Difference between revisions of "SG0060 2010"
Jump to navigation
Jump to search
| (65 intermediate revisions by 2 users not shown) | |||
| Line 1: | Line 1: | ||
| − | '''Lite snabbhjälp för dig som går kursen "Skoglig planering ur ett företagsperspektiv" höstterminen | + | '''Lite snabbhjälp för dig som går kursen "Skoglig planering ur ett företagsperspektiv" höstterminen 2011.''' |
==Systemöversikt== | ==Systemöversikt== | ||
| Line 119: | Line 119: | ||
Användaren skapar egna kontrollkategorier och till dessa lägger till de kontrolltabeller som avses editeras. ''Man behöver alltså bara lägga till de tabeller som man avser ändra i - om man annars nöjer sig med grundinställningarna så läser systemet dessa från default-kontrollkategorin om de inte finns i den användardefinierade kategorin.'' | Användaren skapar egna kontrollkategorier och till dessa lägger till de kontrolltabeller som avses editeras. ''Man behöver alltså bara lägga till de tabeller som man avser ändra i - om man annars nöjer sig med grundinställningarna så läser systemet dessa från default-kontrollkategorin om de inte finns i den användardefinierade kategorin.'' | ||
| − | Nedan följer en genomgång för att skapa en ny kontrollkategori, kallad "Overhallning o nat for" då den avser att överhålla skogen och använda naturlig föryngring, som ett led i naturvårdsanpassningen av skogsbruket (eller iallafall simuleringen av en sådan anpassning). Vi specificerar dylika skötselinstruktioner i två kontrolltabeller; "Treatment Program Generator" och "Treatment Model". Alla kontrolltabeller, med alla möjligheter till användarkontrollering, finns beskrivna [Reference_Manual | + | Nedan följer en genomgång för att skapa en ny kontrollkategori, kallad "Overhallning o nat for" då den avser att överhålla skogen och använda naturlig föryngring, som ett led i naturvårdsanpassningen av skogsbruket (eller iallafall simuleringen av en sådan anpassning). Vi specificerar dylika skötselinstruktioner i två kontrolltabeller; "Treatment Program Generator" och "Treatment Model". Alla kontrolltabeller, med alla möjligheter till användarkontrollering, finns beskrivna [http://heureka.resgeom.slu.se/wiki/index.php?title=Category:Reference_Manual här]. |
| + | |||
| + | * '''Höger-klicka i kontrollkategorifönstret och välj "Add control category>New control category"''' | ||
| + | Denna kategori hamnar nederst i trädet, ge den ett bättre namn, t.ex. "Overhallning o nat for", se figur 8. | ||
| + | * '''Höger-klicka "Overhallning o nat for" och välj "Edit control tables>Add..."''' | ||
| + | Lägg till de två kontrolltabeller som avses editeras; "Treatment Program Generator" och "Treatment Model". | ||
| + | * '''Först editeras i "Treatment Model" så att det självföryngras...''' | ||
| + | |||
| + | * '''Sedan editeras i "Treatment Program Generator" så skogen överhålls...''' | ||
| + | . | ||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
{| | {| | ||
| − | |[[Image:Figur8.jpg| | + | |[[Image:Figur8.jpg|1000px|thumb|left|Figur 8]] |
|} | |} | ||
| − | + | ||
| − | + | De två andra användardefinierade kontrollkategorierna "Fri utveckling" respektive "Kontinuitetsskogsbruk" kan du säkert fixa själv. Här är det så väl förberett att dessa skötselsystem redan finns definierade, som komplement till systemet "trakthyggesbruk" (eng: even-aged). | |
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
| − | |||
====Koppla kontrollkategorier med skogsdomäner==== | ====Koppla kontrollkategorier med skogsdomäner==== | ||
| + | Detta steg är i sin grundform enkelt, gör bara såhär: | ||
| + | |||
| + | * '''Höger-klicka det skogsdomän, här "PF-skogar", till vilken det ska kopplas en användardefinierad kontrollkategori, här "Overhallning o nat for"''' | ||
| + | Välj "Edit control category connection...>Add..." och markera kontrollkategorin och tryck "Ok". | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | * '''Under domänet PF-skogar, höger-klicka "Default Control Category" och välj "Delete control category connection"''' | ||
