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Crean un modelo que simula la evolución de un bosque

Investigadores de la Facultad de Informática de la UPM aplican los diagramas de Voronoi a la gestión forestal

23. 10. 2007. El Grupo de Ingeniería Algorítmica de la Facultad de Informática de la UPM, con la colaboración de una ingeniera forestal de la Universidad de Córdoba, han desarrollado un modelizador que permite simular la evolución de un bosque. Se trata de una herramienta denominada Vorest que ayuda a la investigación en la ingeniería forestal y que constituye un buen ejemplo de cómo la Geometría Computacional se aplica a problemas reales.

El desarrollo de los árboles de un bosque depende en gran medida del espacio del que disponen, tanto en el terreno como en el espacio aéreo donde se desarrollan las copas. La competencia que se produce entre los árboles por dominar el espacio para poder desarrollarse hace que estos sistemas biológicos estén directamente relacionados con los diagramas de Voronoi. Un diagrama de Voronoi puede verse como la partición del espacio resultante de la expansión de los sitios que lo generan.

Vorest permite el estudio de la influencia que el espacio ocupado por los árboles tiene en el desarrollo de un bosque, incluyendo la dinámica de transferencia de dicho espacio entre árboles vecinos en función de sus estrategias vitales y las consecuencias en términos de crecimiento y mortalidad de los árboles. El proceso de simulación que ofrece Vorest se basa en el hecho de que todo árbol tiene a su alrededor un área de influencia de mayor o menor tamaño, y que, en función de dicha área, determina el crecimiento futuro del individuo.

Flexibilidad para el usuario

Vorest calcula el área de las regiones de influencia automáticamente, pero ofrece al usuario la posibilidad de de unir con gran flexibilidad el modo en que se produciría la simulación del crecimiento en función de dicha área. La información visual que ofrece la aplicación tiene dos vertientes fundamentales. En primer lugar, permite representar el diagrama de Voronoi que modeliza las áreas de influencia de cada uno de los árboles cargados en el programa, en un instante determinado de su crecimiento.

Por otro lado, permite generar una representación más o menos detallada del aspecto real que podría esperarse de los árboles estudiados en su entorno natural. De esta forma, la aplicación es capaz de generar una escena tridimensional con un grado de detalle suficientemente alto del aspecto que presenta el bosque en la realidad.

En esta escena el usuario podrá utilizar desde texturas para mejorar el aspecto del suelo, hasta configurar la representación de una SkyBox, que permite un efecto básico pero eficaz de fondo tridimensional, todo ello guiado por la interfaz clara y sencilla de la aplicación, que no requiere conocimientos informáticos para el usuario. El modelo ha sido desarrollado por Manuel Abellanas y Carlos Vilas, del Departamento de Matemática Aplicada de la Facultad de Informática de la Universidad Politécnica de Madrid, y por Begoña Abellanas, del Departamento de Ingeniería Forestal de la Universidad de Córdoba. Han contado con la asesoría del profesor Oscar García de la universidad canadiense Northern British Columbia quien ha sido profesor visitante del Departamento de Matemática Aplicada este año.

Modelos útiles

Los modelos de simulación de bosques o modelos de crecimiento forestales son muy útiles para los gestores e investigadores forestales en muchos sentidos. Un modelo de crecimiento forestal pretende describir la dinámica del bosque de una forma suficientemente aproximada y precisa para los intereses del servicultor o del investigador forestal.

La dinámica incluye todos los procesos de cambio en los que consiste la vida del bosque y sus elementos fundamentales: los árboles. Los cambios más relevantes en el ámbito forestal son los que se refieren a la incorporación, crecimiento y muerte de los árboles. Existen multitud de modelos de crecimiento forestal. Vorest se sitúa entre los modelos de árbol individual.

Los usos más habituales de estos modelos para los gestores son la obtención de predicciones de la producción de madera o, menos frecuentemente, de otros productos forestales (piñas, corcho, etc,) y la ayuda en la simulación de distintas alternativas selvícolas con vistas a la toma de decisiones. Los modelos ayudan a predecir los efectos que puede tener a largo plazo una intervención selvícola, tanto en lo que respecta a la producción de madera como a las características futuras del propio bosque, así como el impacto de las intervenciones sobre otros valores del bosque.

Para los investigadores forestales, los modelos prestan su máxima utilidad en servir de herramientas para investigar acerca de la dinámica forestal. Un modelo de crecimiento forestal como es el Vorest describe la dinámica del bosque de una forma suficientemente aproximada y precisa para los intereses del selvicultor o del investigador forestal.

Más información: Contacto de Prensa: Eduardo Martínez prensa@fi.upm.es

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