Szimulált erdők

Mire jó az erdő-szimuláció?

Az erdő-szimulációs vagy erdő-növekedési modelleket általában erdőmérnökök, biológusok és természetvédők használják. A kutatók számára komoly előny, hogy viszonylag részletesen és más módszereknél pontosabban, plasztikusabban kimutatják a különböző mechanizmusokat, hatásokat és ellenhatásokat. Az erdő dinamikáját jelenítik meg: növények, növénycsoportok teljes életciklusát, változásaikat. A modellek többsége a legfontosabb növényekre, azaz a fákra, fejlődésükre és elhalásukra összpontosítanak.

Ipari tevékenységeknél, például a fakitermelésnél segítenek a döntéshozásban: különböző lehetőségeket megjelenítve, könnyebb megállapítani, hol célszerű, kevésbé kártékony nekikezdeni. Hosszútávú előrejelzések szintén készíthetők, és mivel a modellek felcsillantják a beavatkozások következményeit, szükség esetén időben foganatosíthatók megelőző intézkedések.

Versengő fák

A madridi felsőoktatási intézmény Számítástudományi Iskolájának Algoritmustervező Csoportja a Cordoba Egyetem erdőmérnökeivel dolgoztak együtt. Szimulátoruk jól példázza, hogy az evolúciós számítások milyen hatékonyan alkalmazhatók a való világ problémáira.

A fák fejlődése nagymértékben függ attól a ténytől, hogy mekkora tér áll a rendelkezésükre. Egymással versengenek a szükséges területért, a szomszédok különböző stratégiákat is használhatnak. A Vorest szimulációs folyamata azon a tényen alapul, hogy valamennyi fa – növekedését meghatározó – különböző méretű befolyási területtel rendelkezik. A rendszer automatikusan kiszámolja ezeket a területeket, ugyanakkor a felhasználó eldöntheti, miként szimulálja a növekedést. Az alkalmazás két vizuális információcsoportot eredményez.

A szimuláció eredménye

Az elsőt az magyarázza, hogy a kutatók a fák alkotta biológiai rendszert az algoritmikus geometria egyik klasszikus témájához, az úgynevezett Voronoi diagramhoz kapcsolják, ami következőképpen definiálható: „egy síkbeli ponthalmaz Voronoi diagramja a sík poligonális területekre való felosztása, ahol minden egyes régió olyan pontok halmaza a síkban, amely valamely bemeneti ponthoz közelebb van, mint bármely másik bemeneti ponthoz.” Ez azt jelenti, hogy a diagram a növekedés bármely pontján modellezi minden egyes fa befolyási területét.

A második a fák többé-kevésbé részletes ábrázolása – úgy, ahogy természetes környezetükben látjuk és látni fogjuk őket.

A kettőből (különböző effektusokkal módosítható) aprólékos 3D-s megjelenítés generálható: az erdő a valóságban.

A fejlesztők elmondása szerint az interfész könnyen kezelhető, a rendszer működtetéséhez nem kell számítástudományi szakembernek lennünk.