基于多目标规划的盐城市土地利用结构优化研究

以盐城市为例,综合考虑经济效益、生态效益和社会效益,采用多目标规划方法,通过构建土地利用结构多目标优化体系,设置土地利用结构利用优化约束条件和目标函数,提出土地利用结构多目标优化方案和决策选择,对盐城市土地利用结构进行优化研究.结果表明:运用灰色多目标方程,利用WIN-QSB中的GOAL Programming模块进行优化,共得到6个方案,方案3是土地利用结构熵与综合利用效益分析优化选择方法下最合理的优化方案,方案1是序参量指标体系灰关联分析优化选择方法下最合理的优化方案.利用序参量指标体系进行灰色关联分析,对方案1和方案3进行对比分析得出,方案1是6种方案中的最优方案.     

基于遗传算法的七星渠灌区作物种植结构调整研究

由于灌区水资源的短缺,作物种植结构调整成为解决水资源问题的关键措施.灌区经济效益最大以及保证粮食安全是灌区发展的目标,本文通过对七星渠灌区的研究分析,建立多目标规划数学模型,通过matlab遗传算法编程,求得多种种植方案.分析比较求解方案以及实际灌区种植结构,再结合灌区已有的规划,最终得到七星渠灌区最优的种植结构,为科学指导生产实践提供了理论依据.     

中国农业结构调整的多目标线性规划模型研究

农业结构的优化和调整涉及多种复杂因素。为了有效地改善农业生态环境,优化农业结构,促进社会、经济、生态的协调发展,本研究采用多目标线性规划的方法,以优化农作物的种植结构,改善农业水资源平衡和土地资源利用结构,提高农业系统的经济效益和生态效益为调整目标,建立农业结构调整的多目标线性规划模型。模型的运行结果表明,最优解是合理的、符合实际的,对改善农业生态环境,提高社会、经济、生态效益有着重要的意义。     

基于理想点法的灌区多目标种植结构优化模式研究

建立了灌区多目标种植结构优化模型:以灌区作物受益最优和耗水量最小为目标函数,以不同作物种植面积和生育期内可供水量为约束条件,采用理想点法对灌区不同作物种植面积进行优化。结果表明,灌区种植结构应当随着降雨年型不同、灌区可用水量变化而调整,在减小灌溉用水量的同时获取最大收益,该规划方法可为灌区种植结构优化决策提供参考。     

农业灌溉系统的随机一区间规划模型

研究了不确定性环境下农业灌溉系统的水资源分配问题。视水资源可利用量为随机变量,其他参数均为区间数,建立了其随机-区间规划模型。用满意度方法首先把含随机变量的不等式转化为其等价类,再用区间线性规划方法将其转化为求目标函数最好最优值与最差最优值的两个子模型。两个子模型解的组合即为原模型目标函数的最优取值区间。最后用实例说明该模型的实用性与有效性。与已有方法相比,此方法更简单明了,计算结果的区间长度更小。     

线性规划配方选优无解的处理方法

在动物饲料配方优化过程中，由于各种边界条件的约束，人们常常难以求得其可行解，为此，文中提出一种将约束条件转化为新“目标”的处理方法，采用多目标规划的思想处理配方优化计算无可行解的单目标线性规划。     

基于Morgan模型灌区灌溉水系统的优化

从整个灌溉水系统着手,研究灌溉水系统管理技术,提出了Morgan模型,利用线性规划方法求出某种状态下的最优目标函数值及每次灌水决策问题;田间灌溉系统优化模型求解是由上面作出的灌水决策,以效益函数为目标函数,根据约束条件,按解线性规划原理,求解出灌水时间、入畦流量、畦宽、畦长等问题;渠系优化调度求解模型是采用决策数学中解整数规划的背包问题方法,针对灌区配水渠道“定流量,变时间”的运行方式,求解灌区渠系的优化配水问题。     

基于线性规划的县级建设用地结构优化研究

以电白县为例,针对新一轮土地利用总体规划修编的土地利用结构优化,以区域经济效益最大化构建目标函数,社会、生态效益为约束条件,应用线性规划方法优化建设用地结构,研究规划期2020年城镇用地、农村居民点用地、采矿用地、其他建设用地、交通用地和水利用地等6类建设用地结构优化模式,为土地利用总体规划结构布局提供参考。     

