Что такое параметр измерения листа

Лабораторная работа «Измерение объектов»

1. Пользуясь вышеприведённой памяткой, измеряем ширину листьев нескольких растений в кабинете биологии. Зарисовываем их, указав размеры.

2. Заносим данные в таблицу (табл. 1).

3. Рассчитываем среднее значение измеренных величин.

4. Измеряем длину и ширину учебника биологии.

5. Вычисляем его площадь.

Таблица 1. «Результаты измерений»

Измеряем длину и ширину учебника биологии:

Длина составляет 380 мм, ширина – 320 мм.

Вывод:

Каждый предмет имеет свои размеры. Чтобы узнать их, необходимо измерить при помощи линейки длину и ширину. Для исследования были взяты листья березы, дуба и ореха. Длину и ширину измеряли в самых крайних точках. Для определения среднего значения измерения проводились на нескольких образцах.

Источник

ГДЗ биология 5 класс Пасечник С бабочкой Дрофа 2020 Линейный курс Задание: 4 Измерения в биологических исследованиях

Стр. 31. Вопросы в начале параграфа

№ 1. Какие методы исследования, применяемые в биологии, вы знаете?

В биологии применяют такие методы исследования, как: описание, наблюдение, эксперимент, сравнение.

№ 2. В чём заключается основной принцип научного метода?

Основной принцип научного метода заключается в поиске причин какого-то явления исключительно в естественной области и без опоры на сверхъестественное. То есть, ничто не воспринимается только на веру, важно доказать либо существование явления, либо опровержение его существования.

Стр. 36. Лабораторная работа «Измерение объектов»

1. Пользуясь вышеприведённой памяткой, измеряем ширину листьев нескольких растений в кабинете биологии. Зарисовываем их, указав размеры.

2. Заносим данные в таблицу (табл. 2).

3. Рассчитываем среднее значение измеренных величин.

4. Измеряем длину и ширину учебника биологии.

5. Вычисляем его площадь.

Таблица 2. «Результаты измерений»

Измеряем длину и ширину учебника биологии:

Длина составляет 380 мм, ширина – 320 мм.

Вывод:

Каждый предмет имеет свои размеры. Чтобы узнать их, необходимо измерить при помощи линейки длину и ширину. Для исследования были взяты листья березы, дуба и ореха. Длину и ширину измеряли в самых крайних точках. Для определения среднего значения измерения проводились на нескольких образцах.

Стр. 36. Вопросы после параграфа

№ 1. Какое значение имеют измерения в научных исследованиях?

Измерения – это совокупность определенных действий, направленных на выяснение значения отношений одной величины к другой однородной величине, которая принята всеми участниками за единицу, что хранится в средстве измерения (линейка и т.д.). Благодаря точным измерениям удаётся провести научные исследования, узнав ширину и длину, массу и объем объекта, а также его высоту, температуру, расстояние от него к нужной точке. Результатом таких исследований может быть сравнение и анализ измерений, выявление определенных закономерностей.

№ 2. Какие единицы измерения вы знаете?

К единицам измерения относятся:

Меры длины (миллиметры, сантименты, дециметры, километры);

Меры времени (минуты, секунды, асы, сутки, недели);

Меры температуры (градусы по Цельсию, по Кельвину, по Фаренгейту);

Меры массы (граммы, килограммы, тонна, центнер);

Меры объёма (литры, кубические сантиметры, кубические миллиметры, кубические метры);

Меры площади (квадратные сантиметры, квадратные миллиметры, квадратные километры).

№ 3. От чего зависит выбор единиц измерения в исследованиях и повседневной жизни?

Выбор единиц измерения в исследованиях и в повседневной жизни зависит от того, что хотят определить и какие параметры объекта известны. Например, если нужно узнать массу предмета, то выбирают граммы, килограммы, центнеры, тонны. Также важным является и масштабность предмета. Если это большой дом, то для удобства вычислений берут метры. Для мелких предметов лучше подходят миллиметры и сантиметры.

№ 4. Как определить предел измерения и цену деления шкалы измерительного прибора?

Предел измерения – это минимальное (нижнее) и максимальное (верхнее) значение шкалы прибора. Как правило, предел измерения всегда один, например, у линейки. Однако может быть и два, например, у термометра.

Цена деления шкалы измерения прибора – это значение величины, соответствующее разности двух ближайших отметок на данной шкале. Чтобы определить цену деления шкалы, необходимо:

Найти две соседние отметки шкалы, у которых написаны величины, которые соответствуют этим отметкам;

Определить разность этих двух величин;

Посчитать количество промежутков между найденными соседними отметками;

Найденную разность разделить на количество промежутков.

№ 5. Приведите примеры измерительных приборов для выполнения измерения различных параметров биологических объектов

Для измерения массы биологических объектов используются весы. Для измерения их размеров – линейка, мерная лента. Для определения температуры – термометр.

Стр. 37. Задание

Выразите в одних и тех же единицах измерения высоту куста шиповника (150 см), секвойи (114 м) и растения мха (27 мм).

Высота куста шиповника: 1,5 м = 150 см = 1500 мм;

Высота куста секвойи: 114 м = 11400 см = 114000 мм;

Высота растения мха: 0,027 м = 2,7 см = 27 мм.

