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On the analysis of cubic smoothing spline-based stem curve prediction for forest harvesters

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In the cut-to-length (CTL) harvesting system the felling, delimbing, and bucking processes take place at the harvesting site. The optimal cutting points along the stem can be determined if the whole stem curve is known. In practice, however, it is not economically feasible to measure the whole stem first before crosscutting, and hence the first cutting decisions are usually made when only a short part of the stem is known. Predictions are used to determine the cutting pattern to compensate for the unknown part of the stem. In this paper our interest focuses on stem curve prediction in a harvesting situation and we study a modified version of a cubic smoothing spline-based prediction method devised by Nummi and Mottonen (T. Nummi and J. Mottonen. 2004. J. Appl. Stat. 31: 105–114). The method's performance was assessed in five different final felling stands of spruce and pine, collected by harvesters in southern Finland. The results for the spline approach are very promising and show the superiority of the method over the linear mixed-model-based approach of Liski and Nummi (E. Liski and T. Nummi. 1995. Scand. J. Stat. 22: 255–269) and also over the approach based on the variable-exponent taper equation of Kozak (A. Kozak. 1988. Can. J. For. Res. 18: 1363–1368).

Dans le système de récolte de billes de longueur préétablie, les processus d'abattage, d'ébranchage et de tronçonnage sont effectués sur le parterre de coupe. Les points optimaux de tronçonnage situés le long de la tige peuvent être déterminés seulement si le défilement de la tige est connu. En pratique cependant, il est économiquement impossible de mesurer la tige entière avant de la tronçonner et les premières décisions de tronçonnage sont généralement prises alors que seulement une faible portion de la tige est connue. Pour déterminer le patron de tronçonnage, des prédictions compensent pour la portion inconnue de la tige. Cet article porte sur la prédiction du défilement de la tige dans un contexte de récolte en évaluant une version modifiée du modèle par lissage d'interpolation proposé par Nummi et Mottonen (T. Nummi et J. Mottonen. 2004. J. Appl. Stat. 31: 105–114). La performance du modèle a été analysée dans cinq coupes finales différentes effectuées dans des peuplements d'épinette et de pin par des abatteuses-tronçonneuses dans le sud de la Finlande. Les résultats du modèle par lissage d'interpolation sont très prometteurs et montrent la supériorité de cette méthode par rapport à l'approche de Liski et Nummi (E. Liski et T. Nummi. 1995. Scand. J. Stat. 22: 255–269) basée sur un modèle linéaire à effets mixtes et aussi par rapport à l'approche basée sur l'équation de défilement à exposant variable de Kozak (A. Kozak. 1988. Can. J. For. Res. 18: 1363–1368).[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 2006

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