| + | Det som händer nu är att till de bestånd som faller under detta domän skapas bara en uppsättning skötselprogram, enligt den användardefinierade kontrollkategorin, här "Overhallning o nat for". Man förlorar förvisso möjligheten att utvärdera kostnaden för detta skötselsystem, i förhållande till ordinarie trakthyggesbruk (med sannolikt kortare omloppstider och med plantering som föryngringsmetod), men det kanske man redan har resultat för, från en första referensanalys? Om man väljer att skapa flera olika sorters skötselprogramuppsättningar finns möjligheten att i optimeringsmodellen införa en restriktion som säkerställer att t.ex. PF-skogar alltid sköts med en viss sorts skötsel. | ||
====Låt systemet beräkna skötselprogramalternativ==== | ====Låt systemet beräkna skötselprogramalternativ==== | ||
| + | Detta steg är om möjligt ännu enklare: | ||
| + | |||
| + | * '''Välj "Generate Treatment Programs..." under menyn "Action"''' | ||
| + | I den dialogruta som följer kan användaren namnge skötselprogramuppsättningen (välj då ett namn som beskriver de aktuella skötselinstruktionerna), ange längden på aktuell planeringshorisont och vilka resultatvariabler som ska tas med i prognoserna. Betänk att ytterligare resultatvariabler både tar plats (i resultatdatabasen) och tid (vid skötselprogramgenereringen) så ta bara med de du avser beakta i analyserna. | ||
| + | |||
| + | Nu kan det, främst beroende på antalet bestånd (eng: treatment units) och antalet skötselprogram (eng: treatment programs) som avses genereras för varje bestånd, vara läge att ta en bensträckare och kanske t.o.m. lunch. Innan du går, kolla bara i "Output"-fönstret så skötselprogramgenereringen startar och verkar funka. En indikation på att någonting blev fel är om bara enstaka program skapas för "vanliga" bestånd - då blir optimeringen skittråkig och sannolikt suboptimal. | ||
====Inspektera skötselprogram==== | ====Inspektera skötselprogram==== | ||
| + | När du genom en noggrann inspektion av initialtillståndet kunde förstå förutsättningarna för det aktuella analysområdet gäller i princip samma sak här; inspektera de genererade skötselprogrammen och konstatera att de blev som du ville (enligt dina inställningar/skötselinstruktioner) och studera möjligheterna till optimering. Egentligen kan man se hela planeringsproblemet upplagt framför sig - för visst ser du behovet av ett beslutsstödjande system? | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | {| | ||
| + | |[[Image:Figur9.jpg|1000px|thumb|left|Figur 9]] | ||
| + | |} | ||
==Analysmoment 3: Optimering== | ==Analysmoment 3: Optimering== | ||
====Formulera optimeringsmodell==== | ====Formulera optimeringsmodell==== | ||
| − | + | En fullödig och välutvecklad handledning för optimeringsverktyget, ehuru endast tillgänglig på engelska, finner du [[Optimization | här]]. | |
| + | |||
| + | Föreliggande steg består alltså i att med hjälp av optimering välja ut ''ett'' skötselprogram (av de många vi nyss skapade) ''för varje bestånd''. | ||
| + | * '''Under menyn "Optimization" väljs "Open model..."''' | ||
| + | * '''Välj "ModelBasic.Hops"''' | ||
| + | Eller har ni använt någon annan modell (jag hittade inte denna på kurshemsidan)? Annars får ni använda den med PlanWise-installationen medföljande modellen '''Max nuvärde med jämnhetskrav ver 4.Hops'''. För dig som kan din linjärprogrammering så kanske vissa saker känns bekanta? Man bygger upp sin optimeringsmodell genom att definiera "Sets", "Parameters", "Variables" och "Constraints". | ||
| + | |||
| + | |||
| + | |||
| + | =====Kontovariabel som summerar avverkad volym i varje tidsperiod:===== | ||
| + | <pre>FORALL <p> IN periods DO | ||
| + | SUM <i,j,r> IN treatmentunits * alternatives * rowno : | ||
| + | volumeHarv[i,j,p,r] * area[i] * x[i,j] == volHarvTot[p] ;</pre> | ||
| + | |||