Источник

Параметр средства измерений

33. Параметр средства измерений

Величина, характеризующая какое-либо свойство средства измерений

Смотреть что такое «Параметр средства измерений» в других словарях:

параметр средства измерений — Величина, характеризующая какое либо свойство средства измерений. [ГОСТ 24453 80] Тематики измерение лазерного излучения … Справочник технического переводчика

ГОСТ Р 51060-97: Средства измерений средней мощности оптического излучения для волоконно-оптических систем передачи. Общие технические требования — Терминология ГОСТ Р 51060 97: Средства измерений средней мощности оптического излучения для волоконно оптических систем передачи. Общие технические требования оригинал документа: 3.2. Аэрозолеобразующий огнетушащий состав (АОС) композиция… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Частная динамическая характеристика средства измерений — 4. Частная динамическая характеристика средства измерений Динамическая характеристика, представляющая собой параметр или функционал полной динамической характеристики средства измерений Примечание. Частными динамическими характеристиками являются … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

параметр — 3.4 параметр: Одно из измеряемых свойств испытуемого материала. Источник: ГОСТ Р 52205 2004: Угли каменные. Метод спектрометрического определения генетических и технологических параметров … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

параметр негерметичности защищаемого помещения — 3.17 параметр негерметичности защищаемого помещения: Величина, численно характеризующая негерметичность защищаемого помещения и равная отношению суммарной площади всех постоянно открытых проемов к объему защищаемого помещения. Источник: ГОСТ Р 53 … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Параметр (техника) — У этого термина существуют и другие значения, см. Параметр (значения). Технический параметр физическая величина, характеризующая какое нибудь свойство технического устройства, системы, явления или процесса. Число, характеризующее этот… … Википедия

неопределенность измерений — 3.7 неопределенность измерений : Параметр, связанный с результатом измерений и характеризующий рассеяние значений, которые могли бы быть обоснованно приписаны измеряемой величине. Примечания 1 Термины по 3.7 3.10 соответствуют title=… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ Р 8.740-2011: Государственная система обеспечения единства измерений. Расход и количество газа. Методика измерений с помощью турбинных, ротационных и вихревых расходомеров и счетчиков — Терминология ГОСТ Р 8.740 2011: Государственная система обеспечения единства измерений. Расход и количество газа. Методика измерений с помощью турбинных, ротационных и вихревых расходомеров и счетчиков оригинал документа: 3.2.1 вспомогательные… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

МИ 3082-2007: Государственная система обеспечения единства измерений. Выбор методов и средств измерений расхода и количества потребляемого природного газа в зависимости от условий эксплуатации на узлах учета. Рекомендации по выбору рабочих эталонов для их поверки — Терминология МИ 3082 2007: Государственная система обеспечения единства измерений. Выбор методов и средств измерений расхода и количества потребляемого природного газа в зависимости от условий эксплуатации на узлах учета. Рекомендации по выбору… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

ГОСТ 8.256-77: Государственная система обеспечения единства измерений. Нормирование и определение динамических характеристик аналоговых средств измерений. Основные положения — Терминология ГОСТ 8.256 77: Государственная система обеспечения единства измерений. Нормирование и определение динамических характеристик аналоговых средств измерений. Основные положения оригинал документа: 3. Полная динамическая характеристика… … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

Источник

Классификация и основные характеристики измерений

Классификация измерений:

1. По признаку точности — равноточные и неравноточные измерения.

Равноточные измерения— определенное количество измерений любой величины, произведенных аналогичными по точности средствами измерений в одинаковых условиях.

Неравноточные измерения— определенное количество измерений любой величины, произведенных отличными по точности средствами измерений и (или) в различных условиях.

Методы обработки равноточных и неравноточных измерений несколько отличаются. Поэтому перед тем как начать обработку ряда измерений, обязательно нужно проверить, равноточные измерения или нет.

Это осуществляется с помощью статистической процедуры проверки по критерию согласия Фишера.

2. По числу измерений — однократные и многократные измерения.

Однократное измерение— измерение, произведенное один раз.

Многократное измерение— измерение одного размера величины, результат этого измерения получают из нескольких последующих однократных измерений (отсчетов).

Во многих случаях, особенно в быту, производятся чаще всего однократные измерения. Как пример, измерение времени по часам как правило делают однократно. Однако при некоторых измерениях для убеждения в правильности результата однократного измерения может быть недостаточно. Поэтому часто и в быту рекомендуется проводить не одно, а несколько измерений. Например, ввиду нестабильности артериального давления человека при его контроле целесообразно проводить два или три измерения и за результат принимать их медиану. От многократных измерений двукратные и трехкратные измерения отличаются тем, что их точность не имеет смысла оценивать статистическими методами.

3. По характеру изменения измеряемой величины — статические и динамические измерения.

Динамическое измерение— измерение величины, размер которой изменяется с течением времени. Быстрое изменение размера измеряемой величины требует ее измерения с точнейшим определением момента времени. Например, измерение расстояния до уровня поверхности Земли с воздушного шара или измерение постоянного напряжения электрического тока. По существу динамическое измерение является измерением функциональной зависимости измеряемой величины от времени.

