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Effect of decision variable definition and data aggregation on a search process applied to a single-tree simulator

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Abstract:

This paper focuses on how computer execution times and net present value (NPV) are affected by different groupings of tree-selection harvest controls, different procedures to determine harvest timing, and tree data aggregation. The problems related to stand management are viewed as a hierarchy, where the main problem is determining harvest periods and the subordinate problem is determining what trees to cut in a given set of harvest periods. The solution technique is a derivative-free search process, and the objective is to maximize the NPV of harvest revenues for a stand over a given planning horizon. The tree-selection harvest controls are based on diameter and species groupings. The procedure to determine harvest timing is based on Tabu search and fixed cutting cycles, respectively. Sensitivity analysis is performed for a selection of stands in southern Sweden, where each stand is represented by a set of inventoried plots. Both even-aged and uneven-aged management are considered. Solutions improved with the number of decision variables. The Tabu search procedure proved very efficient at determining harvest periods for the even-aged problems. For the uneven-aged problems, fixed cutting cycles approximated the harvest timing problem, but at considerably shorter execution times. It is suggested that aggregated data be used for determining harvest timing, after which, using the original nonaggregated data, the tree-selection problem for a given set of harvest periods can be resolved.

Cet article s'intéresse à l'effet que différents groupes de règles pour la récolte sélective des tiges, différentes procédures pour déterminer le moment de la récolte et le regroupement des données dendrométriques peuvent avoir sur le temps d'ordinateur et la valeur actuelle nette. L'aménagement des peuplements est traité de façon hiérarchique en considérant que le problème principal consiste à déterminer les périodes de récolte et que le problème subordonné vise à déterminer quels arbres seront coupés au cours d'une série de périodes de récolte donnée. La technique de résolution est une procédure de recherche qui n'implique pas de dérivée et l'objectif consiste à maximiser la valeur actuelle nette des revenus de récolte obtenus d'un peuplement, au cours d'un horizon de planification donné. Les règles pour la récolte sélective des tiges reposent sur des regroupements selon l'espèce et le diamètre. La procédure pour déterminer le moment de la récolte s'appuie, respectivement, sur une procédure Tabu search et des cycles de récolte fixes. Une analyse de sensibilité est effectuée pour une sélection de peuplements situés dans le sud de la Suède où chaque peuplement est représenté par une série de placettes d'inventaire. Les deux types d'aménagement, équienne et inéquienne, sont considérés. La qualité des solutions obtenues est fonction du nombre de variables décisionnelles. La procédure Tabu search s'avère très efficace pour déterminer les périodes de récolte dans le cas des peuplements équiennes. Dans le cas des peuplements inéquiennes, des cycles de récolte fixes correspondent approximativement au moment approprié avec, cependant, un temps d'exécution considérablement plus court. Il est recommandé de regrouper les données pour déterminer le moment de la récolte et, ensuite, d'utiliser les données d'origine non agrégées pour résoudre le problème de la sélection des arbres à récolter pour une série de périodes de récolte donnée.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: June 1, 2001

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