再生水与天然水资源农田灌溉的模糊优化配置

运用模糊数学优化的原理，综合考虑农业可持续发展的社会需要和经济效益，建立了再生水与天然水资源农田灌溉的多目标模糊线性规划优化配置模型，以合理分配各种水资源，确定农业最优种植模式。该模型以作物的种植面积为决策变量，以再生水和天然水的水质、水量为约束条件，以粮食作物、蔬菜和水果产量最大、农民经济收益最大为目标。并以天津市为例进行了再生水和天然水资源农田灌溉和种植模式的优化配置计算。结果表明，优化配置能保证各种作物的水量分配比较合理，作物产量能满足城市发展对其最低的需求，且能获得较好的经济效益。     

巧用MS—Excel软件计算最低成本饲料配方

微软的电子表格软件Ｅｘｃｅｌ自身提供的“加载宏”中有“规划求解”一项,可用来解决各种线性规划任务。而且当无最优解时,还能给出一个有参考价值的推荐解。在饲料配方任务的线性规划求解中,一般是目标函数（Ｚ,即成本）取最小值。而特解变量（Ｘｉ）必须是非负的,就是每种饲料在配方中的数量或比例只允许大于或等于零。整个线性规划数学模型,可按饲料配方任务所定指标的约束条件,构成等式和不等式的混合一次方程组。每一方程的右侧是饲料配方的一个期望值,通常是饲养标准值（ｂｊ）。而方程的左侧是各变量（Ｘｉ）与其对应饲料数…     

福建省龙海市稻田高产优质高效种植结构的优化

采用模型群的方法，对福建省龙海市种植结构的一些主要参数进行ＧＭ（１，１）模型预测，建立以时间为自变量的时变参数预测趋势方程，然后将参数趋势方程与多目标线性规划模型相联接，构造出预测型多目标线性规划模型群．结果表明：在当前增加蔬菜的种植面积能使综合效益提高；但到２０００年，由于人口增加、耕地面积减少，粮食和蔬菜需求压力加大．为保证粮菜供给，在种植结构上应增大粮食和蔬菜的种植面积，其他作物种植面积宜相应减少     

冰淇淋电脑配合优化模型研究

本文以最小化原料成本为目标函数;以乳脂肪、非脂乳固体、糖分、总固形物等质量关系设立8个约束方程,建立了最优化冰淇淋线性规划模型,在计算机上,利用该模型配合出市场选料、企业定料情况下的高、中、低档牛奶和水牛奶优化冰淇淋配方。并模拟市场原料价格和成分质量实际变化,检验了模型配方调整灵敏度反应。得出电脑模型技术配合冰淇淋配方比目前企业广泛使用的皮尔逊法、代数法快速准确,节约成本和满足产品多方面质量要求。     

鲁西北地区不同作物和种植方式生态适应性的探讨

典型调查与统计分析表明,鲁西北地区主要作物种植方式适宜种植的生态区域顺序为高坡地>河滩高地>平、窪坡地>背河槽状窪地,在前者区域上种植作物,可比在后者区域上获得高而稳定的产量和较高的经济效益。各种作物中,小麦、棉花高产、稳产,对地形类型和土质适应性强,应扩大种植面积,突出其优势。小麦——玉米两熟方式产量高而不稳,但对土质的适应性较广.小麦——谷子产量虽略低,但稳定性较强,在土质较重的土壤上纯收入高于土质较轻的土壤。小麦——大豆在河滩高地的产量高,纯收入也高,对土质的适应性较广。     

泌乳奶牛全混合日粮精准计算系统

【目的】满足泌乳奶牛日粮营养需要的精确预测和饲料配方的优化计算,探索奶牛日粮设计的内在规律。【方法】基于美国康奈尔大学提出的净碳水化合物和蛋白质体系（cornell net carbohydrate and protein system,CNCPS）,集成NRC（2001）推荐的奶牛主要养分需要的动态预测模型,结合《中国饲料数据库》积累的奶牛常用饲料的CNCPS参数数据,采用FOXPRO数据库技术和参数线性规划的优化技术,研究开发针对荷斯坦泌乳奶牛日营养需要的计算和全混合日粮（total mixture ration,TMR）配方优化系统。【结果】本系统优化日粮全面考虑了精饲料与粗饲料的平衡,日粮瘤胃降解蛋白与过瘤胃蛋白的平衡,粗蛋白与泌乳净能的平衡,纤维性物质（中性洗涤纤维,neutral detergent fiber,NDF和酸性洗涤纤维,acid detergent fiber,ADF）与非纤维性性碳水化合物（non-fiber carbohydrates,NFC）的平衡、钙磷平衡、电解质平衡及微量元素的平衡,并通过模型可计算得到进入小肠的各种性质的氨基酸流量。【结论】 利用动态模型及计算机编程技术,可以实现奶牛日粮内在养分的相互协同与制约的精准优化设计。     

