基于模拟退火算法逆转搜索的森林空间经营规划

基于模拟退火算法逆转搜索的森林空间经营规划

论文摘要

【目的】研究逆转搜索策略对模拟退火算法性能的提升作用,为复杂森林经营规划问题的优化求解提供技术支撑。【方法】以大兴安岭塔河林业局盘古林场森林空间收获安排问题为例,以模拟退火算法1-邻域和2-邻域技术为基础构建逆转搜索过程,并将其应用于具体的森林经营规划实践。规划模型以10年规划期内的木材均衡收获为目标函数,根据经营措施选用不同空间约束形式,对抚育措施采用面积限制模型,对皆伐措施采用单位限制模型,2种模型均满足3年的绿量约束期。【结果】对于最小化森林经营规划问题而言,逆转搜索中不同邻域间的交互次数对规划结果影响不显著,但其平均目标函数值均显著低于传统模拟退火算法1-邻域(P<001)和2-邻域(P<001),而算法优化时间分别比1-邻域和2-邻域增加约5和2倍,逆转搜索策略具有显著的优越性能和广泛的应用前景;最优森林经营方案表明,整个规划期(10年)内预计可收获木材约500×105m3,其中抚育出材量312×105m3,抚育林分面积占林场总面积的1094%,皆伐出材量188×105m3,皆伐林分面积占林场总面积的102%,该方案能够满足森林可持续经营的目标。【结论】逆转搜索是一种高效、稳定的优化求解技术,能够满足复杂森林经营规划问题的需要,可为森林经营方案的编制提供技术支撑。

论文目录

  • 1 研究区概况与研究方法
  •   1.1 研究区概况
  •   1.2 经营措施
  •   1.3 空间规划模型
  •     1.3.1 邻接约束
  •     1.3.2 规划模型
  •   1.4 搜索算法
  • 2 结果与分析
  •   2.1 不同搜索方案性能评价
  •   2.2 不同搜索方案迭代过程
  •   2.3 不同搜索方案的最优解
  • 3 讨论
  •   3.1 交互次数对规划结果的影响
  •   3.2 空间参数对规划结果的影响
  •   3.3 最优森林经营方案解析
  • 4结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 孙云霞,刘兆刚,董灵波

    关键词: 模拟退火算法,逆转搜索,经营规划,邻接约束,绿量约束

    来源: 林业科学 2019年11期

    年度: 2019

    分类: 农业科技

    专业: 林业

    单位: 东北林业大学林学院森林生态系统可持续经营教育部重点实验室

    基金: 国家自然科学基金项目(31700562),中央高校基本科研业务费专项资金(2572019BA07)

    分类号: S757

    页码: 52-62

    总页数: 11

    文件大小: 6262K

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