Projecting vector-based road networks with a shortest path algorithm

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Abstract:

Manually designing road networks for planning purposes is labour-intensive. As an alternative, we have developed a computer algorithm to generate road networks under a variety of assumptions related to road design standards. This method does not create an optimized road network, but rather mimics the procedure a professional might use when projecting roads by hand. Because many feasible road networks are possible, sensitivity analysis is required to choose the best ones. Such analysis gives forest planners additional information with which to assess the long-term consequences of road density and road standards common in forest management decisions. The procedures used to create road networks are presented in this paper, along with a sensitivity analysis of assumptions on total network length, percentage of landings connected, grades, and horizontal and vertical alignment for a case study. We also include a sensitivity analysis of spatial detail such as node density and link characteristics. Although the road network generation algorithm requires manipulation of many input parameters to create desired road networks, and variation between outputs is a concern, the method still offers considerable improvement over manual methods, especially for applications in strategic planning, and appears to be suitable for all types of topography and road standards.

La conception manuelle d'un réseau routier pour fins de planification est une tâche exigeante en main d'œuvre. Comme alternative, nous avons développé un algorithme informatique pour générer des réseaux routiers selon une variété d'hypothèses liées aux normes de conception routière. Cette méthode ne crée pas un réseau routier optimisé, mais imite plutôt la procédure qu'un professionnel pourrait utiliser pour localiser manuellement une route. Parce qu'il existe plusieurs réseaux routiers potentiels, une analyse de sensibilité est requise pour choisir les meilleures options. Ceci offre aux planificateurs forestiers de l'information supplémentaire pour évaluer les conséquences à long terme de la densité du réseau routier et des normes de conception des routes généralement associées aux décisions de gestion forestière. Les procédures utilisées pour créer les réseaux routiers sont présentées avec des analyses de sensibilités sur les hypothèses concernant la longueur totale du réseau routier, le pourcentage de jetées qui sont connectées, les pentes, en plus de l'alignement vertical et horizontal pour une étude de cas. Nous incluons aussi une analyse de sensibilité des détails spatiaux (p. ex. densité des nœuds et caractéristiques des liens). Le modèle nécessite la manipulation de plusieurs paramètres d'entrée pour créer les réseaux routiers désirés et la variabilité des résultats est une source de soucis. Malgré ces limites, la méthode constitue tout de même une amélioration notable par rapport aux méthodes manuelles, particulièrement lors d'une planification stratégique. L'algorithme de génération du réseau routier pourrait convenir à tous les types de topographie et de normes de conception.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: July 1, 2004

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