An attempt at the automation of the routing of mountain forest roads with the use of GIS spatial analyses
Janusz Gołąb,Tomasz Pirowski
Vol. 13, no. 4 (2019), pp. 17-32
The routing of road corridors in the project of a forest road network in the mountains, along with defining the functions of these roads, is the most important activity in the entire task. It must be preceded by a detailed inventory consisting of many factors characterising the analysed transport area, including economic, technical or environmental factors. This study presents an attempt at the semi-automatic routing of road corridors with the use of GIS technology. The original multi-stage methodology proposed by the present authors is based on raster analyses of the Digital Terrain Model at a resolution of 1 m. The initial stage consists in a preliminary outline of the road network being designed, which is performed by an experienced designer on a contour map. Due to the complicated terrain in mountain areas, the pre-determined road sections are divided into sections for which a generalised direction in the form of a straight line can be indicated. On the basis of the azimuths of these particular direction lines, “targeted” terrain inclinations are calculated for each section separately, which help in decisions concerning the location of the planned road sections. The results obtained indicate the key role of the initial concept of the designed road network, as outlined by the expert, and based on the expert’s professional experience. The problem lies in strongly varied terrain, which forces the designer to use short sections of corridors. This, in turn, significantly increases the amount of work. Good effects of road routing automation can be obtained in areas where land relief is complicated. The designed locations of road sections must be finally verified in terms of terrain inclination along the designated lines, which is essential for the possibility of subsequent detailed design, construction and use of road sections.
Trasowanie korytarzy drogowych w projekcie sieci dróg leśnych w górach, z określeniem funkcji tych dróg, jest najważniejszą czynnością w całym projekcie. Musi ono być poprzedzone szczegółową inwentaryzacją bardzo wielu czynników charakteryzujących opracowywany obszar transportowy, w tym: gospodarczych, technicznych czy przyrodniczych. W pracy pokazano próbę półautomatycznego trasowania korytarzy przy wykorzystaniu technologii GIS. Zaproponowana autorska, wieloetapowa metoda opiera się na analizach rastrowych numerycznego modelu terenu o rozdzielczości 1 m. Etapem wyjściowym jest wstępny zarys projektowanej sieci wykonany przez doświadczonego projektanta na mapie warstwicowej. Ze względu na skomplikowaną rzeźbę terenów górskich wstępnie wyznaczone odcinki dróg dzieli się na fragmenty, dla których można wskazać uogólniony kierunek w postaci linii prostej. Na podstawie azymutów tych właśnie linii kierunkowych wyliczane są (dla każdego odcinka osobno) „ukierunkowane” spadki terenu (wzdłuż tych linii), które pomagają w decyzjach lokalizacyjnych projektowanych odcinków dróg. Uzyskane efekty wskazują na kluczową rolę wstępnej koncepcji projektowanej sieci, zarysowanej przez eksperta. Problemem jest silnie urozmaicona rzeźba terenu, która zmusza projektanta do stosowania krótkich odcinków korytarzy, przez co znacznie zwiększa się ilość pracy (niska efektywność procedury). Dobre efekty automatyzacji trasowania można uzyskać w terenach o mało skomplikowanym reliefie. Zaprojektowane lokalizacje odcinków dróg muszą być jeszcze ostatecznie sprawdzone pod względem spadku terenu wzdłuż wyznaczonych linii, co ma zasadnicze znaczenie dla możliwości późniejszego szczegółowego zaprojektowania, wybudowania i użytkowania odcinków dróg – spadki niwelety muszą się mieścić w granicach dopuszczonych normatywem technicznym dla tych kategorii dróg.