Статическое измерение— измерение величины, которая принимается в соответствии с поставленной измерительной задачей за неизменяющуюся на протяжении периода измерения. Например, измерение линейного размера изготовленного изделия при нормальной температуре можно считать статическим, поскольку колебания температуры в цехе на уровне десятых долей градуса вносят погрешность измерений не более 10 мкм/м, несущественную по сравнению с погрешностью изготовления детали. Поэтому в этой измерительной задаче можно считать измеряемую величину неизменной. При калибровке штриховой меры длины на государственном первичном эталоне термостатирование обеспечивает стабильность поддержания температуры на уровне 0,005 °С. Такие колебания температуры обусловливают в тысячу раз меньшую погрешность измерений — не более 0,01 мкм/м. Но в данной измерительной задаче она является существенной, и учет изменений температуры в процессе измерений становится условием обеспечения требуемой точности измерений. Поэтому эти измерения следует проводить по методике динамических измерений.

4. По цели измерения — технические и метрологические измерения.

Технические измерения— измерения с целью получения информациио свойствах материальных объектов, процессов и явлений окружающего мира.

Их производят, как пример, для контроля и управления экспериментальными разработками, контроля технологических параметров продукции или всевозможных производственных процессов, управления транспортными потоками, в медицине при постановке диагноза и лечении, контроля состояния экологии и др.

Технические измерения проводят, как правило, при помощи рабочих средств измерений. Однако нередко к проведению особо точных и ответственных уникальных измерительных экспериментов привлекают эталоны.

Метрологические измерения— измерения для реализации единства и необходимой точности технических измерений.

• воспроизведение единиц и шкал физических величин первичными эталонами и передачу их размеров менее точным эталонам;

• калибровку средств измерений;

• измерения, производимые при калибровке или поверке средств измерений;

• другие измерения, выполняемые с этой целью (например, измерения при взаимных сличениях эталонов одинакового уровня точности) или удовлетворения других внутренних потребностей метрологии (например, измерения с целью уточнения фундаментальных физических констант и справочных стандартных сведений о свойствах материалов и веществ, измерения для подтверждения заявленных измерительных возможностей лабораторий).

Метрологические измерения проводят при помощи эталонов.

Очевидно, что продукция, предназначенная для потребления (промышленностью, сельским хозяйством, армией, государственными органами управления, населением и др.) создается с участием технических измерений. А система метрологических измерений — это инфраструктура системы технических измерений, необходимая для того, чтобы последняя могла существовать, развиваться и совершенствоваться.

5. По используемым размерам единиц — абсолютные и относительные измерения.

Относительное измерение— измерение отношения величины к одноименной величине, занимающее место единицы. Например, относительным измерением является определение активности радионуклида в источнике методом измерения ее отношения к активности радионуклида в ином источнике, аттестованном как эталонная мера величины.

Противоположным понятием является абсолютное измерение.

При проведении этого измерения в распоряжении экспериментатора не имеется единицы измеряемой величины. По этому приходится ее воспроизводить непосредственно в процессе измерений.

Это возможно двумя способами:

• получать «непосредственно из природного мира», т.е. воспроизводить его на основе использования физических законов и фундаментальных физических констант (такое измерение в международном словаре метрологических терминов VIM [11] называется фундаментальным измерением);

• воспроизводить единицу на основании известной зависимости между нею и единицами других величин.

И связи с этим можно определить абсолютное измерение следующим образом:

Как пример, измерение силы с помощью динамометра будет относительным измерением, а ее измерение путем использования физической константы g (ускорение всемирного тяготения) и мер массы (основной величины SI) — абсолютным.

Внедрение и метрологическое обеспечение относительных измерений, как правило, являются наилучшим решением многих измерительных задач, поскольку они являются более простыми, точными и надежными, чем абсолютные измерения.

Абсолютные измерения в том смысле, которому больше соответствует понятие «фундаментальное измерение», на практике должны применяться в виде исключения. Их сфера применения — независимое воспроизведение основных единиц SI и открытие новых физических закономерностей.

6. По способу получения результата измерений — совокупные, совместные, косвенные и прямые измерения.

Прямое измерение— это измерение, проведенное при помощи средства измерений, хранящего единицу или шкалу измеряемой величины. Как пример, измерение длины изделия штангенциркулем, электрического напряжения вольтметром и т.п.

Косвенное измерение— измерение, когда значение величины определяют на основании результатов прямых величин, функционально связанных с искомой.

Совокупные измерения — когда проводят измерения одновременно нескольких однородных величин, когда значения этих величин находят путем решения системы уравнений, получаемых при измерениях различных сочетаний этих величин.

Классический пример совокупных измерений — калибровка набора гирь по одной эталонной гире, проводимая путем измерений различных сочетаний гирь этого набора,и решения полученных уравнений.

Совместные измерения — проводимые одновременно измерения двух или нескольких разнородных величин для определения зависимости между ними.

Другими словами, совместные измерения — это измерения зависимостей между величинами.

Примером совместных измерений является измерение температурного коэффициента линейного расширения (ТКЛР). Оно проводится путем одновременных измерений изменения температуры образца испытываемого материала и соответствующего приращения его длины и последующей математической обработки полученных результатов измерений.

Следует также различать область, вид и подвид измерений.

Под областью измерений понимают совокупность измерений физических величин, свойственных какой-то области техники или науки и имеющих свою специфику.

