基于改進粒子群算法的采伐規(guī)劃應用研究.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手段，是擴大森林覆蓋面積，實現(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，是關系到一個區(qū)域或一個經(jīng)營單位能否科學組織木材生產(chǎn)，能否合理利用森林資源，能否改善森林資源結構，能否充分發(fā)揮森林多種效益，能否最大限度滿足社會林木需求的一個大問題。進行采伐規(guī)劃優(yōu)化是是確保采伐規(guī)劃過程的科學性、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。常規(guī)的數(shù)學規(guī)劃方法在處理此類問題時有較大的局限性，在論證合理的年伐量時，絕大多數(shù)單位使用的是公式法。公式法的特點是計算簡單，但考慮的因子少，往往帶有很強的主觀性和片面性不利于齡級結構的調(diào)整和木材產(chǎn)量的相對穩(wěn)定。本文對粒子群優(yōu)化算法及其在森林采伐規(guī)劃優(yōu)化中的應用進行了深入研究，提出了新的解算思路和方法：基于計算機智能理

3、論、罰函數(shù)約束處理機制等技術，給出了改進的粒子群優(yōu)化算法，并將算法應用于采伐規(guī)劃優(yōu)化，并提出了考慮科學性和合理性的采伐規(guī)劃模型，最后探索開發(fā)了采伐規(guī)劃系統(tǒng)來解算采伐規(guī)劃模型。 本文針對采伐規(guī)劃優(yōu)化問題，在粒子的構造、等式約束與不等式約束的處理以及適應度函數(shù)的選取等方面進行了較為全面和較深入的探討。并對粒子群優(yōu)化算法的尋優(yōu)機理及算法的控制參數(shù)進行了較深入的研究和探討，介紹了基于外點罰函數(shù)SUMT法的粒子群優(yōu)化改進算法(CPSO)。

4、CPSO算法是在PSO算法基礎上，根據(jù)各參數(shù)與粒子群適應值的關系，引入罰函數(shù)約束處理機制，使各參數(shù)隨求解問題的不同在尋優(yōu)過程根據(jù)模型約束條件相應地變化，以便獲得最優(yōu)解。在此基礎上，編寫計算機程序并設計可視化界面對模型進行實現(xiàn)。利用開發(fā)的基于CPSO算法的采伐規(guī)劃系統(tǒng)對整個采伐規(guī)劃過程進行模擬，采用自動建模技術并對尋優(yōu)過程進行模擬。獲取最優(yōu)采伐結果后，最終實現(xiàn)在保證森林資源永續(xù)利用的基礎上實現(xiàn)采伐量最大。數(shù)值實驗結果表明：CPSO算法尋優(yōu)