуру почвы, и, будучи самой темной вещью в ландшафте, поглощают тепло, а не отражают его. В процессе эвапотранспирации они также направляют энергию солнечного излучения на преобразование жидкой воды в пар. После потери всех этих услуг по охлаждению большинство мест, где раньше росли деревья, сразу станет теплее. В другом исследовании Преведелло и его коллеги обнаружили, что полное удаление участка леса площадью 25 кв. км привело к повышению местной годовой температуры по крайней мере на 2°C в тропических районах и на 1°C в районах с умеренным климатом.Исследователи также обнаружили схожие перепады температур при сравнении лесных и открытых территорий.

По данным IPCC, вырубка лесов вносит значительный вклад в глобальные выбросы углерода. Согласно отчету МГЭИК, опубликованному в августе, на вырубку лесов уже приходится 13% общих глобальных выбросов углерода, в то время как на изменения в землепользовании в целом приходится 23% выбросов.Когда все деревья на планете будут уничтожены, ранее покрытые лесом экосистемы «станут лишь источником выброса углекислого газа в атмосферу, а не поглотителем», — говорит Паоло Д’Одорико, профессор экологических наук Калифорнийского университета. Беркли.

Кроутер предсказывает, что со временем мы увидим выброс в атмосферу 450 гигатонн углерода, что более чем вдвое превышает количество, уже внесенное людьми. Какое-то время этот эффект будет компенсироваться более мелкими растениями и травами.Но хотя более мелкие растения улавливают углерод быстрее, чем деревья, они также быстрее его выделяют. В конце концов — возможно, через несколько десятилетий — эти растения больше не смогут противостоять грядущему потеплению. «Временная шкала зависит от того, где вы находитесь, поскольку в тропиках разложение происходит намного быстрее, чем в Арктике», — говорит Д’Одорико. «Но как только углекислый газ оказывается в атмосфере, не имеет значения, откуда он поступает — отсюда или оттуда».

По мере того, как разложение медленно взорвало бы эту тикающую углеродную бомбу, Земля превратилась бы в «значительно» более теплую планету, говорит Кроутер, — подобной которой мы не испытывали с тех пор, как появились деревья.По его словам, большое количество углерода также попало бы в океаны, вызывая сильное закисление и убивая, возможно, все, кроме медуз.

Деревья помогают охлаждать местный климат, поглощая тепло. Без них температура вскоре начала бы расти (Фото: Getty Images)

Страдания человечества начались бы задолго до катастрофического глобального потепления. Повышенная жара, нарушение круговорота воды и потеря тени нанесут смертельный урон миллиардам людей и скота.Нищета и смерть также обрушатся на многих из 1,6 миллиарда человек, которые в настоящее время напрямую зависят от лесов как источника средств к существованию, в том числе для сбора продуктов питания и лекарств. Все больше людей по-прежнему не смогут готовить или отапливать свои дома из-за нехватки дров. Во всем мире те, чья работа связана с деревьями, будь то лесозаготовители или производители бумаги, садоводы или плотники, внезапно окажутся безработными, что нанесет ущерб мировой экономике. Только в лесном секторе занято 13 человек.По данным Всемирного банка, в стране проживает 2 миллиона человек, а годовой доход составляет 600 миллиардов долларов (500 миллиардов фунтов стерлингов).

Сельскохозяйственные системы точно так же выйдут из строя. Теневые культуры, такие как кофе, резко сократятся, как и те, которые зависят от опылителей, обитающих на деревьях. Из-за колебаний температуры и количества осадков места, которые раньше давали урожай, внезапно исчезнут, в то время как другие, которые ранее были непригодными, могут стать желанными. Однако со временем почвы повсюду истощались, и для выживания сельскохозяйственных культур требовалось значительное количество удобрений.Дальнейшее нагревание в конечном итоге сделало бы большинство мест непригодными для возделывания и жизни.

Вдобавок к этим разрушительным изменениям будут последствия для здоровья. Деревья очищают воздух, поглощая загрязняющие вещества и задерживая твердые частицы на своих листьях, ветвях и стволах. Исследователи из Лесной службы США подсчитали, что деревья только в США удаляют 17,4 миллиона тонн загрязнения воздуха каждый год, что оценивается в 6,8 миллиарда долларов (5,6 миллиарда фунтов стерлингов). В результате спасено не менее 850 жизней и предотвращено не менее 670 000 случаев острых респираторных заболеваний.

Деревья помогают поглощать загрязнение воздуха, задерживая частицы в своих тканях. Он и его коллеги обнаружили, что передача вируса Эбола людям происходит в горячих точках фрагментации леса. По его словам, внезапная потеря лесов повсюду может вызвать временный всплеск нашего воздействия зоонозных инфекций, таких как лихорадка Эбола, вирус Нипах и вирус Западного Нила, а также болезней, переносимых комарами, таких как малярия и лихорадка денге.

Растущее количество исследований также указывает на тот факт, что деревья и природа полезны для нашего психического благополучия. Департамент охраны окружающей среды штата Нью-Йорк, например, рекомендует прогулки в лесу для улучшения общего состояния здоровья, в том числе для снижения стресса, повышения уровня энергии и улучшения сна. Деревья также, кажется, помогают организму восстановиться: известное исследование 1984 года показало, что пациенты, выздоравливающие после операции, реже находились в больнице, если у них был вид на зелень, а не на кирпичную стену.Более поздние исследования показали, что времяпрепровождение на траве и деревьях снижает симптомы у детей с синдромом дефицита внимания и гиперактивности, а многочисленные исследования также зафиксировали положительную корреляцию между зеленым пространством и успеваемостью детей в школе. Деревья могут даже помочь в борьбе с преступностью: одно исследование показало, что увеличение древесного покрова на 10% связано со снижением преступности на 12% в Балтиморе.

«Сколько вещей, которые приводят к проблемам с физическим и психическим здоровьем, можно значительно уменьшить, проводя время в лесной среде», — говорит Кэти Уиллис, профессор биоразнообразия в Оксфордском университете.«Вот почему «купание в лесу» теперь является медицинским рецептом в Японии».

Деревья играют жизненно важную роль во многих культурах — в случае их потери их будут глубоко оплакивать. Деревья являются главным продуктом бесчисленного детства и широко представлены в искусстве, литературе, поэзии, музыке и многом другом. Они были частью анимистических религий с доисторических времен и играют видную роль в других основных религиях, практикуемых сегодня.Будда достиг просветления, просидев под деревом Бодхи в течение 49 дней, в то время как индусы поклоняются деревьям Пипал, которые служат символом Вишну. В Торе и Ветхом Завете Бог создает деревья на третий день творения — даже раньше животных или людей — а в Библии Иисус умирает на деревянном кресте, построенном из деревьев.

«Многие люди смотрят на леса со знаком доллара, — говорит Лоуман. «Но мы так и не придумали денежную оценку духовной важности лесов».

В общем, люди будут бороться за выживание в мире без деревьев.Урбанизированный западный образ жизни быстро уйдет в прошлое, и многие из нас умрут от голода, жары, засухи и наводнений. Лоуман считает, что выжившие сообщества, скорее всего, сохранили традиционные знания о том, как жить в безлесной среде, например, австралийские аборигены. Кроутер, с другой стороны, подозревает, что жизнь сохранится только в марсианской колонии, созданной с помощью технологий и полностью оторванной от существования, которое мы всегда знали.

«Даже если бы мы могли жить в мире без деревьев, кто бы захотел?» — говорит Кроутер.«Эта планета уникальна среди всего остального, что мы в настоящее время знаем во Вселенной, из-за этой необъяснимой вещи, называемой жизнью, и без деревьев почти все это было бы просто испорчено».

Присоединяйтесь к миллионам будущих поклонников, понравив нас на Facebook , или следуйте нами на Twitter или Instagram .

Если вам понравилась эта история,  подпишитесь на еженедельную рассылку BBC.com предлагает информационный бюллетень под названием «Основной список». Подборка историй из BBC Future, Culture, Worklife и Travel, доставляемых на ваш почтовый ящик каждую пятницу.

Когда дерево падает в лесу, образуется ли почва?

Когда дерево падает
Дерево, как и большинство растений, погружает корни в почву и коренные породы, чтобы поглощать воду и питательные вещества. Корни также прикрепляют дерево к земле и предотвращают его опрокидывание. Сильные порывы ветра могут оказывать огромное боковое воздействие на деревья.Если деревья молодые (до 100 лет), стволы могут ломаться. Старые деревья с более крупными стволами обычно не ломаются, но при достаточно сильном ветре деревья могут быть вырваны с корнем. Когда дерево вырывают с корнем, корни, почва и коренная порода, к которым были прикреплены корни, вырываются из земли (рис. 1). Эта масса корня, почвы и коренной породы называется «корневой комок», а само событие называется «выбросом дерева».

Удаление корневого пыжа из земли оставляет яму, которая может быть несколько метров в поперечнике и 1-2 метра в глубину, в зависимости от размера и породы дерева.В течение примерно 10 лет камень и почва, удерживаемые в корневом вале, падают на землю, поскольку корни деревьев разлагаются и ослабляют свою хватку. Этот процесс осаждения создает насыпь. Поскольку ямы и насыпи встречаются вместе, они создают «топографию ям и насыпей». Ямно-бугристый рельеф знаком каждому, кто ходил по лесам (рис. 2).