В настоящее время выделяют следующие области измерений:

• измерения пространственно-временных величин;

• механические измерения (в том числе измерения кинематических и динамических величин, механических свойств материалов и веществ, механических свойств и форм поверхностей);

• измерения теплоты (термометрия, измерения тепловой энергии, теплофизических свойств веществ и материалов);

• электрические и магнитные измерения (измерения электрических и магнитных полей, параметров электрических цепей, характеристик электромагнитных волн, электрических и магнитных свойств веществ и материалов);

• аналитические (физико-химические) измерения;

• оптические измерения (измерения величин физической оптики, когерентной и нелинейной оптики, оптических свойств веществ и материалов);

• акустические измерения (измерения величин физической акустики и акустических свойств веществ и материалов);

• измерения в атомной и ядерной физике (измерения ионизирующих излучений и радиоактивности, а также свойств атомов и молекул).

Вид измерений — это часть области измерений, которая имеет свои специфические особенности и которая отличается однородностью измеряемых величин.

Например, в области магнитных и электрических измерений возможно выделить измерения электрического сопротивления, электрического напряжения, ЭДС, магнитной индукции и т.д.

Подвид измерений — это часть вида измерений, которая выделяется спецификой измерений однородной величины (по диапазону, размеру величин, условиям измерений и др.).

Например, в измерениях длины выделяют измерения как больших длин (десятки, сотни и тысячи километров), так и малых и сверхмалых длин.

Источник

Способ измерения площади листьев у древесных растений

Владельцы патента RU 2466351:

Изобретение относится к инженерной биологии и биоиндикации окружающей среды измерениями качества ростовых органов различных видов растений, преимущественно древесных растений, например, проб в виде листьев древесных растений с простой и небольшой листовой пластинкой: липы, клена полевого или американского, березы, тополя. Способ применим также и к комнатным растениям, применяемым как биоиндикаторы загрязнения воздуха в цехах и других помещениях.

Предлагаемое изобретение может быть также использовано при экологическом и технологическом мониторинге за молодыми древесными растениями, в частности за молодняками лесных деревьев, а также за качеством городских парков и других насаждений, естественного облесения пустырей, бывших строительных и иных площадок рекультивации земель, залежей земель сельскохозяйственного назначения.

Недостатком является высокая трудоемкость, как отмечено в указанной книге, из-за высокой изменчивости площади листьев. При биоиндикации загрязнения наземных экосистем для научных целей требуется исключение многих листьев, росших в локальных условиях произрастания, и при взятии листьев нужно применять большую выборку (50-60 образцов).

Этот недостаток одновременно не позволяет повысить чувствительность аналога и применять его к каждому срезанному листу. При этом для обработки измеренных данных применяется метод среднего арифметического значения площади листьев по большой выборке, что теряется всякий смысл изучения пространства произрастания каждого отдельного листа.

Известен также способ измерения площади листьев у древесных растений (см. эту же книгу: Федорова А.И., Никольская А.Н. Практикум по экологии и охране окружающей среды: Учеб. пос. М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2001. 288 с. С.123-126), когда срезают по 20-25 листьев каждой древесной породы с деревьев, растущих в разных экологических условиях, складывают в пакеты, а затем засушивают между листами газетной бумаги в лабораторных условиях.

Недостатком является, как и в аналоге, низкая чувствительность (точность) индикации и высокая трудоемкость практического применения способа из-за смешивания листьев у разных деревьев в одну пробу.

Этот технический результат достигается тем, что способ измерения площади листьев у древесных растений, включающий взятие листьев от учетных деревьев, растущих в разных экологических условиях, отличающийся тем, что каждый измеряемый лист укладывается на подложку с белой поверхностью, а на лист сверху накладывается палетка для картографических измерений, причем продольная ось листа растения совмещается с одной из линий сетки палетки примерно в середине палетки, затем лист через прозрачную палетку с сеткой фотографируется, после фотография помещается в память компьютера, а измерения длины, ширины и площади листа, а также площади описывающего этот лист прямоугольника, выполняются по клеткам сетки палетки на увеличенном изображении листа растения с описанным вокруг листа прямоугольником, после проведения измерений у необходимой группы листьев статистическим моделированием факторного анализа выявляют биотехнические закономерности изменения параметров листьев в зависимости друг от друга, а по найденным закономерностям бинарных факторных отношений строят графики и сравнивают между собой листья у одного растения, по группам взятых листьев сравнивают виды растений, а по разнице между графиками найденных биотехнических закономерностей оценивают влияние загрязнения каждого изучаемого учетного дерева или же группы деревьев одной или разной породы в различных условиях произрастания.

Поверхность подложки выполняется в виде листа белой бумаги, через прозрачную палетку с сеткой измеряемый лист растения фотографируется, например, сотовым телефоном с функцией фотографирования и памятью для хранения полученных фотографий листьев древесных растений.

Длину и ширину листа измеряют сеткой палетки по числу сантиметровых клеток и дополнением малых клеток, а в концах изображения и по долям малых клеток, при этом произведение этих двух линейных параметров листа дает площадь описанного прямоугольника, а фактическая площадь поверхности листа растения вычисляется вычитанием из площади описанного прямоугольника числа клеток вне границы измеряемого листа.

Фотоснимки разных групп листьев древесных растений могут храниться в компьютере, расширяя банк данных по экологическому мониторингу и фитоиндикации, и это позволяет находить в дальнейшем геоэкологические и иные закономерности для анализа сопоставлением с данными загрязнения воздуха в различное время суток, недели, месяца, сезона, вегетационного периода развития и роста каждого листа древесного растения, а также многолетней динамики ростовых процессов древесного растения в зависимости не только от показателей условий места произрастания, но и биологического мониторинга для повышения продуктивности насаждений и технологического мониторинга выращивания древесных плантаций.