中国南方双季稻春季冷害动态监测

【目的】利用星地多源数据,在南方双季稻种植区空间信息提取、双季稻发育期动态图组制作及研究区逐日平均温度反演的基础上,结合冷害监测指标,实现多要素相协同的南方双季稻春季冷害动态监测,为农业部门及时准确地应对双季稻冷害,减少冷害损失提供技术支持。【方法】利用南方双季稻区190个气象站点1951-2011年逐日气温数据,计算各站点≥10℃的多年平均积温。根据各站点多年平均积温与其地理因子的相关关系,建立多年平均积温推算模型。通过所获模型得到研究区积温空间分布图。按照南方双季稻安全生产积温阈值≥5 300℃·d的指标,扣除研究区内积温小于该值的区域,制作南方双季稻积温区划图。利用 MODIS MCD12Q1 分类产品获取了 2001-2010 年 10 年的谷类作物分布图。将以上两步结果叠加求交集,提取南方双季稻种植区空间信息;利用南方双季稻区167个农业试验观测站点1981-2011年的水稻发育期资料,计算各个站点双季早稻主要发育期出现的多年平均日期。依据发育期多年平均日期与地理因子的相关性,获取各主要发育期回归拟合分布图。在拟合结果残差订正的基础上,将南方双季稻春季冷害重点监测时段前后两幅发育期静态图,通过EVNI+IDL编程,制作双季早稻发育期动态图;利用AMSR_E_L2A 89 GHz升轨和降轨垂直极化亮温、地理因子与气象站日平均气温建立多元混合回归拟合模型,通过所获模型反演研究区2010年2-5月逐日平均气温。【结果】对研究所建多年平均积温推算模型,利用未参与建模的90个气象站观测数据进行验证,观测值与模型模拟结果之间的均方根误差（RMSE）为289℃,这一估测精度能够满足研究所需。双季稻积温区划与MODIS土地利用分类结果叠加求交集,提取的双季稻种植区面积占研究区总面积的29.26%。通过该步骤一方面提升了双季稻冷害监测结果的使用价值。另一方面,可使双季稻冷害实时监测在还没有获取当年准确种植位置信息前就能有效开展起来;对研究所获南方双季稻春季冷害重点监测时段（早稻播种期至返青期）两幅发育期静态图,采用未参与建模的 59 个农业试验站观测数据进行验证,观测值与模型模拟结果之间的均方根误差（RMSE）分别为5.68和4.24 d,模型精度符合要求,试验结果可以于后续分析;研究将遥感数据与地面数据相结合通过混合建模反演逐日气温,该方法充分利用了微波遥感受天气影响小的特点,克服了南方常年多云的天气条件,使模拟的日平均气温的RMSE为1.69℃。微波数据的加入使日平均气温估计精度提高了0.35℃。研究对2010年南方双季稻春季冷害的动态监测结果与农业统计部门报道的当年南方双季早稻冷害在发生时间和空间上相吻合。【结论】本研究建立的冷害监测方法具有普适性,能够实现对南方双季稻大范围冷害的同步跟踪监测,对其他作物大范围冷害监测同样也适用。     