Разрушение коренных пород
Процесс разрушения коренных пород с образованием почвы называется выветриванием. Выветривание вызывается химическими процессами, которые химически изменяют или растворяют коренные породы, и физическими процессами, которые разбивают большие куски коренных пород на более мелкие.Г. К. Гилберт (Gilbert, 1877) был одним из первых ученых, задумавшихся об управлении выветриванием, и он предложил, чтобы скорость выветривания зависела от мощности почвы. В частности, он предположил, что выветривание должно происходить медленно на обнаженных поверхностях коренных пород, увеличиваться до максимальной скорости в промежуточных слоях почвы, а затем уменьшаться по мере того, как почвы продолжают утолщаться. Этот тип «горбатой» функции, по-видимому, хорошо согласуется с тем, как биологические процессы, такие как выброс дерева, могут разрушать коренную породу (Gabet et al., 2003).

Поскольку поверхности коренных пород не способны удерживать много влаги, они негостеприимны для растений, и поэтому на них могут расти лишь немногие деревья. По мере утолщения почвы растет все больше и больше деревьев, что приводит к положительной зависимости между толщиной почвы и плотностью деревьев (рис. 3). Напротив, существует отрицательная связь между толщиной почвы и количеством коренной породы, разрушенной каждым выбросом дерева. На поверхности коренной породы корни внедряются в коренную породу, и, таким образом, корневой вад состоит в основном из обломков свежей породы.По мере утолщения почвы коренная порода составляет все меньшую долю корневого вала (рис. 3). В почвах толще глубины корней коренная порода не разрушается (рис. 4).

Моделирование броска дерева
Из-за длительных промежутков времени трудно проследить, как физическое выветривание при броске дерева может быть связано с толщиной почвы. Однако компьютерные модели позволяют ускорить эти процессы. Компьютерная модель была разработана путем включения простых отношений, показанных на рисунке 3.Модель «засевает» цифровой склон холма, отслеживает, где растут деревья, и сметает их. Там, где дерево повалено ветром, модель удаляет соответствующее количество коренной породы и превращает ее в почву (см. анимацию). Запустив модель на 10 000 лет, мы можем наблюдать, как скорость физического выветривания зависит от толщины почвы.

На рис. 5 показаны результаты модели и их сравнение с фактическими скоростями выветривания коренных пород, измеренными с помощью космогенных изотопов. Результаты важны по двум причинам.Во-первых, результаты подтверждают гипотезу Г. К. Гилберта о выветривании и мощности почвы: скорости выветривания низки под маломощными грунтами, достигают максимума при утолщении грунтов, а затем снижаются при еще большем утолщении грунтов. Несмотря на то, что на тонких почвах каждый выброс дерева удаляет большую часть коренной породы, растет недостаточно деревьев, чтобы сильно выветриться. Толстая почва может поддерживать многие деревья, но, поскольку корни деревьев имеют лишь ограниченную вертикальную протяженность, каждое событие выброса дерева разрушает коренную породу незначительно или вообще не разрушает ее.Между этими двумя крайностями лежит золотая середина, где скорость выветривания максимальна. Во-вторых, эти результаты важны, потому что они очень хорошо соответствуют измеренным скоростям выветривания коренных пород, предполагая, что выброс деревьев является основным механизмом разрушения коренных пород в лесных районах. Другими словами, без деревьев и древесных отбросов почва, вероятно, была бы намного тоньше.

Совместная эволюция деревьев, толстых почв и наземных животных
В долгосрочной перспективе толщина почвы в определенном месте отражает баланс между процессами выветривания, создающими почву, и процессами эрозии, удаляющими почву.Современные деревья возникли 370 млн лет назад (Meyer-Berthaud et al., 1999) в течение девона и в настоящее время покрывают около одной трети земной поверхности. До появления деревьев выветривание коренных пород, вероятно, было слишком медленным, чтобы не отставать от эрозии в холмистой местности, и эти склоны, вероятно, были покрыты только тонкими почвами. Появление деревьев и сброса деревьев привело бы к образованию толстых почв в этих ландшафтах и ​​созданию новых ниш и мест обитания, которые будут эксплуатироваться новыми видами растений и животных.

Как работает процесс фотосинтеза у деревьев

Фотосинтез — важный процесс, позволяющий растениям, в том числе деревьям, использовать свои листья для улавливания солнечной энергии в виде сахара.Затем листья сохраняют полученный сахар в клетках в виде глюкозы как для немедленного, так и для последующего роста дерева. Фотосинтез представляет собой прекрасный химический процесс, в котором шесть молекул воды из корней соединяются с шестью молекулами углекислого газа из воздуха, чтобы создать одну молекулу органического сахара. Не менее важен побочный продукт этого процесса — фотосинтез — это то, что производит кислород. На Земле не было бы жизни, какой мы ее знаем, без процесса фотосинтеза.

Процесс фотосинтеза в деревьях

Термин фотосинтез означает «соединение со светом».«Это производственный процесс, который происходит в клетках растений и в крошечных телах, называемых хлоропластами. Эти пластиды расположены в цитоплазме листьев и содержат зеленое красящее вещество, называемое хлорофиллом.

Когда происходит фотосинтез, вода, поглощенная корнями дерева, переносится к листьям, где она вступает в контакт со слоями хлорофилла. В то же время воздух, содержащий углекислый газ, проникает в листья через поры листа и подвергается воздействию солнечного света, в результате чего происходит очень важная химическая реакция.Вода расщепляется на кислород и водород и соединяется с углекислым газом в составе хлорофилла, образуя сахар.

Этот кислород, выделяемый деревьями и другими растениями, становится частью воздуха, которым мы дышим, а глюкоза переносится к другим частям растения в качестве питания. Этот важный процесс составляет 95 процентов массы дерева, а фотосинтез деревьев и других растений обеспечивает почти весь кислород в воздухе, которым мы дышим.

Вот химическое уравнение процесса фотосинтеза:

6 молекул углекислого газа + 6 молекул воды + свет → глюкоза + кислород

Важность фотосинтеза

В листе дерева происходит множество процессов, но самым важным является фотосинтез и получаемая в результате пища, которую он производит, и кислород, который он производит в качестве побочного продукта.Благодаря магии зеленых растений сияющая энергия солнца улавливается структурой листа и становится доступной для всех живых существ. За исключением нескольких видов бактерий, фотосинтез — единственный процесс на Земле, посредством которого органические соединения строятся из неорганических веществ, в результате чего накапливается энергия.

Примерно 80 процентов всего фотосинтеза Земли производится в океане. Подсчитано, что от 50 до 80 процентов мирового кислорода вырабатывается океанскими растениями, но критическая оставшаяся часть вырабатывается наземными растениями, в основном в земных лесах  Поэтому на наземный растительный мир постоянно оказывается давление, чтобы не отставать. .Потеря мировых лесов имеет далеко идущие последствия с точки зрения снижения процентного содержания кислорода в земной атмосфере. И поскольку процесс фотосинтеза потребляет углекислый газ, деревья и другие растения являются средством, с помощью которого земля «вычищает» углекислый газ и заменяет его чистым кислородом. Для городов крайне важно поддерживать здоровый городской лес, чтобы поддерживать хорошее качество воздуха.

Фотосинтез и история кислорода

Кислород не всегда присутствовал на Земле.Возраст самой Земли оценивается примерно в 4,6 миллиарда лет, но ученые, изучающие геологические данные, полагают, что впервые кислород появился около 2,7 миллиарда лет назад, когда микроскопические цианобактерии, также известные как сине-зеленые водоросли, развили способность фотосинтезировать солнечный свет в сахара и кислород. Потребовалось еще примерно миллиард лет, чтобы в атмосфере накопилось достаточное количество кислорода для поддержки ранних форм земной жизни.

Неясно, что именно произошло 2,7 миллиарда лет назад, что заставило цианобактерии развить процесс, который делает возможной жизнь на Земле.Это остается одной из самых интригующих загадок науки.

От семени к дереву: как мы восстанавливаем леса

Национальный лесной фонд получает щедрые пожертвования от частных лиц, малых предприятий и корпораций для поддержки посадки деревьев в наших национальных лесах. Мы тесно сотрудничаем с Лесной службой США для завершения этих важных проектов. Так что же происходит, когда такой партнер, как Boxed Water, звонит нам и говорит, что хотел бы посадить 1 миллион деревьев в течение пяти лет?

Узнайте, как мы переходим от семян к деревьям внизу.

Площадь и дизайн

Каждый проект лесовосстановления преследует определенную цель. Лесные пожары обычно вызывают большую потребность в лесовосстановлении, особенно на западе США. Прежде чем приступить к любой части процесса лесовосстановления, Лесная служба США оценивает площадь, учитывает состав видов и ряд различных факторов окружающей среды, а затем решает, каким будет лес. посадил.

Сбор семян

Чтобы дерево выросло, нам, конечно, понадобится семя, но не любое семя.Персонал Лесной службы получает местные семена из районов, непосредственно прилегающих к участку лесовосстановления. Иногда, забираясь высоко на деревья, чтобы получить семена, Лесная служба собирает шишки тех же видов, которые они планируют посадить, и с той же высоты. Затем шишки разбивают для извлечения семян.

Выращивание в питомнике

После того, как сотрудники соберут семена, они доставят их в один из шести питомников Лесной службы, расположенных по всей стране.Затем их выращивают в условиях климат-контроля, которые имитируют их естественную среду. Саженцы обычно выращивают до достижения ими возраста 1-2 лет для большинства западных хвойных пород. Когда саженцы готовы, Лесная служба отвозит их обратно в лес, откуда пришли их семена.

Посадка

На заключительном этапе лесовосстановления Лесная служба уделяет большое внимание тому, чтобы саженцы пережили возвращение в лес.Рассаду обычно хранят в холодильнике до утра, когда ее посадят. Профессиональные бригады по посадке деревьев наполняют свои сумки сотнями саженцев одновременно и отправляются по склонам холмов, чтобы посадить саженцы.