Применение палеток разных размеров расширяет перечень древесных растений, появляется практическая возможность измерений площади листьев и у недревесных растений любых видов.

Сущность изобретения заключается в том, что по указанной книге все мегамерные органы растений реагируют на загрязнение среды или абиотические факторы. Ростовые процессы у растений включают в себя множество подпроцессов и фактически являются суммирующими. Растения подвержены очень большой изменчивости (особенно размеры листьев) и диапазон их нормы реакции очень широк.

В то же время размер листьев может сильно уменьшаться в результате длительной весенней засухи. В санитарных зонах предприятий, в уличных посадках в большинстве случаев размеры листьев уменьшены по сравнению с более чистой загородной территорией. Исключением являются выбросы азотно-туковых заводов, в зоне влияния которых размеры листьев могут быть увеличены из-за включения азота в метаболические процессы (образование белков и др.).

Сущность изобретения заключается также в том, что из способа по прототипу исключают оборудование и материалы: 1) писчая бумага; 2) ножницы; 3) линейка; 4) весы торсионные или аптекарские с разновесами. Вместо них для измерений применяют палетку, известную в картографических измерениях, а сами измерения проводят по фотографиям листьев на компьютере, причем фотографии могут быть получены сотовым телефоном даже без срезки того или иного листа древесного растения.

Сущность изобретения заключается также и в том, что фотоснимки листа с палеткой могут храниться в компьютере, расширяя банк данных по экологическому мониторингу и индикации, и это позволяет находить в дальнейшем геоэкологические и иные закономерности для анализа сопоставлением с данными загрязнения воздуха в различное время суток, недели, месяца, сезона, вегетационного периода развития и роста каждого листа древесного растения, а также многолетней динамики ростовых процессов древесного растения в зависимости не только от показателей условий места произрастания, но и для биологического мониторинга для повышения продуктивности насаждений и технологического мониторинга выращивания древесных плантаций.

Сущность изобретения заключается также и в том, что измерение площади каждого листа позволяет по малой статистической выборке всего из 10-12 листьев (вместо 50-60 образцов от нескольких деревьев) от одного дерева оценивать (детектировать окружающую среду) экологические изменения вокруг него, затем сравнивать разные виды деревьев и обобщать все измеренные листья у нескольких деревьев для экологической оценки качества воздуха, и даже почвы с почвенными водами, территории произрастания учетных деревьев.

Сущность изобретения заключается также и в том, что применением палеток разных размеров перечень древесных растений, указанных в прототипе и в области преимущественного применения данного изобретения, появляется практическая возможность измерений площади листьев не только у древесных растений любых пород, произрастающих в России, но и не древесных видов растений. Это открывает широкие возможности для расширения практического применения данного пионерного научно-технического решения.

Новизна технического решения заключается в том, что измеряемый лист даже без срезки от растения и палетка для картографических измерений фотографируется, например, применением сотового телефона с памятью для хранения фотографий, как один цельный объект. А сами измерения выполняются по клеткам палетки. Причем до фотографирования продольная ось листа растения совмещается с одной из линий (примерно в середине по ширине) палетки.

Положительный эффект заключается в том, что при измерении листа без его срезания по фотографии, с совмещенной по продольной прожилке листа палеткой, позволяет проводить экологический и/или технологический (биотехнологический) мониторинг с высокой точностью за весь вегетационный период с момента возникновения и до опада этого листа. Если принять ход работы по прототипу со срезанием листьев, то процесс измерения площади листьев значительно упрощается, снижается трудоемкость.

Таким образом, предлагаемое научно-техническое решение обладает существенными признаками, новизной и положительным эффектом. В научно-технической и патентной литературе информационных материалов, порочащих новизну предлагаемого изобретения, нами не обнаружено. Мы считаем это решение на уровне изобретения пионерным.

Способ измерения площади срезанных у древесных растений листьев включает такие действия.

Каждый измеряемый лист укладывается на подложку с белой поверхностью, а на лист сверху накладывается палетка для картографических измерений, причем продольная ось листа растения совмещается с одной из линий сетки палетки примерно в середине палетки, затем лист через прозрачную палетку с сеткой фотографируется, после фотография помещается в память компьютера, а измерения длины, ширины и площади листа, а также площади описывающего этот лист прямоугольника, выполняются по клеткам сетки палетки на увеличенном изображении листа растения с описанным вокруг листа прямоугольником, после проведения измерений у необходимой группы листьев статистическим моделированием факторного анализа выявляют биотехнические закономерности изменения параметров листьев в зависимости друг от друга, а по найденным закономерностям бинарных факторных отношений строят графики и сравнивают между собой листья у одного растения, по группам взятых листьев сравнивают виды растений, а по разнице между графиками найденных биотехнических закономерностей оценивают влияние загрязнения каждого изучаемого учетного дерева или же группы деревьев одной или разной породы в различных условиях произрастания.

Поверхность подложки выполняется в виде листа белой бумаги, через прозрачную палетку с сеткой измеряемый лист растения фотографируется, например, сотовым телефоном с функцией фотографирования и памятью для хранения полученных фотографий листьев древесных растений.

