Models and methods for the modelling of forest managing

Abstract

A gestão florestal é uma actividade de grande valor económico e importância ecológica. As áreas florestais geridas podem abranger regiões muito grandes e a sua gestão adequada é muito importante para um desenvolvimento eficaz, tanto em termos de planeamento económico como de recursos naturais, e gerir uma floresta implica tipicamente a aplicação de escolhas políticas em diferentes parcelas de terra, aqui referidas como Stands ou Management Units (Unidades de Gestão). Este documento analisa vários métodos de gestão florestal, juntamente com as suas variações disponíveis na literatura ao longo de 4 capítulos, sendo esses métodos o Unit Restriction Model and Area Restriction Model por Alan T. Murray, the Area Restriction Model with Stand-Clear-Cut variables por Constantino et al, the Path Algorithm and the Generalized Management Unit formulation por McDill et al and the Full Adjacent Unit formulation por Gharbi et al. Os resultados apresentados nos artigos originais são discutidos nas conclusões de cada capítulo. Os 2 últimos capítulos apresentam uma formulação de Constraint Programming do problema e a sua implementação utilizando a biblioteca Choco da linguagem de programação Java e apresentam também os resultados, um capítulo relacionado com a primeira implementação que trata apenas da optimização do Madeira Total Obtida e o outro alargando o problema, juntamente com um novo conjunto de dados, para lidar com a optimização multicritério. Para o fazer, os princípios de Constraint Programming são primeiro enumerados juntamente com uma breve história da tecnologia de Constraint Programming. Finalmente, outros possíveis desenvolvimentos são discutidos numa secção de Trabalho Futuro; Abstract: Forest management is an activity of prime economic and ecological importance. Managed forest areas can span very large regions and their proper management is paramount to an effective development, in terms both of economic and natural resources planning and managing a forest typically implies applying policy choices to different patches of land, here referred to as Stands or Management Units. This paper reviews several methods of forest management alongside their variations available in the literature throughout 4 chapters, those methods being the Unit Restriction Model and Area Restriction Model by Alan T. Murray, the Area Restriction Model with Stand-Clear-Cut variables by Constantino et al, the Path Algorithm and the Generalized Management Unit formulation by McDill et al and the Full Adjacent Unit formulation by Gharbi et al. The results as presented in the original papers are discussed in the conclusions of each chapter. The final 2 chapters present a Constraint Programming formulation of the problem and its implementation using the Choco framework of the Java programming language and showcases the results, one chapter relating to the first implementation that deals only with the optimization of total Wood Yield and the other broadening the problem, alongside a new dataset, to deal with multi-criteria optimization. In order to do this the principles of Constraint Programming are first enumerated along with a short history of Constraint Programming technology.