| + | Definitionen skrivs in direkt i ''variabelns'' definitionsfönster, men är i egentlig mening en ''restriktion''. Restriktionen motsvarar följande matematiska uttryck (restriktion) i en LP-modell: | ||
| + | {| | ||
| + | |[[Image:PlanVis_Tut_Fig5_formula.png|left]] | ||
| + | |} | ||
| + | |||
| + | där: | ||
| + | |||
| + | ''I'' = mängden (set) av behandlingsenheter ("Treatment Units") | ||
| + | |||
| + | ''J'' = mängden av (index för) tillgängliga skötselprogram | ||
| + | |||
| + | ''R'' = mängden åtgärder (åtgärdsnummer) i en och samma period | ||
| + | |||
| + | ''area<sub>i</sub>'' = areal för behandlingsenhet ''i'' (faktisk eller "representativ") | ||
| + | |||
| + | ''volumeHarv<sub>ijpr</sub>'' = avverkad volym i enhet ''i'' under period ''p'', givet att skötselprogram ''j'' tillämpas, från åtgärd ''r'' | ||
| + | |||
| + | ''volHarvTot<sub>p</sub>'' = summa avverkad volym under period ''p'' | ||
| + | |||
| + | ''x<sub>ij</sub>'' = beslutsvariabel (binär) = 1 om skötselprogram ''j'' tillämpas för enhet ''i'', annars 0 | ||
| + | |||
| + | =====Kontovariabel som summerar volym som slutavverkas i varje tidsperiod:===== | ||
| + | <pre>FORALL <p> IN periods DO | ||
| + | SUM <i,j,r> IN treatmentunits * alternatives * rowno WITH treatment[i,j,p,r] == 8 : | ||
| + | volumeHarv[i,j,p,r] * area[i] * x[i,j] == volHarvFinalFelledTot[p] ;</pre> | ||
| + | |||
| + | Skillnaden mot föregående uttryck är att efter "rowno" följer ett villkor att summering bara ska göras för slutavverkningsåtgärder (som har koden 8). Notera användningen av dubbla likhetstecken. | ||
| + | |||
| + | =====Kontovariabel för arealen slutavverkning i varje tidsperiod:===== | ||
| + | Denna variabel är nästan identisk med den föregående, vi tar bara bort parametern "volumeHarv(i,j,p,r)" från uttrycket. | ||
| + | <pre>FORALL <p> IN periods DO | ||
| + | SUM <i,j,r> IN treatmentunits * alternatives * rowno WITH treatment[i,j,p,r] == 8 : | ||
| + | area[i] * x[i,j] == areaFinalFelledTot[p] ;</pre> | ||
| + | ''"8" i ovanstående två uttryck är alltså det numeriska värde som motsvarar slutavverkning för parametern "treatment". Man kan kontrollera dylikt genom att högerklicka på parametern och välja "View definition" (testa detta även för "forestDomain" och "trmtCategory", särskilt bra om man skapat flera nya skogsdomäner med viss sorts skötsel definierat i kontrollkategorierna).'' | ||
| + | |||
| + | =====Restriktion som begränsar hur stor areal som får slutavverkas i varje tidsperiod:===== | ||
| + | <pre>FORALL <p> IN periods DO | ||
| + | areaFinalFelledTot[p] <= 20 ;</pre> | ||
| + | |||
| + | Vi använder alltså den kontovariabel för slutavverkningsareal som vi skapade ovan, och lägger in restriktionen (eg. restriktionerna) att den slutavverkade arealen får vara högst 20 hektar i en och samma period. ''Om du vill inaktivera en restriktion utan att ta bort så högerklicka och välj "Exclude".'' | ||
| + | |||
| + | =====Lägga till ny parameter===== | ||
| + | "Sets" och "Parameters" utgör indata till optimeringsmodellen. En parameter får sitt värde antingen genom att koppla den till resultatdata som har beräknats av skötselprogramgeneratorn eller genom att ge den en matematisk definition. ''Blanda inte ihop "variabler" som beräknas av skötselprogramgeneratorn med "beslutsvariabler" i optimeringsmodellen. För modellen är alla variabler som beräknas utanför den konstanter (dvs. element i ett "Set" eller i en "Parameter").'' | ||
| + | |||
| + | Så här gör man för att skapa en ny parameter och koppla den till resultatdata: | ||
| + | * Högerklicka på "Parameters" och välj "Add new parameter" | ||
| + | * Låt "Heureka result variable" vara valt och klicka på "Next" | ||
| + | Vi ska alltså i detta läge inte skriva en ny formel, utan koppla parametern direkt till en kolumn i databasen där skötselprogramalternativen har sparats. | ||
| + | * Välj t.ex. "TreatmentControlCategory" under noden "Forest Domain" | ||
