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基于连通分量与遗传算法的多目标种植规划方法——以富锦市为例
1
作者
徐梦华
王秀娟
+4 位作者
冷佩
张濛濛
王浩宇
华净
康孟珍
《智慧农业(中英文)》
2025年第5期136-145,共10页
[目的/意义]针对集约化农业中土壤退化与规模化生产间的矛盾,以黑龙江省富锦市为例,构建地块尺度的种植规划方法。该方法旨在协同优化作物连片布局、土壤恢复、实际生产及经济收益,同时保障国家大豆种植任务。[方法]基于遗传算法框架,...
[目的/意义]针对集约化农业中土壤退化与规模化生产间的矛盾,以黑龙江省富锦市为例,构建地块尺度的种植规划方法。该方法旨在协同优化作物连片布局、土壤恢复、实际生产及经济收益,同时保障国家大豆种植任务。[方法]基于遗传算法框架,融合连通分量分析,构建了多目标优化模型,综合考虑了收益、大豆种植、连片指数、轮作效益,以及水田-旱田转换5项指标。通过拉丁超立方体采样方法 (Latin Hypercube Sampling,LHS)生成高质量的初始种群,并设计了基于连通分量的交叉策略和混合变异策略。利用Distributed Evolutionary Algorithms in Python(DEAP)库实现优化效果,并通过4年的模拟来验证其性能。[结果和讨论]优化方案显著提升连片指数,从0.48大幅增加并稳定至0.90以上,地块碎片化减少;经济效益保持动态稳定,始终在0.70附近波动,没有出现大幅下降情况;大豆种植面积稳定满足国家设定的阈值,同步实现战略扩种,从0.21增长至0.54;最小化地块属性转换的优化目标考虑了实际生产的因素,取得了良好效果,与轮作收益达到了良好的平衡。[结论]本方法通过智能算法衔接微观布局与宏观政策,为黑土地保护与生产效益平衡提供量化技术路径。研究成果可为东北粮食主产区种植结构优化、高标准农田建设提供决策支持。
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关键词
种植规划
遗传算法
连片种植
多目标优化
黑土地保护
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职称材料
题名
基于连通分量与遗传算法的多目标种植规划方法——以富锦市为例
1
作者
徐梦华
王秀娟
冷佩
张濛濛
王浩宇
华净
康孟珍
机构
中国科学院自动化研究所/多模态人工智能系统全国重点实验室
中国科学院
大学
人工智能
学院
中国
农业
科学院
农业资源与农业区划
研究所
出处
《智慧农业(中英文)》
2025年第5期136-145,共10页
基金
新一代人工智能国家科技重大专项(2021ZD0113704)
国家自然科学基金面上项目(62076239)。
文摘
[目的/意义]针对集约化农业中土壤退化与规模化生产间的矛盾,以黑龙江省富锦市为例,构建地块尺度的种植规划方法。该方法旨在协同优化作物连片布局、土壤恢复、实际生产及经济收益,同时保障国家大豆种植任务。[方法]基于遗传算法框架,融合连通分量分析,构建了多目标优化模型,综合考虑了收益、大豆种植、连片指数、轮作效益,以及水田-旱田转换5项指标。通过拉丁超立方体采样方法 (Latin Hypercube Sampling,LHS)生成高质量的初始种群,并设计了基于连通分量的交叉策略和混合变异策略。利用Distributed Evolutionary Algorithms in Python(DEAP)库实现优化效果,并通过4年的模拟来验证其性能。[结果和讨论]优化方案显著提升连片指数,从0.48大幅增加并稳定至0.90以上,地块碎片化减少;经济效益保持动态稳定,始终在0.70附近波动,没有出现大幅下降情况;大豆种植面积稳定满足国家设定的阈值,同步实现战略扩种,从0.21增长至0.54;最小化地块属性转换的优化目标考虑了实际生产的因素,取得了良好效果,与轮作收益达到了良好的平衡。[结论]本方法通过智能算法衔接微观布局与宏观政策,为黑土地保护与生产效益平衡提供量化技术路径。研究成果可为东北粮食主产区种植结构优化、高标准农田建设提供决策支持。
关键词
种植规划
遗传算法
连片种植
多目标优化
黑土地保护
Keywords
planting planning
genetic algorithm
contiguous planting
multi-objective optimization
black soil conservation
分类号
TP18 [自动化与计算机技术—控制理论与控制工程]
TN92 [电子电信—通信与信息系统]
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题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于连通分量与遗传算法的多目标种植规划方法——以富锦市为例
徐梦华
王秀娟
冷佩
张濛濛
王浩宇
华净
康孟珍
《智慧农业(中英文)》
2025
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