Чтобы увеличить шансы на выживание, сеянцы часто высаживают на «микросайтах» — в прикрытых или затененных местах, которые защищают сеянцы от прямого воздействия солнечных лучей. Размахивая «хоэдадами» — специальным инструментом для посадки деревьев — плантаторы выкапывают в земле небольшую глубокую ямку.Они осторожно помещают саженец в лунку, следя за целостностью корневой структуры и закрывая отверстие почвой. Удивительно, но процесс посадки дерева занимает всего около 7-10 секунд для каждого дерева.

Поваленное рядом бревно защитит саженец.

Мониторинг

После посева идет контроль качества. Используя пробные участки, Лесная служба будет случайным образом отбирать молодые саженцы и выкапывать их, чтобы убедиться, что они правильно посажены.По мере созревания сеянцев за ними наблюдают через один, три и пять лет после посадки, чтобы убедиться в их выживаемости. В некоторых районах необходим последующий уход (например, удаление конкурирующей растительности) или защита от побегов, чтобы саженцы выжили в будущем.

Из-за постоянно ограниченного бюджета Лесная служба изо всех сил пытается выполнить необходимое количество проектов по посадке деревьев. Благодаря корпоративным партнерам, таким как Boxed Water, сотни тысяч деревьев получили новый старт в наших национальных лесах и пастбищах.

Нажмите здесь, чтобы поддержать посадку деревьев сегодня.

деревьев и наш климат | HowStuffWorks

Деревья влияют на наш климат и, следовательно, на нашу погоду тремя основными способами: они снижают температуру, сокращают потребление энергии и уменьшают или удаляют загрязнители воздуха. Каждая часть дерева вносит свой вклад в климат-контроль, от листьев до корней.

Листья помогают выключить термостат. Они охлаждают воздух посредством процесса, называемого эвапотранспирацией .Эвапотранспирация представляет собой комбинацию двух одновременных процессов: испарения и транспирации , оба из которых выделяют влагу в воздух. Во время испарения вода превращается из жидкости в пар и испаряется из почвы, озер, рек и даже тротуаров. При транспирации вода, втянутая корнями через почву, испаряется из листьев. Для наших глаз это может показаться невидимым процессом, но большой дуб способен выделять в атмосферу 40 000 галлонов воды в течение одного года [источник: Геологическая служба США].

Наружное кондиционирование воздуха, обеспечиваемое деревьями, снижает потребление энергии внутри вашего дома или офиса. Тень, обеспечиваемая стратегически посаженными лиственными деревьями, охлаждает здания в теплые месяцы, позволяет согревающим лучам солнца проникать сквозь его ветви зимой, а также защищает здания от холодных ветров. При определенном планировании городские деревья могут помочь свести к минимуму эффект острова тепла , который приходится на многие города.

Острова тепла — это города, в которых часто на несколько градусов теплее, чем в пригородах, потому что городские районы генерируют и удерживают тепло.Исследования Атланты показали, что температура в центре города была на 5-8 градусов выше, чем в пригородах. Это, в свою очередь, увеличило количество местных штормов [источник: НАСА]. В Фениксе также теплее, чем в его окрестностях. В 1950 году в Финиксе было на 6 градусов теплее, чем в соседнем монументе Каса-Гранде. Однако к 2007 году разница температур увеличилась до 14 градусов [источник: Christian Science Monitor].

Когда деревья растут в городских районах, температура поверхности и воздуха снижается.Исследователи обнаружили, что посадка одного дерева к западу и одного к югу от дома может значительно снизить потребление энергии. Согласно исследованию Агентства по охране окружающей среды, ежегодные расходы на охлаждение были снижены на 8–18 %, а ежегодные расходы на отопление — на 2–8 % [источник: EPA].

Листья также фильтруют частицы из воздуха, включая пыль, озон, окись углерода и другие загрязнители воздуха. В процессе фотосинтеза деревья удаляют углекислый газ (парниковый газ ) и выделяют кислород в наш воздух.Деревья накапливают углекислый газ, называемый связыванием углерода , и — в зависимости от размера дерева — могут удерживать от 35 до 800 фунтов углекислого газа каждый год [источник: EPA].

Однако деревья не спасают нас от смога. Фотохимический смог — это смог, возникающий при соединении солнечного света и химических соединений, таких как выхлопные газы автомобилей. Деревья способствуют этому, когда выделяют органические газы.

Кроме того, посадка деревьев в качестве решения проблемы глобального потепления — практика, обычно связанная с компенсацией выбросов углекислого газа — может оказать положительное влияние на глобальный контроль температуры только при посадке в тропиках , узком географическом поясе вокруг экватора.Обычно деревья помогают охлаждать планету, поглощая углекислый газ в процессе фотосинтеза и испаряя воду в воздух. В тропиках вода естественным образом испаряется с деревьев, увеличивая облачный покров и снижая температуру. Однако за пределами тропиков исследователи обнаружили, что леса удерживают тепло, потому что их густые темные кроны поглощают солнечный свет.

Чтобы узнать больше об изменении климата, загрязнении и других экологических проблемах, изучите наши ресурсы на следующей странице.

Связанные статьи HowStuffWorks

Другие полезные ссылки

Источники

  • «Городская жара Атланты меняет погодные условия». Наука@НАСА. НАСА. 1999.
  • http://science.nasa.gov/newhome/headlines/essd26apr99_1.htm
  • «Кампания «Миллиард деревьев». Программа ООН по окружающей среде. http://www.unep.org/billiontreecampaign/FactsFigures/QandA/index.asp
  • Бурба, Джордж. «Эвапотранспирация». Энциклопедия Земли. 2006. http://www.eoearth.org/article/Эвапотранспирация
  • «Глава 1. Введение в эвапотранспирацию». Документы ФАО по ирригации и дренажу. Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций. 1999 г. http://www.fao.org/docrep/X0490E/x0490e04.htm
  • «Климат». Погода Wiz Kids. http://www.weatherwizkids.com/climate.htm
  • Джа, Алок. «Сажать деревья ради спасения планеты бессмысленно, — говорят экологи». Хранитель. 2006 г. http://www.guardian.co.uk/environment/2006/dec/15/ethicalliving.lifeandhealth
  • Макинтайр-Страсбург, Джефф. «Посадка деревьев помогает бороться с глобальным потеплением, но только в тропиках». Дерево Hugger. 2006. http://www.treehugger.com/files/2006/12/planting_trees.php
  • Новак, Дэвид Дж. «Влияние городских деревьев на качество воздуха». Лесная служба Министерства сельского хозяйства США. http://www.fs.fed.us/ne/syracuse/TREE%20Air%20Qual.pdf
  • Пирс, Фред. «Деревофермы не остановят изменение климата». Новый ученый. 2002 г. http://www.newscientist.com/article/dn2958-tree-farms-wont-halt-climate-change.html
  • Смит, В. Брэд. «Факты о лесных ресурсах США и исторические тенденции». Лесная служба Министерства сельского хозяйства США. 2004 г. http://fia.fs.fed.us/library/briefings-summaries-overviews/docs/2002_ForestStats_%20FS801.pdf
  • «Деревья — решение проблемы загрязнения воздуха». Центр исследований городских лесов. Лесная служба Министерства сельского хозяйства США. 2006 г. http://www.fs.fed.us/psw/programs/cufr/products/cufr_658_Air%20Research%20Summary_3-06.pdf
  • «Деревья и загрязнение воздуха». Ежедневная наука. 2001. http://www.sciencedaily.com/releases/2001/01/010109223032.htm
  • «Деревья и качество воздуха». Экологическое образование для детей. Департамент природных ресурсов штата Висконсин. http://www.dnr.state.wi.us/org/caer/ce/eek/teacher/treeact.htm
  • «Деревья и растительность». Агентство по охране окружающей среды США. 2007 г. http://www.epa.gov/hiri/strategies/vegetation.html
  • «Информация по уходу за деревьями: преимущества деревьев». Деревья хороши. Международное общество лесоводства. 2005. http://www.treesaregood.org/treecare/tree_benefits.aspx
  • «Водный цикл: транспирация.» Геологическая служба США. http://ga.water.usgs.gov/edu/watercycletranspiration.html
  • «Заявление о позиции Weather Channel в отношении глобального потепления». The Weather Channel. 2007. http://www.weather.com /encyclopedia/global/index.html
  • «Растительность и качество воздуха», Агентство по охране окружающей среды США, 2007 г. http://www.epa.gov/hiri/strategies/level3_vegairquality.html

оценить здоровье пальмы

Прежде чем вы сможете запустить модель глубокого обучения, вам необходимо проверить компьютерную систему, установить последние версии драйверов для видеокарты и установить библиотеки глубокого обучения, которые вы будете использовать для своей модели.

Проверьте графическую карту

Процессы, выполняемые при использовании глубокого обучения, занимают большой объем памяти вашего компьютера. Для выполнения процесса глубокого обучения рекомендуется графический процессор NVIDIA с минимальным объемом выделенной памяти 8 ГБ. Чтобы проверить выделенную память графического процессора вашей видеокарты, вы будете использовать утилиту NVIDIA-SMI. Узнайте больше о том, что такое графический процессор и как он работает.

  1. Откройте меню «Пуск» и введите команду. Нажмите «Командная строка», чтобы открыть ее.

    Появится окно командной строки.Первая команда, которую вы запустите, — это изменение каталогов, в которых находится утилита NVIDIA-SMI.