| + | * Byt parameternamnet till något bättre. | ||
| + | Den nya hamnar längst ner bland alla "Parameters". Ett bättre namn är ett som indikerar vad det handlar om, i rutan "Properties" och bredvid "Description" kan en ännu fylligare förklaring skrivas in. | ||
| + | |||
| + | Notera att systemet själv håller reda på indexeringen. I detta fall har vi en skötselkategori för varje behandlingsenhet, skötselprogramalternativ och period. Att vi har med period beror på att skötselkategorin kan vara olika före och efter slutavverkning. | ||
| + | |||
| + | =====Lägga till ny restriktion===== | ||
| + | * Högerklicka på "Constraints" och välj "Add new constraint" | ||
| + | * Klicka på den restriktion som har skapats. | ||
| + | I rutan "Properties" för restriktionen väljer du "Click to add index", lägger till och väljer "Periods[p]" för att skapa en restriktion för varje tidsperiod. | ||
| + | |||
| + | =====Sammanfattningsvis===== | ||
| + | I viss mån kanske denna kurs blivit lite för lätt, med färdiga och fungerande optimeringsmodeller... I figur 10 syns den med PlanWise medföljande modellen, röd pil markerar målfunktionen; aktiv syntax visar att det rör sig om två mål där man söker högt nuvärde men utan alltför ojämn avverkningsprofil. I egenskapsfönstret kan konstateras att optimeringsmodellens riktning är maximerande. ''Med så mycket förberett blir din uppgift att försöka förstå jämnhetsrestriktionerna "(max)volharvDecrease" och "(max)volharvIncrease", som de definierats finns en större svaghet och en stor styrka - ser du dessa?'' | ||
| + | |||
| + | {| | ||
| + | |[[Image:Figur10.jpg|1000px|thumb|left|Figur 10]] | ||
| + | |} | ||
====Lös optimeringsproblem==== | ====Lös optimeringsproblem==== | ||
| + | * '''Högerklicka i optimeringsmodell-fönstret och välj "Compile and solve model..."''' | ||
| + | Beakta utfallet i "Output"-fönstret. Med en bra modell gick allt bra och optimeringsproblemet kunde lösas. Det kan dock krångla, om felmeddelandet "Could not build model" beror det oftast på formuleringen av problemet i optimeringsmodellen. Gå tillbaka och kontrollera variabler och restriktioner, dess definitioner och syntax (ibland kan modellen bli för stor för att kunna byggas - ta då bort parametrar, variabler och restriktioner som inte används). Felmeddelandet "Solution: Infeasible" är lite bättre men givetvis inte bra. Det fanns alltså ingen lösning på föreliggande optimeringsproblem. Gå tillbaka till optimeringsmodellen och uteslut ("Exclude") alla dina restriktioner för att sedan inkludera dem, en efter en, och försök lösa problemet efter varje inkludering. På så sätt kan man hitta åt den restriktion som är alltför restriktiv. Ibland kan man måsta backa ännu längre och generera fler skötselprogram till varje bestånd - att optimeringsproblemet saknar lösning kan mycket väl bero på att det saknas sådana skötselprogram som kan uppfylla en viss restriktion. Gå även in under menyn "Optimization>Settings...", här kan man t.ex. tillåta en längre tid i sökandet efter problemlösning. | ||
| + | |||
| + | * '''Efter att en lösning av optimeringsproblemet erhållits, välj "Save Optimization Results"''' | ||
| + | Detta så du ska kunna beakta resultatet under fliken "Optimization Results". | ||
| + | |||
| + | =====Round to integer solution?===== | ||
| + | ''Slutavverkas ett och samma bestånd i två på varandra följande tidsperioder? Det kan verka så emedan det eg. är fråga om delavverkning (t.ex. 75% (av beståndets yta) avverkas först, 25% under nästa 5-årsperiod). Sådant kan bli aktuellt om man har relativt få men stora bestånd (och kanske i optimeringen inkluderat ett villkor som begränsar hyggesstorleken, "limitFinalFelling"). Ett sätt att undvika detta är att för beslutsvariabeln "x" ändra "RangeType" till binär, alltså accepteras endast värdena 0 eller 1, optimeringen blir då emellertid svårare och kan ta lång tid.'' | ||
| + | |||