Длину и ширину листа измеряют сеткой палетки по числу сантиметровых клеток и дополнением малых клеток, а в концах изображения и по долям малых клеток, при этом произведение этих двух линейных параметров листа дает площадь описанного прямоугольника, а фактическая площадь поверхности листа растения вычисляется вычитанием из площади описанного прямоугольника числа клеток вне границы измеряемого листа.

Фотоснимки разных групп листьев древесных растений могут храниться в компьютере, расширяя банк данных по экологическому мониторингу и фитоиндикации, и это позволяет находить в дальнейшем геоэкологические и иные закономерности для анализа сопоставлением с данными загрязнения воздуха в различное время суток, недели, месяца, сезона, вегетационного периода развития и роста каждого листа древесного растения, а также многолетней динамики ростовых процессов древесного растения в зависимости не только от показателей условий места произрастания, но и биологического мониторинга для повышения продуктивности насаждений и технологического мониторинга выращивания древесных плантаций.

Применение палеток разных размеров расширяет перечень древесных растений, появляется практическая возможность измерений площади листьев и у недревесных растений любых видов.

Способ измерения площади срезанных листьев у древесных растений, например, зимой у комнатных растений, включает такие действия.

Лист растения располагают на белой бумаге, затем кладут сверху прозрачную палетку с сеткой, например, с малыми клетками размерами 2×2 мм, так, чтобы средняя линия вдоль палетки совпала с осью продольной жилки листа. Затем лист с палеткой фотографируют (фиг.1), например, цифровым фотоаппаратом с функциями фотографирования и хранения множества фотоснимков в памяти.

Эти действия можно выполнить непосредственно в полевых условиях у учетного дерева. В этом случае применятся твердая подложка с бумажным листом. Измеренный лист выбрасывается или же укладывается в емкость, в порядке проведенных измерений, для дальнейших лабораторных измерений и испытаний. В последнем случае, как и по прототипу, срезанные листья складывают в пакеты, например, между страницами специальной тетради, с указанием отметок о каждом срезанном листе. Затем срезанные, измеренные и отмеченные листья засушивают в этой же тетради или же между листами газетной бумаги в лабораторных условиях. Это дает возможность провести работу в зимний период.

Снимки из фотоаппарата или же из памяти сотового телефона с фотоаппаратом помещают в память компьютера с указанием отметок в тетради. После этого приступают к обработке информации и измерениям каждого листа. Из-за малого промежутка времени от срезания до фотографирования на снимках получаются изображения, которые с высокой точностью позволяют идентифицировать биотехнические закономерности живого листа. Для проведения измерений без срезания листьев нужна особая технология, которая является другим объектом патентной защиты.

Измерить длину а и ширину b листа очень просто палеткой по числу сантиметровых клеток и дополнением малых клеток, а в концах изображения и по долям малых клеток. Произведение этих двух линейных параметров (длина а и ширина b) листа дает площадь S_ab описанного прямоугольника.

Фактическая площадь S_ф вычисляется вычитанием из площади описанного прямоугольника числа клеток вне границы листа. Эти клетки прозрачны и на увеличенном изображении (фиг.2) хорошо видны. При необходимости можно вычислять аналогичным образом также площади двух половинок листа растения от центральной жилки.

Так выполняют измерения на изображениях по каждому срезанному или же не срезанному листу древесного растения.

Пример. Пусть поставлена биологическая задача выявления закономерностей факторных связей между срезанными листьями у комнатных растений разной породы. При этом, отказываясь от метода среднего арифметического, применение методологии идентификации устойчивых закономерностей потребует минимального количества повторов. Поэтому достаточно брать по одному листу от каждого вида растения. Минимальное количество видов растений может быть равным пяти.

В минимальном случае эксперимента были получены факторные закономерности бинарных связей для пяти разных листов от разных видов комнатных древесных растений (табл.1). В этой таблице приведены все параметры (измеренные и расчетные), дающие площадь листьев.

Параметры листа разной формы, показанные рисунками во втором столбце таблицы 2, имеют следующие условные обозначения:

В таблице 1 приведены вспомогательные для проведения измерений геометрические параметры:

Для удобства измерений увеличенное изображение листа растения (фиг.2) распечатывается на принтере, а затем прямоугольник S_пр выделяется на сетке, например, обводом шариковой ручкой или карандашом. Этот прием позволяет не терять внимательности при подсчете количества малых клеток на верхней и нижней половинках измеряемого листа.

На серийно изготовляемой палетке для картографических измерений приняты малые клетки размерами 2×2 мм. Можно изготовить самому такую палетку на прозрачном листе из пластмассы, например, из листов обложек папок для бумаг. При этом на прозрачном листе пластика, вырезанном больше размеров наиболее крупных листьев изучаемых древесных и иных растений, составляется сетка с миллиметровыми или двухмиллиметровыми клетками любыми доступными средствами, например, нанесением линий сетки тушью чертежным рейсфедером.

Формула для вычисления фактической площади листа изучаемого растения (в нашем примере малые клетки имеют стороны по 2 мм, поэтому на сантиметровой клетке находится 25 малых клеток):

Результаты вычислений площади листа приведены в таблице 1.

Тогда получим шесть параметров для характеристики листьев древесных и иных растений простой формы, которые даны в таблице 2.