  2. В окне командной строки введите cd, добавьте пробел, введите или скопируйте и вставьте C:\Windows\system32 и нажмите Enter.

    Путь к исполняемому файлу может отличаться на вашем компьютере в зависимости от того, как установлены видеокарты. NVIDIA также можно установить в эту папку: C:\Program Files\NVIDIA Corporation\NVSMI. Вы можете выполнить поиск на диске C для nvidia-smi.exe и в командной строке измените каталог на эту папку с помощью команды cd. Оказавшись в нужной папке, вы можете запустить файл nvidia-smi.exe.

    Далее вы запустите исполняемый файл, чтобы найти выделенную память графического процессора.

  3. В окне командной строки введите или скопируйте и вставьте nvidia-smi.exe и нажмите Enter.

    Команда запускается и показывает максимальный объем выделенной памяти графического процессора для вашего компьютера.

    В зависимости от вашего компьютера отображаемая информация может отличаться.В этом примере этот компьютер соответствует минимальной рекомендации для этого урока: 8 ГБ выделенной памяти в графическом процессоре.

    Если у вас более одной видеокарты, инструменты геообработки для глубокого обучения автоматически выберут лучшую видеокарту в процессе обучения и вывода.

  4. Запишите название видеокарты и закройте окно командной строки.

    В этом примере видеокарта называется Quadro RTX 4000.

    Теперь, когда вы знаете больше о своих видеокартах, вы загрузите и установите последние версии драйверов от NVIDIA.

Обновление драйверов NVIDIA

Далее вы обновите драйверы для вашей видеокарты. Устаревший драйвер графического процессора приведет к сбою инструментов глубокого обучения, поэтому перед запуском инструментов рекомендуется проверить системные требования и обновить драйверы.

  1. Перейдите на страницу загрузки драйверов NVIDIA.
  2. В разделе «Загрузки драйверов NVIDIA» выберите параметры, соответствующие вашей видеокарте.В этом примере используется видеокарта Quadro RTX 4000.

  3. Нажмите «Поиск», нажмите «Загрузить» и нажмите «Принять и загрузить».
  4. Найдите и запустите файл установщика на своем компьютере. Нажмите «Да», чтобы разрешить изменения в системе, и нажмите «ОК», чтобы запустить программу установки.
  5. В окне установщика NVIDIA нажмите «Согласиться и продолжить», примите параметры установки по умолчанию и нажмите «Далее».
  6. После завершения установки щелкните Закрыть.

    Далее вы установите библиотеки глубокого обучения для ArcGIS Pro.

Установка библиотек глубокого обучения

Глубокое обучение используется несколькими инструментами в ArcGIS Pro, ArcGIS Server 10.9.1 и ArcGIS API for Python для решения пространственных задач, категоризации объектов и выполнения классификации пикселей. Чтобы получить доступ к этой функции, необходимо установить соответствующие библиотеки глубокого обучения. Вы загрузите библиотеки глубокого обучения для ArcGIS Pro. Вы можете пропустить этот раздел, если у вас уже установлены библиотеки глубокого обучения.

  1. Перейдите на страницу Установщики библиотек глубокого обучения для ArcGIS.

  2. В разделе Загрузить щелкните Установщик библиотек глубокого обучения для ArcGIS Pro 2.9.

    ArcGIS_Pro_29_Deep_Learning_Libraries.zip загружается на ваш компьютер.

  3. В проводнике перейдите в папку «Загрузки» и найдите файл ArcGIS_Pro_29_Deep_Learning_Libraries.zip.
  4. Извлеките ArcGIS_Pro_29_Deep_Learning_Libraries.zip и откройте извлеченную папку.
  5. Дважды щелкните файл установщика ProDeepLearning, чтобы открыть программу установки.

    Если вы не видите расширения файлов, вы можете включить их на вкладке «Вид» и в разделе «Показать/скрыть».

  6. В программе установки дважды щелкните Далее. Нажмите «Я принимаю основное соглашение», нажмите «Далее» и нажмите «Установить». Нажмите «Да», чтобы разрешить приложению вносить изменения на вашем устройстве.

    Deep Learning Libraries for ArcGIS Pro устанавливается на ваш компьютер.

    Установка займет несколько минут.

  7. После завершения установки нажмите Готово.

    Теперь, когда вы установили библиотеки глубокого обучения, вы откроете ArcGIS Pro и убедитесь, что они загружены.

  8. Запустите ArcGIS Pro.
  9. Щелкните Настройки.

  10. Щелкните Python.

    В разделе «Установленные пакеты» вы можете увидеть установленные вами пакеты.

    Пакет deep-learning-essentials указан в разделе «Установленные пакеты» и является одним из необходимых пакетов для обучения и создания логических выводов в ArcGIS Pro.

  11. Закрыть ArcGIS Pro.

Теперь, когда вы установили библиотеки глубокого обучения и подтвердили установку в ArcGIS Pro, вы готовы загрузить и изучить данные, которые вы будете использовать для обучения модели в этом уроке.


Инвентаризация и оценка здоровья каждой пальмы на плантации Коловаи, Тонга, потребует много времени и большой рабочей силы.Чтобы упростить процесс, вы будете использовать модель глубокого обучения в ArcGIS Pro для идентификации деревьев, а затем рассчитаете их состояние на основе степени зелени растительности. Первый шаг — найти изображения, которые показывают Коловаи, Тонга и имеют достаточно высокое пространственное и спектральное разрешение для идентификации деревьев. Получив изображения, вы создадите обучающие образцы и преобразуете их в формат, который можно использовать в модели глубокого обучения. Чтобы модель распознала, что ей нужно найти, вам нужно определить изображения пальм, чтобы она могла идентифицировать похожие пиксели и размеры деревьев.

Загрузите изображение

Точные изображения с высоким разрешением необходимы при извлечении признаков. Модель сможет идентифицировать пальмы только в том случае, если размер пикселя достаточно мал, чтобы различить пальмовые кроны. Кроме того, для расчета здоровья деревьев вам понадобится изображение со спектральными полосами, которое позволит вам создать индекс здоровья растительности. Вы найдете и загрузите изображения для этого исследования из OpenAerialMap, репозитория с открытым исходным кодом мультиспектральных изображений высокого разрешения.

  1. Перейдите на веб-сайт OpenAerialMap.
  2. Нажмите «Начать изучение».

    В интерактивном представлении карты вы можете масштабировать, панорамировать и искать изображения, доступные в любой точке планеты. Карта разбита на сетки. Когда вы указываете на поле сетки, появляется число. Это число указывает количество доступных изображений для этого ящика.

  3. В поле поиска введите Kolovai и нажмите Enter. В списке результатов нажмите Коловаи.

    Карта приближается к Коловаю. Это город на главном острове Тонгатапу с кокосовой плантацией.

  4. При необходимости уменьшите масштаб, пока не увидите метку Коловаи на карте. Щелкните поле сетки прямо над Коловаи.

  5. На боковой панели щелкните Подмножество БПЛА Kolovai UAV4R (OSM-Fit) от Cristiano Giovando.

  6. Нажмите кнопку загрузки, чтобы загрузить необработанный файл .tif. Сохраните изображение в любом месте по вашему выбору.

    Из-за размера файла загрузка может занять несколько минут.

    Имя файла по умолчанию: 5b1b6fb2-5024-4681-a175-9b667174f48c.

Изучение данных

Чтобы начать процесс классификации, вы загрузите проект ArcGIS Pro, содержащий несколько закладок, которые помогут вам в процессе создания обучающих выборок.

  1. Загрузите ZIP-файл Palm_Tree_Detection и распакуйте его содержимое в подходящее место на вашем компьютере.

    Из-за размера файла загрузка может занять несколько минут.

  2. При необходимости откройте извлеченную папку Palm_Tree_Detection. Откройте папку Коловаи.Дважды щелкните файл проекта Kolovai ArcGIS.

    При появлении запроса войдите в свою учетную запись ArcGIS Online или ArcGIS Enterprise.

    Если у вас нет учетной записи организации, вы можете подписаться на бесплатную пробную версию ArcGIS.

    Проект открывается с пустой картой; вы добавите изображения, которые вы скачали.

  3. На ленте на вкладке Карта в группе Слой щелкните Добавить данные.

    Появится окно добавления данных.

  4. В окне «Добавить данные» в разделе «Компьютер» перейдите к изображению Коловаи, загруженному из OpenAerialMap.Выберите файл .tif и нажмите OK.

    Если появится окно Вычислить статистику, нажмите Да.

    Изображение Коловая добавлено на вашу карту. Слой указан на панели Содержание по его уникальному идентификатору, который не имеет смысла. Лучше всего переименовать слой в то, что вы понимаете.

  5. На панели Содержание дважды щелкните слой изображения и введите Изображение. Нажмите Ввод.

  6. Переместите и увеличьте масштаб карты, чтобы получить представление о том, как выглядит пальмовая ферма.

    На этом изображении большое количество кокосовых пальм. Подсчет их по отдельности, в полевых условиях или путем визуального осмотра изображения занял бы дни. Чтобы позволить модели глубокого обучения выполнять эту работу за вас, вы создадите образец пальм, который будете использовать для обучения своей модели.

Создание схемы обучения

Создание хороших обучающих образцов необходимо при обучении модели глубокого обучения или любой модели классификации изображений.Кроме того, это часто самый трудоемкий шаг в процессе. Чтобы предоставить вашей модели глубокого обучения информацию, необходимую для извлечения всех пальм на изображении, вы создадите функции для ряда пальм, чтобы научить модель размеру, форме и спектральной характеристике кокосовых пальм. . Эти обучающие образцы создаются и управляются с помощью инструмента Label Objects for Deep Learning.

