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Title: Compactness and flow minimization requirements in reforestation initiatives: An integer programming (IP) formulation
Other Titles: Lecture Notes in Computer Science (including subseries Lecture Notes in Artificial Intelligence and Lecture Notes in Bioinformatics)
Authors: Vanegas, Pablo
Cattrysse, Dirk
Van Orshoven, Jos
Keywords: SITE LOCATION
SITE ALLOCATION
INTEGER PROGRAMMING
EXACT METHODS
FLOW MINIMIZATION
Issue Date: 2009
metadata.dc.ucuenca.paginacion: Páginas 132–147
metadata.dc.type: conferenceObject
Abstract: 
Identifying optimal sites on raster maps is a complex problem when the sites are larger than the cell size. Optimal sites involves a trade-off between the intrinsic characteristics of individual cells and the spatial configuration of the cells. Although there are a number of techniques to solve the site allocation problem, those solutions do not consider spatial interactions between the cells forming the site. This paper presents an Integer Programming Formulation (IP) for allocating a predefined number of cells satisfying the following criteria: 1) minimize flow (water, sediment) reaching the outlet of a watershed, 2) maximize/minimize intrinsic characteristics of the cells, and 3) form a compact patch. Although the core structure of the IP formulation can be applied for different sorts of flow and intrinsic characteristics, it is targeted to a reforestation application. The proposed approach is applied to perform several experiments in two watersheds in South Dakota in the USA for searching a given number of best cells (1) minimizing sediment reaching the watershed outlet,(2) maximizing the environmental criteria, and (3) forming a compact patch. The results obtained with the IP formulation are in agreement with expert assessments of erosion levels, slopes and distances to the riverbeds.
Description: 
La identificación de los sitios óptimos en mapas raster es un problema complejo cuando los sitios son más grandes que el tamaño de la celda. Sitios óptimos implica un compromiso entre las características intrínsecas de las células individuales y la configuración espacial de las células. Aunque hay una serie de técnicas para resolver el problema de asignación de sitio, esas soluciones no tienen en cuenta las interacciones espaciales entre las células que forman el sitio. Este artículo presenta una formulación Programación Entera (IP) para la asignación de un número predefinido de células que cumplan los siguientes criterios: 1) minimizar el flujo (agua, sedimentos) que llegan a la salida de una cuenca, 2) maximizar / minimizar las características intrínsecas de las células, y 3) formar un parche compacto. Aunque la estructura del núcleo de la formulación IP se puede aplicar para diferentes tipos de flujo y características intrínsecas, que está dirigido a una aplicación de reforestación. Se aplica el enfoque propuesto para llevar a cabo varios experimentos en dos cuencas en Dakota del Sur en el EE.UU. para buscar un número dado de mejores células (1) reducir al mínimo los sedimentos de llegar a la salida de la cuenca, (2) la maximización de los criterios ambientales, y (3) la formación de una parche compacto. Los resultados obtenidos con la formulación IP están de acuerdo con las evaluaciones de expertos de los niveles de erosión, pendientes y distancias a los cauces de los ríos.
URI: http://dspace.ucuenca.edu.ec/handle/123456789/22145
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