利用动态规划设计温室前屋面最佳形状的研究

用动态规划方法进行温室的最佳前屋面形状设计表明，采用总进光量最大作为规划目标，建立了动态规划求解模型，并对沈阳地区跨度为６０ｍ、脊高为２８ｍ的温室进行了优化。     

基于遥感影像NDVI数据的中国种植制度分布变化

【目的】利用1986和1996年的十天合成NOAA-AVHRR-NDVI数据以及2000年SPOT-VEGETATION-NDVI数据对中国主要的种植制度（熟制）分布进行制图,对比二次差分法和离散傅里叶转换法对熟制信息提取的有效性;比较中国多年熟制分布图,研究中国近些年的熟制变化,同时结合气象数据,分析影响熟制变化的可能因素,为粮食产量变化及其原因分析提供理论依据。【方法】首先,利用欧空局全球陆地覆盖数据（ESA GlobCover）,提取中国农业植被区域。其次,使用ENVI和ArcGIS软件,分别利用二次差分法和傅里叶变换法对1986年的植被指数数据进行农业熟制的分布提取,并以中国科学院植物研究所编著的1:400万比例尺的《中国植被图》中的熟制信息作为参考,对两种方法提取熟制信息精度进行检验;采用二次差分法分别绘出1996年及2006年熟制分布图,说明中国熟制分布的变化。最后,利用零级带≥0℃积温划分指标,分析年积温等气候因素对熟制的影响。【结果】（1） 二次差分法和傅里叶变换法提取的熟制分布结果都基本符合中国农业熟制的分布规律,遵循越往南熟制越复杂的规律。一年一熟区主要分布在东北大部分地区,一年两熟区分布在河南、河北、山东和安徽一带,而一年三熟的区域零星分布在湖北省以南的省份。熟制分类的精度分别为76.5%和69.4%,kappa系数分别为0.64和0.51,二次差分法的分类精度高于傅里叶变换。（2）利用分类精度较高的二次差分法提取中国1986年、1996年到2006年的熟制分布信息,发现中国熟制间的界线发生了不同程度的北移和西扩,尤其是一年两熟的北界由1986的辽南葫芦岛北移到辽中本溪、沈阳一线,西界也由1986年的甘肃平凉、陕西宝鸡一带西扩至宁夏临夏回族自治州、青海海东地区。同时熟制之间的转换也是复杂多变的,一年一熟制的面积从1986年到2006年减少了33万平方公里,一年两熟增加了36万平方公里,一年三熟的面积增加了4万平方公里。（3）从年积温的分布来看,4 200℃和6 100℃积温等值线都有不同程度的北移西扩,说明积温变化可能是引起中国熟制北移的重要原因。【结论】基于时序序列的遥感数据可以进行中国熟制分布的实际变化监测。二次差分法是一种有效提取中国熟制信息的方法。中国熟制的界线,尤其是一年两熟的界限有一定程度的北移和西扩,使得一年一熟的面积大幅减少而一年两熟的面积有很大的增加,而一年三熟的面积变化不大。气候变暖对中国的熟制分布有一定的影响。通过遥感方法研究中国熟制的分布及其变化,能够及时、准确地了解和评价中国农作物生产情况和生产潜力,便于农业相关部门制定及时、有效的农业政策。     

基于循环经济的新农村建设CDM项目碳汇优化模型研究

以某县＂绿金嘉园——CDM新村镇园区＂项目为例,根据清洁发展机制（CDM）可再生能源项目的现状和特点,运用区间优化方法,在循环经济的模式下,将项目碳汇量作为优化目标,构建出一种基于不确定条件下的CDM碳汇优化模型,获取碳汇量最大的作物种植方案及牛群结构。案例分析表明,模型得出的优化作物种植方案及牛群结构布局合理,具有较好的总体性能,在满足经济效益和肥料、用电需求的前提下,可吸收和固定CO2[231 287.82,73 312.7]t,较项目可研方案提高了[12.943,3.46]%,为该CDM项目决策的制定提供了可靠依据。     

基于循环经济的新农村建设CDM项目碳汇优化模型研究

以某县＂绿金嘉园——CDM新村镇园区＂项目为例,根据清洁发展机制（CDM）可再生能源项目的现状和特点,运用区间优化方法,在循环经济的模式下,将项目碳汇量作为优化目标,构建出一种基于不确定条件下的清洁发展机制碳汇优化模型,获取碳汇量最大的作物种植方案及牛群结构。案例分析表明,模型得出的优化作物种植方案及牛群结构布局合理,具有较好的总体性能,在满足经济效益和肥料、用电需求的前提下,可吸收和固定CO2[231287.8,273312.7]t,较项目可研方案提高了[12.94,33.46]%,为该CDM项目决策的制定提供了可靠依据。     

福建省耕地利用结构优化研究

在确定优化参数和约束方程的基础上,借助线性规划模型进行福建省耕地利用结构优化.优化后全省耕地粮食、经济和绿肥作物播种面积比例由2000年的67.22%∶28.01%∶4.77%调整为2010年的58.77%∶34.79%∶6.44%.适当调整或控制经济效益相对较低的稻谷、大小麦、大豆和甘蔗及适种性不广的玉米等作物播种面积,不同程度扩大甘薯、马铃薯、杂粮、油料作物、烟叶、蔬菜和绿肥等作物播种面积,耕地利用结构趋于合理,经济效益显著提高.2010年全省耕地主要农作物总产值达3051917.84万元,比2000年提高25.44%.在全省耕地利用结构优化方案控制下,对9个地市的耕地利用结构进行优化配置.