Создание обучающего набора данных требует оцифровки сотен функций и может занять много времени.Если вы не хотите создавать обучающие выборки, набор данных предоставлен в базе геоданных «Результаты» в папке «Предоставленные результаты». Вы можете перейти к разделу Создание чипов изображений.

  1. Убедитесь, что на панели Содержание выбран слой Изображения.
  2. На ленте щелкните вкладку Изображения. В группе «Классификация изображений» нажмите «Инструменты классификации» и выберите «Объекты меток для глубокого обучения».

    Панель классификации изображений отображается с пустой схемой.Вы создадите схему только с одним классом, потому что вас интересует только извлечение кокосовых пальм из изображений.

  3. На панели «Классификация изображений» щелкните правой кнопкой мыши «Новая схема» и выберите «Редактировать свойства». В поле Имя введите Кокосовые пальмы.

  4. Нажмите Сохранить.

    Схема переименована в области классификации изображений. Теперь вы можете добавить к нему классы.

  5. Щелкните правой кнопкой мыши Coconut Palms и выберите Добавить новый класс.

    Появится панель Добавить новый класс.Вы установите параметры для вашего нового класса, который будет обучать модель. Во-первых, это имя нового класса.

  6. В поле Имя введите Palm.

    Далее следует значение или код, используемый компьютером при обучении модели. Пальмовым деревьям будет присвоено значение 1.

  7. В поле Значение введите 1.

    Наконец, вы выберете цвет, используемый при идентификации объектов. Выбранный цвет является произвольным, но, поскольку вы оцифровываете объекты на снимках, которые в основном зеленые, желтый хорошо виден.

  8. В поле Цвет выберите ярко-желтый, например Солнечно-желтый.
    Подсказка:

    Чтобы увидеть название цвета, наведите курсор на квадрат цвета.

  9. Нажмите OK.

    Класс Palm добавлен в схему Coconut Palms на панели Image Classification. Вы создадите функции с помощью класса Palm для обучения модели глубокого обучения.

Создание обучающих выборок

Чтобы убедиться, что вы захватили репрезентативную выборку деревьев в этом районе, вы оцифруете особенности по всему изображению.Эти функции считываются в модель глубокого обучения в специальном формате, называемом чипами изображений. Чипы изображений — это небольшие блоки изображений, вырезанные из исходного изображения. После того, как вы создадите достаточное количество функций на панели «Классификация изображений», вы экспортируете их в виде чипов изображений с метаданными.

  1. На ленте щелкните вкладку Карта. В группе «Навигация» нажмите «Закладки» и выберите «Место обучения 1».

    Карта приблизится к первой области образцов пальм, которую вы идентифицируете.

  2. На панели «Классификация изображений» выберите класс «Пальма» и щелкните инструмент «Круг».

    Вы будете использовать этот инструмент для рисования кругов вокруг каждой пальмы на текущем дисплее. Круги рисуются от центра объекта наружу, измеряя радиус объекта.

  3. На карте щелкните центр пальмы и нарисуйте круг вокруг одного дерева.

    В группу «Помеченные объекты» панели «Классификация изображений» добавлена ​​новая запись ладони.Вы создадите запись пальмы для каждого дерева, которое сможете, чтобы убедиться, что есть много чипов изображений со всеми отмеченными пальмами.

  4. Нарисуйте круги вокруг каждого дерева на карте.

    Если вам нужны дополнительные рекомендации, которые помогут вам понять, как рисовать эти круги, или если вы хотите пропустить оцифровку деревьев, набор данных для обучения доступен в папке, которую вы скачали. На ленте на вкладке Карта в группе Слой щелкните Добавить данные. Перейдите в папку Базы данных и дважды щелкните базу геоданных результатов.Нажмите PalmTraining и нажмите OK.

    Когда вы закончите экстент этой первой закладки, у вас будет примерно 180 образцов, записанных на панели Менеджера обучающих образцов.

    Вот несколько деталей, которые помогут вам идентифицировать деревья:

    • Вы можете масштабировать и перемещаться по карте, чтобы упростить оцифровку, но не забудьте оцифровать как можно больше деревьев в пределах экстента закладки. ты сможешь.
    • Если вы не уверены в точном расположении дерева, его можно пропустить.Вы хотите убедиться, что вы создаете точные обучающие выборки.
    • Это нормально, если круги, которые вы рисуете, перекрываются.
    • Ваша окончательная модель будет учитывать размер деревьев, которые вы идентифицируете, поэтому обязательно отметьте как маленькие, так и большие пальмы.
  5. Создайте обучающие образцы для каждой пальмы на каждой из шести оставшихся закладок Training Location.

    Оцифровка обучающих выборок может занять много времени, но наличие большого количества выборок окупается.Чем больше образцов вы предоставите модели в качестве обучающих данных, тем точнее будут результаты.

    Например, обучающий набор данных, используемый для обучения модели, представленной в этом уроке, содержит более 600 образцов.

  6. Когда вы закончите создание образцов, на панели «Классификация изображений» нажмите «Сохранить».

  7. В окне Сохранить текущие обучающие образцы в разделе Проект щелкните Базы данных и дважды щелкните базу геоданных проекта по умолчанию, Kolovai.gdb.
  8. Назовите класс пространственных объектов PalmTraining и щелкните Сохранить.
  9. Закройте панель классификации изображений. Если появится окно «Объекты меток», нажмите «Да».

    Несмотря на то, что вы сохранили обучающие образцы в базе геоданных, вам необходимо обновить базу геоданных, чтобы получить доступ к этому набору данных.

  10. На ленте щелкните вкладку Вид. В группе Windows щелкните Панель каталога.

    Появится панель Каталог.

  11. Расширение баз данных. Щелкните правой кнопкой мыши Kolovai и выберите «Обновить».

    Теперь ваш класс объектов PalmTraining виден.

  12. На панели быстрого доступа щелкните Сохранить.

Создание чипов изображений

Последним шагом перед обучением модели является экспорт обучающих выборок в правильный формат в виде чипов изображений.

  1. На ленте в разделе Поиск команд введите Экспорт данных обучения для глубокого обучения. Нажмите «Экспорт данных обучения для глубокого обучения».

    Появится панель Геообработка.

    Вы установите параметры для создания чипов изображений. Во-первых, вы выберете изображения, используемые для обучения.

  2. Для входного растра выберите Imagery.

    Далее вы создадите папку для хранения чипов изображений.

  3. В поле Выходная папка введите imagechips.

    Далее вы выберете класс пространственных объектов, содержащий созданные вами обучающие выборки.

  4. Для ввода класса объектов, классифицированного растра или таблицы перейдите в базу геоданных Kolovai.Нажмите PalmTraining и нажмите OK .

    Если вы не рисовали обучающие выборки, вам предоставляется набор данных для использования. Перейдите к Базам данных и откройте базу геоданных результатов. Выберите PalmTraining и нажмите OK.

    Далее вы выберете поле из обучающих данных, которое содержит значение класса для каждой нарисованной вами функции. Вспомните, что значение класса ладони у вас было равно 1.

  5. В поле «Значение класса» выберите значение класса.

    Далее вы выберете выходной формат для ваших чипов.Выбранный формат зависит от типа модели глубокого обучения, которую вы хотите обучить.

  6. Для Формата изображения выберите формат JPEG

    Далее вы установите размер в пикселях для каждого из ваших фрагментов изображения. Размер чипа изображения определяется размером объектов, которые вы пытаетесь обнаружить. Если объект больше размеров плитки по осям x и y, ваша модель не даст хороших результатов.

  7. Для размера плитки X и размера плитки Y введите 448.

    Теперь вы убедитесь, что формат вывода правильный.Это также зависит от типа модели глубокого обучения, которую вы создаете.

  8. Для формата метаданных убедитесь, что выбраны классы визуальных объектов PASCAL.

    Прежде чем запускать инструмент и создавать чипы изображений, необходимо настроить среду инструмента. В частности, вам нужно знать разрешение изображения. Лучше всего создавать чипы изображений с тем же разрешением, что и исходное изображение.

  9. Перейдите на вкладку Среды.

  10. В разделе «Растровый анализ» для параметра «Размер ячейки» выберите «Как на изображении слоя».

  11. Щелкните Выполнить.

    В зависимости от аппаратного обеспечения вашего компьютера запуск инструмента займет несколько минут.

    Чипы изображений созданы и готовы к использованию для обучения модели глубокого обучения.

  12. Сохраните свой проект.

В этом модуле вы загрузили и добавили в проект изображения с открытым исходным кодом, создали обучающие образцы с помощью панели «Диспетчер обучающих образцов» и экспортировали их в формат, совместимый с моделью глубокого обучения для обучения.Далее вы создадите модель глубокого обучения и определите все деревья на плантации.


Прежде чем вы сможете начать обнаруживать пальмы, вам нужно обучить модель. Обучение модели влечет за собой взятие данных обучающей выборки и повторную передачу их через нейронную сеть. Этот ресурсоемкий процесс будет обрабатываться инструментом геообработки, но именно так модель узнает, что такое пальма, а что нет.Получив модель, вы примените ее к изображениям, чтобы автоматически идентифицировать деревья.

Обучение модели глубокого обучения

Инструмент геообработки «Обучение модели глубокого обучения» использует помеченные фрагменты изображения, чтобы определить, какие комбинации пикселей на данном изображении представляют собой пальмы. Вы будете использовать эти обучающие образцы для обучения модели глубокого обучения однократного детектора (SSD).