| + | Att beslutsvariabeln tillåts anta decimaltalsvärden kan i vissa lägen vara önskvärt - ni har ju jobbat med både heltäckande data (där varje bestånd representerat enbart "sig själv") och ett dataset med stickprovsavdelningar där en avdelning har en representativ areal mycket större än sin faktiska och sålunda representerar flera andra avdelningar. Resultatet för en stickprovsavdelning kan då fördelas ut på dess representerade avdelningar i förhållande till värdet på beslutsvariabeln. Men generellt kan man nog säga '''Heltäckande data = heltalsavrundning'''. | ||
| + | |||
| + | Numer finns alltså möjligheten att avrunda till heltalslösningar, väljs under "Optimization>Settings..." och innebär att man '''efter optimering''' avrundar så att ett bestånd i sin helhet bara kan åtgärdas med en typ av åtgärd i en och samma period. Men det innebär åxå att du kan få olika resultat i "Output"-fönstret jämfört med de under fliken "Optimization Results". | ||
==Analysmoment 4: Analysera resultat== | ==Analysmoment 4: Analysera resultat== | ||
| − | + | Hur du väljer att analysera och presentera resultaten beror på din uppgift. Vilka resultatvariabler som är av intresse att beakta får du välja själv. Under fliken "Optimization Results" finns goda möjligheter att presentera resultat på lämpligt sätt. Tre underflikar finns här: | |
| + | * '''Details''' | ||
| + | Här presenteras för samtliga bestånd i aktuellt analysområde det valda ("bästa") skötselprogrammet, via "View Treatment Programs". Du bestämmer vilka variabelvärden som ska beaktas (via "Select Variables") i hur många 5-årsperioder. Möjligheten finns sen att kopiera datamatrisen in i annat medium, t.ex. Excel, och där fortsätta resultatanalysen. Figur 11 visar ett resultat där varje bestånds föreslagna åtgärder, och vid en föreslagen avverkningsåtgärd då den avverkade volymen (i m<sup>3</sup>sk/ha), presenteras för de tre första 5-årsperioderna. | ||
| + | |||
| + | {| | ||
| + | |[[Image:Analysera_data_fig1.JPG|1000px|thumb|left|Figur 11]] | ||
| + | |} | ||
| + | |||
| + | * '''Tables and Graphs''' | ||
| + | Här kan användaren skapa egna period- och klassdiagram. Datamatrisen kan även här kopieras in i annan tabell etc. Observera möjligheten att välja typ av punkt-, linje- och olika sorters stapeldiagram. Du kan läsa mer här: [[Report Builder]]. Figur 12 visar en s.k. avverkningsprofil, med totalvolymer från gallring respektive slutavverkning, så man snabbt kan kontrollera t.ex. huruvida ställda jämnhetskrav haft genomslag. Med en "Period Graph" presenteras förutom diagrammet även de bakomliggande värdena i en datamatris (lämplig att kopiera och klistra in i t.ex. en tabell i Word eller i ett Excelark för att göra ett snyggare diagram). | ||
| + | |||
| + | {| | ||
| + | |[[Image:Analysera_data_fig2.JPG|1000px|thumb|left|Figur 12]] | ||
| + | |} | ||
| + | |||
| + | * '''Map''' | ||
| + | Gör t.ex. en temakarta för variabeln "Treatments" för att se vilka åtgärder som görs i de olika bestånden i olika perioder. Välj ett resultat, t.ex. "Strategic Optimization" i rutan bredvid "Result:" (ev. må du först trycka på "Refresh"-knappen). I fönstret "Map Properties" expanderar du "Treatments" och väljer "Treatment". Högerklicka och välj "Add Items Automatically" så får du upp en dialogruta. Ta bort åtgärder som du inte vill visa (markera och klicka på "Remove"). Spara bara t.ex. "Thinning" och "Final felling" (och ev. andra förekommande avverkningsformr) och ändra färgerna på dessa. Högerklicka igen på "Treatment" och välj "Show in Map". Bläddra mellan planperioderna för att beakta föreslagna avverkningar i respektive 5-årsperiod. Figur 13 visar hur man i kartan kan beakta vilka bestånd som föreslås till vissa åtgärder i en viss period. | ||
| + | |||
| + | {| | ||
| + | |[[Image:Analysera_data_fig3.JPG|1000px|thumb|left|Figur 13]] | ||
| + | |} | ||
| + | |||
| + | Du kan läsa mer om resultatredovisning här: [[:Category:Results]] | ||
| + | |||
| + | [[Category:Tutorials]] | ||