Artikkelit jotka sisältää sanan 'spatiaalinen optimointi'

Metsäsuunnitteluongelma koostuu yleensä monista ristiriitaisistakin tavoitteista ja useasta suunnittelukaudesta. Lisäksi suunnittelualueeseen kuuluu lukuisia metsikkökuvioita. Optimointiongelman ratkaisuavaruus voi olla valtava. Tällöin ongelma on ratkaistavissa vain numeerisilla menetelmillä. Tämän väitöskirjan tavoitteena oli kehittää heurististen optimointimenetelmien soveltuvuutta spatiaalisiin metsäsuunnitteluongelmiin ja vertailla eri heuristiikkojen kykyä ratkaista erilaisia ongelmia. Tavoitteena oli myös kehittää uusia ratkaisumenetelmiä yhä vaikeutuviin spatiaalisiin metsäsuunnitteluongelmiin. Kun perinteisiä paikallisen haun heuristiikkoja sovelletaan metsäsuunnitteluun, tarkastellaan vain yhtä kuviota kerrallaan ja vaihdetaan sen käsittelyä, jos käsittely parantaa ratkaisua. Tässä väitöskirjassa vaihdettiin kahden kuvion käsittelyä samanaikaisesti. Tämä paransi huomattavasti ratkaisun spatiaalista rakennetta varsinkin yksinkertaisempien heuristiikkojen kohdalla. Paikallisen haun heuristiikkojen suorituskyky on riippuvainen hakua ohjaavista parametreista. Tässä väitöskirjassa kehitettiin automatisoitu menetelmä optimaalisten parametrien löytämiseksi. Menetelmällä löydettiin loogiset ja tehokkaat parametrit paikallisen haun menetelmille rajoitetulla hakuajalla. Kuvionrajat on perinteisesti muodostettu pysyviksi, ja yksittäiset kuviot oletetaan ominaisuuksiltaan homogeenisiksi. Tämä voi rajoittaa metsän resurssien tehokasta hyväksikäyttöä. Kaukokartoitusmenetelmien kyky tuottaa yhä luotettavampaa metsikkötietoa on lisännyt kiinnostusta pienipiirteisemmän tiedon käyttöön metsäsuunnittelussa. Tässä väitöskirjassa tutkittiin rasterisolujen käyttöä ja merkitystä metsäsuunnittelussa. Spatiaalisten tavoitteiden avulla rasterisoluista muodostettiin dynaamisia käsittely-yksiköitä. Spatiaalisen optimoinnin ja rasterisolujen avulla pystyttiin samalla puuntuotannon tasolla tuottamaan enemmän vanhan metsän pinta-alaa kuin ennakkokuvioinnilla. Suurten suunnitteluongelmien laskennallista taakkaa voidaan vähentää käyttämällä hajautettuja laskentamenetelmiä. Hajautettuun optimointiin perustuvia soluautomaattia ja redusoitujen kustannusten spatiaalista menetelmää sovellettiin tässä väitöskirjassa spatiaalisiin metsäsuunnitteluongelmiin. Hajautetut lähestymistavat pienensivät ratkaisuavaruutta pieneen osaan paikallisen haun menetelmän ratkaisuavaruudesta, ja näin vähensivät spatiaalisen optimoinnin ajan käyttöä parantamalla samanaikaisesti ratkaisujen laatua.

• Heinonen, University of Joensuu, Faculty of Forestry Sähköposti: tero.heinonen@joensuu.fi

Väitöskirjassa käsitellään metsäpaloriskin sisällyttämistä metsäsuunnitteluun Kataloniassa (Koillis-Espanjassa). Väitöskirjan alkuosassa mallitetaan paloriskin riippuvuutta metsikkötunnuksista (tutkimukset I, II, III ja IV), ja jälkimmäisessä osassa kehitetään menetelmien mallien sisältämän tiedon huomioonottamiseksi metsäsuunnittelun analyyseissä (tutkimukset V ja VI). Mallit kehitettiin metsäsuunnittelua varten ja niissä käytettiin selittäjiä, jotka ovat helposti saatavissa inventointitietona tai simuloimalla, ja osa selittäjistä riippui metsikön käsittelystä. Tutkimuksissa I ja II kehitettiin mallit metsäpalon esiintymisen todennäköisyydelle käyttäen palaneiden alueiden rajoja, Espanjan metsäkarttaa (MFE50) sekä toisen valtakunnan metsien inventoinnin koealoja. Tutkimuksessa III kehitettiin tuhon astetta ja puun elossasäilymistodennäköisyyttä ennustavat mallit käyttäen aineistona paloalueiden rajoja sekä toista ja kolmatta valtakunnan metsien inventointia. Tutkimuksessa IV kehitetyt mallit perustuivat asiantuntijamielipiteeseen erilaisten metsiköiden paloherkkyydestä. Tutkimukset I ja II osoittivat että metsikön korkeus merenpinnasta vaikuttaa voimakkaasti palon todennäköisyyteen, alhaalla sijaitsevien metsiköiden palaessa useimmin. Tulosten mukaan varttuneiden metsiköiden, joissa puun pituuden vaihtelu on pientä ja joissa ei ole pensaskerrosta, paloriski on pienin. Suuret valtapuut selviävät parhaiten elossa metsäpalosta. Tutkimuksessa II kehitettyä mallia metsäpalon todennäköisyyden ennustamiseksi käytettiin kahdessa suunnittelusovelluksessa. Ensimmäisessä (tutkimus V) optimoitiin metsikön käsittelyohjelma ottamalla huomioon metsäpaloriski. Toisessa sovelluksessa (tutkimus VI) maisematason suunnitteluongelman analyysissä tavoitemuuttujina käytettiin erilaisia maiseman rakennetta ja koostumusta kuvaavia indeksejä, joiden avulla vaikutettiin paloherkkien ja paloa sietävien metsiköiden määrään ja sijaintiin. Väitöskirjan yhteenvedossa esitetään lisäksi alueellinen skenaarioanalyysi puuston tilavuuden ja hakkuukertymän kehityksestä, käyttäen hyväksi väitöskirjassa esitettyjä malleja metsäpalon todennäköisyydelle, tuhon asteelle ja puiden elossasäilymistodennäköisyydelle. Analyysien mukaan metsikön optimaalinen kiertoaika lyhenee metsäpaloriskin suurentuessa. Alueelliset kertymäennusteet saattavat olla huomattavia (10–20%), jos paloriskiä ei oteta huomioon.

• González Olabarria, University of Joensuu, Faculty of Forestry Sähköposti: gonzalez@cc.joensuu.fi