基于改進(jìn)粒子群算法的采伐規(guī)劃應(yīng)用研究.pdf

1、森林采伐規(guī)劃是森林經(jīng)理工作的重要內(nèi)容，是編制森林采伐限額的主要依據(jù)，是控制森林資源消耗的技術(shù)手段，是擴(kuò)大森林覆蓋面積，實(shí)現(xiàn)“越采越多，越采越好，青山常在，永續(xù)利用”的重要保證。森林采伐量是否合理，是關(guān)系到一個(gè)區(qū)域或一個(gè)經(jīng)營(yíng)單位能否科學(xué)組織木材生產(chǎn)，能否合理利用森林資源，能否改善森林資源結(jié)構(gòu)，能否充分發(fā)揮森林多種效益，能否最大限度滿(mǎn)足社會(huì)林木需求的一個(gè)大問(wèn)題。進(jìn)行采伐規(guī)劃優(yōu)化是是確保采伐規(guī)劃過(guò)程的科學(xué)性、森林年伐量的合理性和林業(yè)發(fā)展規(guī)劃的

2、可持續(xù)性的有效措施。森林采伐規(guī)劃優(yōu)化屬于約束最優(yōu)化范疇，具有多控制變量、多約束條件、連續(xù)和整型變量混雜以及不確定性等特點(diǎn)。常規(guī)的數(shù)學(xué)規(guī)劃方法在處理此類(lèi)問(wèn)題時(shí)有較大的局限性，在論證合理的年伐量時(shí)，絕大多數(shù)單位使用的是公式法。公式法的特點(diǎn)是計(jì)算簡(jiǎn)單，但考慮的因子少，往往帶有很強(qiáng)的主觀性和片面性不利于齡級(jí)結(jié)構(gòu)的調(diào)整和木材產(chǎn)量的相對(duì)穩(wěn)定。本文對(duì)粒子群優(yōu)化算法及其在森林采伐規(guī)劃優(yōu)化中的應(yīng)用進(jìn)行了深入研究，提出了新的解算思路和方法：基于計(jì)算機(jī)智能理

3、論、罰函數(shù)約束處理機(jī)制等技術(shù)，給出了改進(jìn)的粒子群優(yōu)化算法，并將算法應(yīng)用于采伐規(guī)劃優(yōu)化，并提出了考慮科學(xué)性和合理性的采伐規(guī)劃模型，最后探索開(kāi)發(fā)了采伐規(guī)劃系統(tǒng)來(lái)解算采伐規(guī)劃模型。 本文針對(duì)采伐規(guī)劃優(yōu)化問(wèn)題，在粒子的構(gòu)造、等式約束與不等式約束的處理以及適應(yīng)度函數(shù)的選取等方面進(jìn)行了較為全面和較深入的探討。并對(duì)粒子群優(yōu)化算法的尋優(yōu)機(jī)理及算法的控制參數(shù)進(jìn)行了較深入的研究和探討，介紹了基于外點(diǎn)罰函數(shù)SUMT法的粒子群優(yōu)化改進(jìn)算法(CPSO)。

4、CPSO算法是在PSO算法基礎(chǔ)上，根據(jù)各參數(shù)與粒子群適應(yīng)值的關(guān)系，引入罰函數(shù)約束處理機(jī)制，使各參數(shù)隨求解問(wèn)題的不同在尋優(yōu)過(guò)程根據(jù)模型約束條件相應(yīng)地變化，以便獲得最優(yōu)解。在此基礎(chǔ)上，編寫(xiě)計(jì)算機(jī)程序并設(shè)計(jì)可視化界面對(duì)模型進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。利用開(kāi)發(fā)的基于CPSO算法的采伐規(guī)劃系統(tǒng)對(duì)整個(gè)采伐規(guī)劃過(guò)程進(jìn)行模擬，采用自動(dòng)建模技術(shù)并對(duì)尋優(yōu)過(guò)程進(jìn)行模擬。獲取最優(yōu)采伐結(jié)果后，最終實(shí)現(xiàn)在保證森林資源永續(xù)利用的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)采伐量最大。數(shù)值實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：CPSO算法尋優(yōu)