В зависимости от аппаратного обеспечения вашего компьютера обучение модели может занять более часа. Рекомендуется, чтобы ваш компьютер был оснащен выделенным графическим процессором (GPU).Если вы не хотите обучать модель, вам предоставлена ​​модель глубокого обучения в папке «Предоставленные результаты» проекта. При желании вы можете сразу перейти к разделу этого урока, посвященному обнаружению пальм.

  1. На ленте в поле Поиск команд введите Обучение модели глубокого обучения. Выберите Обучить модель глубокого обучения.

    Появится панель Геообработка.

    Сначала вы настроите инструмент на использование обучающих образцов.

  2. На панели Геообработка для Ввода обучающих данных перейдите к папке проекта Kolovai.Выберите папку imagechips и нажмите OK.

    Загрузка папки может занять несколько секунд.

    Папка imagechips содержит две папки, два текстовых файла, файлы .json и .emd, которые были созданы с помощью инструмента «Экспорт данных обучения для глубокого обучения». Файл esri_model_definition.emd — это шаблон, который будет заполнен специалистом по обработке и анализу данных, обучившим модель, такой информацией, как структура глубокого обучения, путь к файлу обученной модели, имена классов, тип модели и характеристики изображения модели. изображение, используемое для обучения.Файл .emd является связующим звеном между обученной моделью и ArcGIS Pro.

    Далее вы создадите папку для хранения своей модели.

  3. Для модели вывода введите classify_palms.

    Далее вы установите количество эпох, в течение которых будет работать ваша модель. Эпоха — это полный цикл обучающего набора данных. В течение каждой эпохи обучающий набор данных, который вы сохранили в папке imagechips, будет передаваться вперед и назад через нейронную сеть один раз.

  4. Для максимальных эпох введите 50.

    Далее вы убедитесь, что обучаете правильный тип модели для обнаружения объектов на изображениях. Тип модели будет определять алгоритм глубокого обучения и нейронную сеть, которую вы будете использовать для обучения вашей модели. В этом случае вы используете метод однократного обнаружения, поскольку он оптимизирован для обнаружения объектов.

  5. Разверните «Параметры модели» и убедитесь, что для параметра «Тип модели» установлено значение «Детектор одиночного выстрела».

    Далее вы установите размер пакета. Этот параметр определяет количество обучающих выборок, которые будут обучаться одновременно.

  6. В поле Размер партии введите 8.

    Далее вы убедитесь, что модель работает для всех 100 эпох.

  7. Разверните «Дополнительно» и снимите флажок «Остановить, когда модель перестанет улучшаться».

  8. Примите остальные параметры по умолчанию.

    Аргументы модели, значения параметров, используемые для обучения модели, различаются в зависимости от выбранного типа модели и могут быть настроены. Дополнительные сведения о выборе аргументов модели см. в документации по обучению модели глубокого обучения.

    Наконец, если у вас есть графический процессор, вы настроите этот инструмент для работы на графическом процессоре вашего компьютера для более быстрой обработки. В противном случае пропустите следующий шаг.

  9. При необходимости, если на вашем компьютере есть графический процессор, перейдите на вкладку «Среды». В разделе «Тип процессора» для «Тип процессора» выберите «Графический процессор».

  10. Щелкните Выполнить.

    Запуск этого инструмента может занять более часа.

    Если модель не запускается, может помочь уменьшение параметра Размер партии. Возможно, вам придется установить для этого параметра значение 4 или 2 и перезапустить инструмент.Однако это может снизить качество результатов вашей обученной модели.

Обнаружение пальм

Основная часть работы по извлечению признаков из изображений состоит в подготовке данных, создании обучающих выборок и обучении модели. Теперь, когда эти шаги выполнены, вы будете использовать обученную модель для обнаружения пальм на ваших изображениях. Обнаружение объектов — это процесс, который обычно требует нескольких тестов для достижения наилучших результатов. Есть несколько параметров, которые вы можете изменить, чтобы ваша модель работала лучше.Чтобы быстро проверить эти параметры, попробуйте обнаружить деревья на небольшом участке изображения. Как только вы будете удовлетворены результатами, вы расширите инструменты обнаружения на полное изображение.

Если вы не обучали модель в предыдущем разделе, в папке «Предоставленные результаты» вам предоставлен пакет для глубокого обучения.

Классификация функций — это процесс с интенсивным использованием графического процессора, и его выполнение может занять некоторое время в зависимости от аппаратного обеспечения вашего компьютера. Если вы решите не обнаруживать пальмы, результаты уже предоставлены, и вы можете сразу перейти к разделу «Уточнить обнаруженные объекты».

  1. На ленте щелкните вкладку Карта. В группе Навигация щелкните Закладки. Выберите зону обнаружения.
  2. На ленте в поле Поиск команд введите Обнаружение объектов с помощью глубокого обучения. Выберите «Обнаружение объектов с помощью глубокого обучения».

    Во-первых, вы установите изображения, из которых вы хотите обнаружить объекты.

  3. В инструменте «Обнаружение объектов с помощью глубокого обучения» для параметра «Входной растр» выберите «Изображение».

    Далее вы назовете класс пространственных объектов обнаруженных объектов.

  4. Для вывода обнаруженных объектов введите DetectedPalms.

    Далее вы выберете созданную вами модель для обнаружения пальм.

  5. Для определения модели перейдите в папку classify_palms. Щелкните файл пакета модели глубокого обучения classify_palms.dlpk. Нажмите «ОК».

    Если вы не обучали модель глубокого обучения, перейдите в папку проекта. Откройте предоставленные результаты. Откройте classify_palms. Щелкните файл пакета модели глубокого обучения classify_palms.dlpk.Нажмите «ОК».

    Далее вы установите некоторые аргументы модели. Аргументы используются для настройки работы модели для получения оптимальных результатов.

    При выполнении свертки изображений в сверточном нейросетевом моделировании вы существенно сжимаете данные, и пиксели на краях изображения используются при анализе гораздо меньше, чем внутренние пиксели. Параметр заполнения добавляет дополнительную границу пикселей к внешним краям изображения. Это уменьшает потерю информации из действительных краевых пикселей и сжатие.Вы оставите это значение по умолчанию.

    Аргумент порога — это порог достоверности — насколько приемлема достоверность, чтобы назвать объект пальмой? Это число может быть изменено для достижения желаемой точности.

  6. Для порога введите 0,2.

    Далее вы установите аргумент nms_overlap. Это определяет, насколько разрешено пересекаться каждому объекту. Меньшее число для этого аргумента будет означать, что объекты не могут перекрываться и считаются отдельными элементами.

  7. Для nms_overlap оставьте значение по умолчанию 0,1.

    Далее вы установите размер пакета.

  8. В поле batch_size введите 8.

    Перед запуском инструмента необходимо установить некоторые среды.

  9. Перейдите на вкладку Среды.

    Далее вы установите экстент обработки. Этот параметр заставляет инструмент обрабатывать только изображения, попадающие в текущий экстент карты. Поскольку процесс обнаружения объектов требует значительных аппаратных средств, лучше всего запустить инструмент на небольшой площади, чтобы проверить параметры, прежде чем запускать его на полном наборе данных изображений.

  10. В разделе Обрабатываемый экстент установите для параметра Экстент значение Текущий отображаемый экстент.

    После того, как вы выберете Текущий отображаемый экстент, отобразятся координаты географической ограничивающей рамки экстента.

  11. В разделе Анализ растра для параметра Размер ячейки выберите Изображение.
  12. При необходимости, если ваш компьютер оснащен графическим процессором, в разделе «Тип процессора» для «Тип процессора» выберите «ГП».
  13. Нажмите «Выполнить».

    Запуск инструмента займет несколько минут, в зависимости от вашего оборудования и того, используете ли вы ЦП, ГП или ОЗУ.

    Наблюдайте за своими результатами. Вы можете попробовать поэкспериментировать с аргументами, чтобы увидеть, как это повлияет на ваши результаты.

    Если у вас есть аргументы, дающие хорошие результаты, вы обнаружите пальмы на всем изображении.

  14. На вкладке «Среды» для параметра «Экстенты обработки» выберите «По умолчанию».
  15. Нажмите «Выполнить».

    Поскольку инструмент работает с полным набором данных изображений, время обработки будет увеличиваться в зависимости от аппаратного обеспечения вашего компьютера.

    Если вы не запустите модель для обнаружения пальм, будет предоставлен набор данных о пальмах.Чтобы добавить на карту класс пространственных объектов DetectedPalms, на ленте на вкладке Карта в группе Слой щелкните Добавить данные. Перейдите к папке Kolovai и папке «Предоставленные результаты», откройте базу геоданных «Результаты» и дважды щелкните класс пространственных объектов DetectedPalms.

    Когда инструмент завершит работу, наблюдайте за своими результатами. Цвет ваших окончательных результатов может отличаться от предоставленного изображения.

    Вы заметите, что некоторые из ваших пальм имеют перекрывающиеся элементы. Это означает, что многие деревья были идентифицированы несколько раз, что приводит к ошибочному подсчету общего количества деревьев.После того, как вы измените символы, чтобы прояснить эту проблему, вы удалите эти перекрывающиеся объекты с помощью инструмента геообработки.

  16. На панели Содержание дважды щелкните символ слоя DetectedPalms.

    Появится панель Символы.

  17. Перейдите на вкладку Свойства.

  18. В разделе «Внешний вид» установите следующие параметры:
    • В поле «Цвет» выберите «Нет цвета».
    • В качестве цвета контура выберите солнечно-желтый.
    • Для ширины контура введите 1.5.

  19. Щелкните Применить.

    После изменения символики снова посмотрите на свои результаты.

    Далее вы удалите повторяющиеся полигоны.

