Пространственное многокритериальной оптимизации методов ведения сельского хозяйства по сохранению помощью SWAT Модель и эволюционного алгоритма

Summary

Эта работа демонстрирует интеграцию модели качества воды с использованием оптимизации компонентов эволюционные алгоритмы решения для оптимального (низкая стоимость) размещения сельскохозяйственной практики сохранения для определенного набора воды целях улучшения качества. Решений, с использованием многоцелевой подход, позволяющий явное количественное компромиссы.

Abstract

Поиск экономичный (например, низкая стоимость) способы ориентации инвестиций сохранение практики для достижения конкретных целей качества воды по всему ландшафту имеет первостепенное значение в водосборов. Традиционные методы экономической найти самые дешевые решения в бассейне контекста (например, ^5,12,20) предполагают, что за пределами площадки последствия могут быть точно описаны как доля на месте загрязнения, создаваемого. Такой подход вряд ли будет представитель самого процесса загрязнения в районе водораздела, где воздействие источников загрязнения часто определяются комплекса биофизических процессов. Использование современной физической основе, пространственно-распределенных гидрологических имитационных моделей позволяет в большей степени реализма в терминах процесса представления, но требует развития моделирования оптимизации рамки, где модель становится неотъемлемой частью оптимизации.

Эволюцияарной алгоритмы оказаться особенно полезной оптимизации инструмент, способный справиться с комбинаторной природе водораздел моделировании задачи оптимизации и позволяет использовать модель полного качества воды. Эволюционные алгоритмы лечения конкретного пространственного распределения сохранения практики в водоразделом в качестве кандидата решение и использовать наборы (группы) из вариантов решения итеративного применения стохастических операторов выбора, рекомбинации и мутации, чтобы найти улучшения в отношении оптимизации целей. Оптимизация цели в этом случае, чтобы минимизировать рассредоточенных источников загрязнения в бассейне, одновременно минимизируя затраты на сохранение практики. Последнее и расширение набора исследование пытается использовать подобные методы и объединяет модели качества воды в широком смысле эволюционные методы оптимизации ^{3,4,9,10,13-15,17-19,22,23,25.} В этом приложении мы демонстрируем программы, которые следует Работягов соавт. С соответствуюACH и интегрирует современные и широко используется SWAT модели качества воды ⁷ с многокритериальной эволюционного алгоритма SPEA2 ^26, и пользователю определенный набор методов сохранения и их стоимость для поиска полного границы компромисса между издержками сохранения практики и указанный пользователем качества воды целей. Границы количественного компромиссов, с которыми сталкиваются менеджеры водораздел, представляя полный спектр расходов, связанных с различными целями улучшения качества воды. Программа позволяет производить выбор конфигураций водораздел достижения указанной улучшению качества воды целей и производства карты оптимизированного размещения сохранения практики.

Protocol

1. Подготовка водораздела модели и предоставление исходных данных для оптимизации

1. Создание базы данных i_SWAT
   1. Используя программу под названием "ротатор", создания базы данных из нескольких баз данных ввода, включая почвы, погоды, управление и удобрений.
   2. Кроме того, существующие перспективе SWAT (возможно, создан с ArcSWAT или AVSWAT) могут быть импортированы с i_SWAT.exe. В этом случае, программа "swat_rewrite" может быть использован для замены менеджмента или другой информации, ГПЧ на основе полевых данных на уровне.
   3. Калибровки и валидации модели SWAT должны быть выполнены в этой точке. SWAT (версия 2005) модель включены в эт....

Discussion

Мы строим интегрированного моделирования оптимизации рамки для поиска Парето-эффективный набор водораздел конфигураций с участием самой дешевой смеси и расположения сельскохозяйственных методов сохранения для достижения диапазона водораздел уровня питательных цели сокращения. Концептуальную схему моделирования, оптимизации системы представлена ​​на рисунке 8. Водораздел моделирования, в том числе моделирования качества воды воздействия сельскохозяйственной практики сохранения обрабатываются модели гидро.......