Таблица 2
Исходные данные для факторного анализа параметров листьев разной формы
№ листа	Формалиста	Размерные параметры листа	Измеренная площадь Sф, см 2	Коэффициент площади Kn=Sф/Sab
а, см	b, см	b/а	Sab, см 2
1		9.2	3.7	0.402	34.04	23.46	0.6892
2		5.1	4.6	0.902	23.46	20.10	0.8568
3		6.4	4.5	0.703	28.80	13.86	0.4813
4		5.9	7.8	1.322	46.02	31.86	0.6923
5		9.5	4.3	0.453	40.85	26.98	0.6605

Можно также записать ряд факторов а↓, b↓, b/a↓, S_ab↓, S_ф↓ и К_n↓ с показом вдоль вектора предпочтительности «лучше → хуже», то есть будет хуже с экологической (в общем случае с биологической) точки зрения со снижением значений каждого из шести принятых показателей.

Общее уравнение тренда (тенденции), то есть детерминированной закономерности без учета волновых возмущений (из-за малой статистической выборки), для всех 6 2 =36 факторных отношений имеет вид

Эта двухчленная формула была получена идентификацией устойчивых законов, приведенных в таблице 3.

Биотехнический закон и его фрагменты. По схеме «от простой к сложной конструкции» в таблице 3 даны устойчивые законы, применяемые для построения формулы биотехнических закономерностей.

Формула, вместе с исходными данными, запускается, например, в программную среду CurveExpert для идентификации связей между количественно измеренными факторами. Совместно с ПЭВМ исследователь выполняет полуавтоматический поиск значений параметров исходно заданной общей модели. Такой процесс поиска значений параметров модели называется структурно-параметрическая идентификация.

Корреляционная матрица полного факторного анализа приведена в таблице 4. Она включает бинарные и ранговые распределения показателей.

Коэффициент коррелятивной вариации для всего множества из 5 листьев равен 25,0331/6 2 = 0,6954.

Этот критерий применяется при сравнении различных объектов исследования, в данном случае группы из нескольких листьев, причем так можно сравнивать не только деревья и их группы в разных экологических условиях, но и растительные сообщества, находящие в разных местах произрастания.

В таблице 5 дана корреляционная матрица факторных отношений.

Нужна сортировка значений коэффициента корреляции. Для этого применяется шкала адекватности (табл.6) полученной модели.

Уровни коэффициента корреляции. В законе Дарвина о коррелятивной вариации свойство связности (корреляции) измеряется показателем тесноты связи.

Этот статистический критерий давно известен как коэффициент корреляции. Вначале нужно определиться с понятием «уровень коэффициента корреляции». Это позволит ранжировать монарные (ранговые распределения значений каждого изучаемого фактора) и бинарные отношения, то есть количественно выявляемые связи между парами факторов.

Как известно (табл.6), грубая классификация корреляции такая:

Однако вывод об отсутствии факторной связи для биолога (эколога) опасен тем, что высока вероятность пропуска исследователем оригинальных факторных отношений, которые в других условиях генезиса (онтогенеза) конкретного растения могут проявиться как сильные связи между этими же парами факторов. Особенно это важно знать при изучении влияния загрязнения.

Коэффициент корреляции может изменяться от нуля до единицы.

Анализ корреляционной матрицы. Вначале из данных таблицы 5 выпишем коэффициенты корреляции ранговых распределений значений учтенных факторов (табл.7).

По предпорядку предпочтительности с убыванием значений коэффициента корреляции параметры листа располагаются так:

Больше всего разброса значений имеется у ширины листа. Но, как было показано в таблице 4, ширина листа растения по результатам факторного анализа находится на первом месте как показатель оценки. Тогда получается, что чем больше вариабельность биологического свойства, тем информативнее это свойство проявляется в биотехнических закономерностях. Поэтому биологи (экологи) полностью должны отказаться от способа усреднения повторных измерений, так как:

— нельзя получить одинаковые повторы из-за вариабельности свойства даже в малых промежутках времени между измерениями;

— среднего арифметического значения показателя в природе не существует и так называемый «нормальный» закон Гаусса-Лапласа не соответствует биологическим (экологическим) асимметричным закономерностям, становясь только частным и грубо упрошенным случаем;

— из экологического закона «все влияет на все» следует, что практически невозможно применять в биологических (экологических) экспериментах способ измерений и испытаний Гаусса-Зайделя, так как любое изменение одного фактора неизбежно приводит к изменениям всех или части из множества других учтенных в измерениях факторов.

Тогда биологам (эклогам) можно рекомендовать простое правило для проведения эксперимента. Даже если не верите возможностям идентификации устойчивыми законами, то, после проведения расчетов по методам классической статистики из программной среды Statistika из Excel, затем хотя бы не усредняйте результаты экспериментов и снова попытайтесь по всем повторам получить устойчивую биотехническую закономерность в программной среде CurveExpert.

Анализ бинарных отношений между факторами. Для этого из данных таблицы 5 исключим монарные отношения, а также бинарные отношения со слабыми и слабейшими факторными связями (табл.8).

Всего остались 23 биотехнических закономерности. Анализ всех их, в особенности слабоватых связей с проведением дополнительных опытов, позволяет искать и выявлять патентоспособные научно-технические решения на мировом уровне новизны.

Далее повысим требования по уровню коэффициента корреляции. После исключения слабоватых связей получена матрица (табл.9).