  20. Сохраните проект.

Уточнение обнаруженных признаков

Важно обеспечить точный подсчет пальм. Поскольку многие деревья были подсчитаны несколько раз, для решения этой проблемы вы будете использовать инструмент «Немаксимальное подавление». Однако вы должны быть осторожны; кроны пальм могут перекрываться.Таким образом, вы удалите объекты, которые явно дублируют одно и то же дерево, при этом гарантируя, что отдельные деревья с некоторым перекрытием не будут удалены.

  1. На ленте в поле Поиск команд введите Non Maximum Suppression. Выберите «Не максимальное подавление».

    Сначала вы выберете слой пальм, созданный моделью.

  2. Для Входного класса объектов выберите DetectedPalms.

    Если вы пропустили предыдущий раздел, был предоставлен набор данных о пальмах.Чтобы добавить на карту класс пространственных объектов DetectedPalms, на ленте на вкладке Карта в группе Слой щелкните Добавить данные. Перейдите к папке Kolovai и папке «Предоставленные результаты», откройте базу геоданных «Результаты» и дважды щелкните класс пространственных объектов DetectedPalms.

    Каждая пальма в этом наборе данных имеет показатель достоверности, показывающий, насколько точно модель идентифицировала каждую функцию. Вы введете это поле в инструмент.

  3. В поле «Оценка достоверности» выберите «Уверенность».

    Каждая обнаруженная функция также помечена соответствующим классом.Напомним, что у этой модели был один класс, Palm. Это было записано, когда вы использовали модель.

  4. В поле «Значение класса» выберите «Класс».

  5. Для выходного класса объектов введите DetectedPalms_NMS.

    Максимальный коэффициент перекрытия определяет, насколько может быть перекрытие между двумя объектами, прежде чем они будут считаться одним и тем же объектом. Более высокое значение указывает на то, что между двумя объектами может быть большее перекрытие. Функция с более низкой достоверностью будет удалена.Вы настроите инструмент на удаление всех деревьев с перекрытием более 50 процентов.

  6. Для максимального коэффициента перекрытия введите 0,5.

  7. Щелкните Выполнить.

    На панели Содержание добавлен новый слой. Он имеет те же символы, что и слой DetectedPalms.

  8. На панели «Содержание» отключите слой «Обнаруженные пальмы».

    Вы увидите, что в новом слое меньше деревьев с перекрытием.

    При необходимости можно перезапустить инструмент с другими значениями максимального коэффициента перекрытия для достижения оптимальных результатов.

  9. Удалите слой DetectedPalms с карты.
  10. На панели Содержание дважды щелкните DetectedPalms_NMS и переименуйте его в Detected Palm Trees.

  11. Отключите слой «Обнаруженные пальмы».
  12. Сохраните свой проект.

Вы только что обучили и использовали модель для обнаружения пальм. Далее вы будете использовать растровые функции, чтобы получить оценку состояния растительности для каждого дерева, обнаруженного в изучаемой области.

Важно понимать, что результаты вашей модели могут быть не идеальными с первого раза.Обучение и внедрение модели глубокого обучения — это процесс, который может занять несколько итераций, чтобы обеспечить наилучшие результаты. Лучших результатов можно добиться, выполнив следующие действия:

  • Увеличив исходный размер выборки признаков
  • Убедитесь, что ваши обучающие выборки точно охватывают признаки, которые вы хотите обнаружить
  • Убедитесь, что ваши обучающие выборки включают в себя признаки разных размеров
  • Настройка параметров инструментов геообработки
  • Повторное обучение существующей модели с использованием расширенных параметров инструмента «Обучение модели глубокого обучения»

В предыдущем модуле вы использовали модель глубокого обучения для извлечения кокосовых пальм из изображений.В этом модуле вы будете использовать те же изображения для оценки здоровья растительности путем расчета индекса здоровья растительности.

Чтобы оценить здоровье растительности, вы рассчитаете индекс устойчивости к видимой атмосфере (VARI), который был разработан как косвенная мера индекса площади листьев (LAI) и доли растительности (VF), используя только значения коэффициента отражения для видимой длины волны:

  (R  G  - R  R  - R  R ) / (R  G  + R  R  - R  G  - R  B  - R  B ))  

, где R R , R г и R b — значения коэффициента отражения для красной, зеленой и синей полос соответственно (Gitelson et al.2002).

Как правило, для оценки здоровья растительности используются значения коэффициента отражения как в видимом, так и в ближнем инфракрасном (БИК) диапазоне длин волн, как и в случае нормализованного разностного индекса растительности (NDVI). Однако изображение, которое вы скачали с OpenAerialMap, представляет собой многоканальное изображение с тремя каналами, все в видимом электромагнитном спектре, поэтому вместо этого вы будете использовать VARI.

Рассчитать VARI

Для измерения VARI требуется ввод трех каналов изображения OpenAerialMap.Для вычисления VARI вы будете использовать растровую функцию Band Arithmetic. Растровые функции работают быстрее, чем инструменты геообработки, потому что они не создают новый набор растровых данных. Вместо этого они выполняют анализ пикселей в режиме реального времени при панорамировании и масштабировании.

  1. На ленте щелкните вкладку Изображения. В группе Анализ щелкните Функции растра.

    Появится панель Растровые функции.

  2. На панели Функции растра найдите и выберите растровую функцию Band Arithmetic.

  3. В функции Арифметические свойства каналов задайте следующие параметры:
    • Для Растра выберите растровый слой Imagery.
    • Для метода выберите VARI. Функция требует, чтобы вы предоставили номер индекса полосы, который соответствует входным полосам для формулы. Входные данные под параметром Band Indexes показывают Red Green Blue, поэтому вы должны указать номера индексов каналов, которые соответствуют красным, зеленым и синим каналам, в указанном порядке. Не забудьте поставить один пробел между каждой полосой.
    • Для индексов каналов введите 1 2 3.

  4. Щелкните Создать новый слой.

    Слой VARI добавляется на панель Содержание как Band Arithmetic_Imagery. Путем масштабирования и панорамирования области можно увидеть такие объекты, как береговая линия, дороги, здания и поля.

  5. Убедитесь, что на панели Содержание выбран слой Band Arithmetic_Imagery.

    Далее вы измените способ отображения растра на карте, чтобы сделать символы VARI более понятными.

  6. На ленте щелкните контекстную вкладку Внешний вид.
  7. В группе «Визуализация» выберите раскрывающееся меню «Тип растяжения» и выберите «Стандартное отклонение».

  8. На панели Содержание переименуйте Band Arithmetic_Imagery в VARI.

Извлечение VARI в кокосовые пальмы

Наличие растрового слоя, показывающего VARI, полезно, но не всегда действенно. Чтобы выяснить, какие деревья требуют внимания, вам нужно знать средний показатель VARI для каждого отдельного дерева.Чтобы найти значение VARI для каждого дерева, вы извлечете базовое среднее значение VARI и присвоите им символы, чтобы показать, какие деревья здоровы, а какие нуждаются в обслуживании.

Сначала вы преобразуете полигональные объекты в точки.

  1. На ленте в поле Поиск команд введите Элемент в точку. Выберите Объект в точку.
  2. В инструменте Feature To Point введите следующие параметры:
    • Для входных объектов выберите слой Detected Palm Trees.
    • Для выходного класса объектов введите PalmTree_Points.

  3. Нажмите «Выполнить».

    У вас есть класс точечных объектов в центре тяжести каждого обнаруженного полигона. Если вы приблизите различные места и воспользуетесь инструментом «Измерение», вы увидите, что пальмы имеют средний радиус примерно 3 метра. На следующем шаге вы создадите полигональный слой с 3-метровым буфером вокруг каждой точки.

    Инструмент «Измерение» находится на ленте на вкладке «Карта» в группе «Запрос».

  4. На ленте в поле Поиск команд введите Парный буфер.Выберите Парный буфер.
  5. В инструменте Pairwise Buffer введите следующие параметры:
    • Для входных объектов выберите PalmTree_Points.
    • Для выходного класса объектов введите PalmTreeBuffer.
    • В поле Расстояние введите 3 и выберите Метры.

  6. Нажмите «Выполнить».

    У вас есть класс полигональных объектов, отображающий расположение и общую форму кроны каждой пальмы.

  7. На панели Содержание отключите слои VARI и PalmTree_Points.

    На вашей карте показаны предполагаемые кроны пальм на снимке.

    Далее вы извлечете среднее значение VARI для каждого полигона. Инструмент Зональная статистика в виде таблицы просматривает каждый созданный вами полигон по одному, находит все пиксели VARI, попадающие в полигон, и вычисляет среднее значение VARI для этого полигона.

  8. На ленте в разделе Поиск команд введите Зональная статистика как таблица. Выберите Зональную статистику в качестве таблицы.
  9. В инструменте Зональная статистика как таблица введите следующие параметры:
    • Для Ввод растровых или пространственных данных выберите PalmTreeBuffer.
    • В поле Zone выберите ORIG_FID.
    • Для растра входных значений выберите VARI.
    • Для выходной таблицы введите MeanVARI_per_Palm.
    • Убедитесь, что установлен флажок Игнорировать NoData в вычислениях.
    • Для Типа статистики выберите Среднее.

    Установка в поле Zone значения ORIG_FID гарантирует получение статистики для каждого дерева отдельно. Этот атрибут является уникальным идентификатором исходного слоя DetectPalms.

  10. Нажмите «Выполнить».

    Выходная таблица добавляется в нижнюю часть панели Содержание.Если вы откроете его, вы увидите исходное значение FID и столбец MEAN, содержащий среднее значение VARI. Вы присоедините эту таблицу к слою PalmTreeBuffer, чтобы получить класс объектов со средним значением VARI для каждой обнаруженной пальмы.

  11. На ленте в разделе Поиск команд введите Присоединить поле. Выберите Присоединиться к полю.
  12. В инструменте «Соединить поле» введите следующие параметры:
    • Для входной таблицы выберите PalmTreeBuffer.
    • Для поля ввода соединения выберите ORIG_FID.
    • Для Присоединяемой таблицы выберите MeanVARI_per_Palm.
    • В поле «Объединить таблицу» выберите ORIG_FID.
    • Для полей передачи выберите СРЕДНЕЕ.

  13. Нажмите «Выполнить».

    Теперь к слою PalmTreeBuffer добавлено поле MEAN. Вы переименуете этот слой и назначите ему символы для лучшего понимания данных.

  14. На панели содержимого переименуйте PalmTreeBuffer в Palm Trees VARI.

  15. На ленте на вкладке Внешний вид в группе Рисование щелкните Символы.

    Появится панель Символы.

  16. Для основных символов выберите Градуированные цвета.

  17. В поле Поле выберите СРЕДНЕЕ.

  18. При необходимости для параметра «Метод» выберите «Естественные границы» (Дженкс) и установите для «Классы» значение 4.

  19. Для параметра «Цветовая схема» щелкните раскрывающееся меню и установите флажок «Показать все» и «Показать имена». Прокрутите и выберите цветовую схему «Красно-желто-зеленый (4 класса)».

  20. В разделе «Классы» щелкните каждую метку и переименуйте классы сверху вниз следующим образом: «Требуется осмотр», «Ухудшающееся здоровье», «Умеренное» и «Здоровое».

    Теперь у вас есть карта с классом объектов, показывающим местоположение и состояние каждой пальмы на изображении.

  21. Сохраните проект.

Дополнительно: назначайте полевые задачи и следите за ходом проекта

Одно из самых больших преимуществ использования ArcGIS Pro для извлечения объектов и анализа изображений заключается в том, что его можно интегрировать со всей платформой ArcGIS. На прошлом уроке вы использовали инструменты глубокого обучения в ArcGIS Pro, чтобы идентифицировать кокосовые пальмы на изображениях.Пальмы могут храниться как пространственные объекты в классе пространственных объектов, пригодном для использования в ГИС. Чтобы расширить рабочий процесс, вы можете публиковать свои результаты в облаке, настраивать шаблон веб-приложения для обеспечения качества, назначать задачи проверки дерева работникам на местах и ​​отслеживать ход проекта с помощью панели мониторинга.

Публикация в ArcGIS Online

Чтобы использовать настраиваемые приложения для работы с вашими данными, вам необходимо опубликуйте пальмы как сервис объектов в ArcGIS Online или АркГИС Энтерпрайз.В ArcGIS Pro щелкните правой кнопкой мыши слой PalmTreesVARI на панели Содержание и выберите Общий доступ, затем выберите Общий доступ как веб-сайт. Слой. Он будет опубликован в вашей учетной записи ArcGIS Online.

Подробнее о публикации объекта service

Используйте шаблоны приложений для просмотра глубокого обучения точность

Инструменты глубокого обучения обеспечивают результаты с точностью, пропорционально точности обучающих выборок и качеству обученной модели. Другими словами, результаты не всегда идеальны.Вы можете оценить качество результаты модели, проверяя деревья, где показатель достоверности, хранящийся в глубоком обучении результат ниже заданного значения. Вместо приближения к каждому запись с использованием фильтра атрибутов в ArcGIS Pro, настраиваемый шаблон веб-приложения Image Visit позволяет вам чтобы быстро проверить точность ваших результатов в Интернете заявление.

Узнайте больше о приложении Image Visit

Используйте ArcGIS Workforce для выполнения полевых работ. проверка

ArcGIS Workforce — это мобильное приложение который использует расположение объектов для координации вашего поля рабочая сила.Вы можете использовать приложение Workforce для назначения задач участникам вашей организации, чтобы все деревья с показателем VARI, указано как «Проверка потребностей» может быть назначена кому-либо в поле, проверено и помечено предлагаемым лечением.

Узнайте больше о ArcGIS Workforce

Используйте ArcGIS Dashboards для мониторинга проекта progress

Наконец-то можно следить за ходом выполнения заданий отправлены в ваш проект ArcGIS Workforce с помощью ArcGIS Dashboards.ArcGIS Dashboards — это настраиваемое веб-приложение, которое обеспечивает визуализацию и аналитику для оперативного просмотр людей, сервисов и задач.

Узнайте больше о том, как начать работу с ArcGIS Dashboards

На этом уроке вы получили изображения дронов с открытым исходным кодом и созданы обучающие образцы пальм на изображении. Эти изображения чипы были предоставлены исследователю данных в качестве чипов изображений и использовались обученная модель глубокого обучения для извлечения более 11 000 пальм в Изображение.

Вы узнали о глубоком обучении и анализе изображений, а также настраиваемые приложения в системе ArcGIS. Вы можете использовать это рабочий процесс для любого количества задач, если у вас есть изображения и Знание моделей глубокого обучения. Например, вы можете использовать эти инструменты для оценки структурных повреждений в результате стихийных бедствий, транспортных средств в городской местности или найти постройки рядом с геологически опасные зоны.

Дополнительные уроки можно найти в уроке Learn ArcGIS Галерея.


Почему некоторые деревья сохраняют листву зимой?

Вверху: Дубы в заповеднике Мерфи-Ханрехан Парк держат свои листья всю зиму. Фото Эрин Корсмо.

В конце осени большинство лиственных деревьев сбрасывают листву на зиму. На самом деле, слово «лиственный» происходит от латинского слова solvere , что означает падать или падать. Однако в этих местах есть несколько лиственных деревьев, которые имеют тенденцию сохранять листья после осени.Это интересное явление, которое до конца не изучено. Но прежде чем мы доберемся до этого, давайте рассмотрим несколько основ.

Почему деревья вообще теряют листья?

Как и почти все остальное в мире природы, поведение деревьев вращается вокруг солнца. Как только деревья обнаруживают уменьшение количества дневного света, они начинают уменьшать количество производимого ими хлорофилла.

Хлорофилл, конечно же, является пигментом, придающим листьям зеленый цвет, и основным источником энергии почти для всех растений.Как только производство хлорофилла прекращается, он расщепляется и возвращается в дерево. Это уменьшение содержания хлорофилла позволяет увидеть другие пигменты, которые всегда присутствовали в листьях, но не были видны из-за подавляющего количества хлорофилла (например, желтые, оранжевые и красные).

Подробнее о том, почему листья меняют цвет, читайте в предыдущем посте блога.

Изображение из публичной научной библиотеки.

Чтобы справиться с этим изменением цвета, деревья готовятся к сбросу листьев, выращивая слой клеток между стеблем листа и ветвью дерева, известный как слой абсциссии.Этот слой останавливает перенос питательных веществ и воды к листу и становится основной физической причиной, по которой деревья теряют листья. Слой отслоения также помогает защитить эту чувствительную часть растения от зимнего холода и сухости.  

Основная причина опадания листьев на большинстве деревьев заключается в том, что зимой в нашей части света становится довольно холодно и сухо. Вместо того, чтобы тратить энергию на защиту этих хрупких органов, деревья сбрасывают листья для сохранения ресурсов.

Основная проблема заключается в том, что зимой вода практически недоступна большинству растений (потому что это лед), поэтому у них нет возможности восполнить то, что они потеряли.И, насколько я знаю, лосьона для оживления и восстановления для деревьев не существует.

А как насчет деревьев, которые не сбрасывают листву зимой?

В нашем регионе есть несколько деревьев, которые сохраняют свои сухие коричневые листья всю зиму. Термин для этого — «марцесценция». Слой опадения на этих деревьях полностью не формируется до весны, что позволяет им гораздо дольше держаться за свои листья.

Марсесценция почти всегда возникает на неполовозрелых частях дерева (частях, на которых еще не образовались цветы).Обычно в молодом возрасте деревья проявляют выцветание, но теряют эту характеристику, когда становятся старше. Большинство наших дубов привередливы в этом отношении.

Также часто только часть дерева сохраняет листья; обычно листья остаются на ближайших к земле ветвях.

Вот несколько деревьев, которые демонстрируют такое поведение, и где их можно найти в Парковом районе:

  • Дуб белый: Дуб белый является преобладающим деревом в парке Сильвервуд и время от времени его можно увидеть по всему лесу в северо-восточной части паркового заповедника Мерфи-Ханрехан.
  • Дуб белый болотный:  Эти деревья высаживают на площадках для пикников и на парковках по всему Парковому району.
  • Голубой бук/граб (Carpinus caroliniana): Это подлесок чаще всего встречается в кленово-липовых лесах, таких как заповедник Бейкер-Парк и заповедник Лейк-Ребекка.
  • Хмель-граб/Ironwood (Ostrya virginiana):  Эти деревья похожи на Carpinus, но встречаются чаще. Их можно найти в подлеске большинства лесов Паркового района.

Есть ли польза от сохранения отпусков?

В сообществе исследователей деревьев нет реального консенсуса относительно того, почему некоторые виды деревьев сохраняют свои листья, но существует ряд теорий. Главный из них заключается в том, что сохранение листьев защищает почки следующего года от поедания оленей или иссушающих зимних ветров.

В конце концов, весенние деревья сбрасывают листья, когда новые части растений сбрасывают старые листья с ветвей.Так что в любом случае вам придется сгребать листья – только не раньше весны.

.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.