Здесь осталось 20 средних и сильных факторных закономерностей. Это составляет 100×20/(36-6)=66,7% от количества бинаров. Поэтому вполне можно повысить требование к уровню адекватности (табл.10).

Остались 15 сильных бинарных зависимостей.

Именно принятие доктрины взаимного влияния любых экологических факторов друг на друга требует отказа от классической математической статистики, а также и закона нормального распределения, потому что любое изучаемое свойство зависимо от других, и поэтому нельзя принимать изучаемые показатели за независимые физические величины.

Нужно бы проанализировать все полученные 15 формул биотехнических закономерностей. Однако из-за увеличения объема примера, продолжим усиливать требование к уровню адекватности (табл.11). При этом исключились одна строка и два столбца.

Поставим для биологических исследований известное в технических экспериментах требование 95-процентного уровня адекватности (табл.12).

И, наконец, покажем биологам (экологам) практическую возможность даже на таком небольшом примере с пятью листьями от пяти разных комнатных растений, требование адекватности (табл.13) к прецизионным техническим экспериментам (приборостроение и другие ведущие отрасли).

При этом из таблицы 12 убирается одна строка.

Остались шесть сверхсильных факторных связей (табл.14), которые распишем по уравнению (1).

Матричное представление модели (1) компактное, но для наглядности распишем каждую бинарную связь по отдельности в виде формул:

— влияние отношения ширины к длине листа на ширину листа

— влияние площади описанного прямоугольника на ширину листа

— влияние площади описанного прямоугольника на отношение ширины к длине листа

— влияние фактической площади поверхности листа на ширину

— изменение длины листа от отношения её ширины к длине

— изменение коэффициента площади от длины листовой пластины

Графики биотехнических закономерностей даны на фигурах 3-8.

Для экологической оценки нужна группировка листьев, например, по пяти повторам наблюдений. Но каждый образец из 25 листьев из пяти деревьев или комнатных растений разной породы измеряется аналогичным образом. Поэтому возможны и другие схемы группировок листьев из одного и того множества измеренных листьев, причем с учетом многих внешних факторов природного или антропогенного воздействия на листву.

Преимуществом предлагаемого способа является техническая простота исполнения, так как из оборудования требуется только изготовить саму палетку, а сотовый телефон с функцией фотографирования ныне очень распространен и имеется почти у каждого студента или школьника.

Поэтому изобретение может быть широко реализовано в школьных экологических кружках, пришкольных лесничествах, и даже в детских садах, а также в любых географических и иных экспедициях при дополнительном исследовании качества территории по свойствам листвы растений.

1. Способ измерения площади листьев у древесных растений, включающий взятие листьев от учетных деревьев, растущих в разных экологических условиях, отличающийся тем, что каждый измеряемый лист укладывается на подложку с белой поверхностью, а на лист сверху накладывается палетка для картографических измерений, причем продольная ось листа растения совмещается с одной из линий сетки палетки примерно в середине палетки, затем лист через прозрачную палетку с сеткой фотографируется, после фотография помещается в память компьютера, а измерения длины, ширины и площади листа, а также площади описывающего этот лист прямоугольника выполняются по клеткам сетки палетки на увеличенном изображении листа растения с описанным вокруг листа прямоугольником, после проведения измерений у необходимой группы листьев статистическим моделированием факторного анализа выявляют биотехнические закономерности изменения параметров листьев в зависимости друг от друга, а по найденным закономерностям бинарных факторных отношений строят графики и сравнивают между собой листья у одного растения, по группам взятых листьев сравнивают виды растений, а по разнице между графиками найденных биотехнических закономерностей оценивают влияние загрязнения каждого изучаемого учетного дерева или же группы деревьев одной или разной породы в различных условиях произрастания.

2. Способ измерения площади листьев у древесных растений по п.1, отличающийся тем, что поверхность подложки выполняется в виде листа белой бумаги, через прозрачную палетку с сеткой измеряемый лист растения фотографируется, например, сотовым телефоном с функцией фотографирования и памятью для хранения полученных фотографий листьев древесных растений.

4. Способ измерения площади листьев у древесных растений по п.1, отличающийся тем, что длину и ширину листа измеряют сеткой палетки по числу сантиметровых клеток и дополнением малых клеток, а в концах изображения и по долям малых клеток, при этом произведение этих двух линейных параметров листа дает площадь описанного прямоугольника, а фактическая площадь поверхности листа растения вычисляется вычитанием из площади описанного прямоугольника числа клеток вне границы измеряемого листа.

5. Способ измерения площади листьев у древесных растений по п.1, отличающийся тем, что фотоснимки разных групп листьев древесных растений могут храниться в компьютере, расширяя банк данных по экологическому мониторингу и фитоиндикации, и это позволяет находить в дальнейшем геоэкологические и иные закономерности для анализа сопоставлением с данными загрязнения воздуха в различное время суток, недели, месяца, сезона, вегетационного периода развития и роста каждого листа древесного растения, а также многолетней динамики ростовых процессов древесного растения в зависимости не только от показателей условий места произрастания, но и биологического мониторинга для повышения продуктивности насаждений и технологического мониторинга выращивания древесных плантаций.

6. Способ измерения площади листьев у древесных растений по п.1, отличающийся тем, что применение палеток разных размеров расширяет перечень древесных растений, появляется практическая возможность измерений площади листьев и у недревесных растений любых видов.

Источник