[发明专利]面向森林多目标优化决策的经营系统

权利要求书

1.面向森林多目标优化决策的经营系统，其特征在于，包括：

数据层，通过搭建ArcSDE空间数据库平台，并根据客户层采集的信息数据建立区域数字化地图数据存储到森林资源数据库中；

服务层，根据森林资源数据库存储的区域数字化地图数据建立地图、计算多目标规划结果，并提供给数据处理层；所述服务层包括：数据服务模块，将森林资源数据库存储的区域数字化地图数据划分为空间数据和属性数据，并分类格式化存储在森林资源数据库；地图服务模块，根据森林资源数据库存储的空间数据建立地图；分析服务模块，根据森林资源数据库存储的小班属性数据计算多目标规划结果；

数据处理层，通过XML和JSON封装解析服务层提供的地图和多目标规划结果数据并提供客户层进行显示，还用于根据客户层的输入位置在地图上进行定位和路径规划显示；

客户层，包括WEB客户端和智能客户端，用于通过WEB客户端采集信息数据给数据处理层，通过WEB客户端和智能客户端显示数据处理层的地图和多目标规划结果以及路径规划；

所述分析服务模块，根据森林资源数据库存储的小班属性数据计算多目标规划结果，包括以下步骤1-4：

步骤1：根据群落编码获取树种组成比例，并根据立地类型、树种组成比例、平均树高、平均胸径设置森林小班的森林发展类型i；

步骤2：分析森林需求和森林资源特点确定蓄积量所述为可间伐的第i种森林类型第j分期内的每公顷蓄积量；为可择伐的第i种森林类型第j分期内的每公顷蓄积量；为第i种森林类型第j分期间伐采伐的蓄积量；为第i种森林类型第j分期择伐采伐的蓄积量；

步骤3：结合多目标线性规划模型计算间伐强度和择伐强度；

步骤3.1：设定树种的总数量m和总的经营分期数量n，并设置当前最优木材和碳两种森林产品各分期净现值的和Z＝0，随机设定第i种森林类型第j分期内的间伐强度x_ij和择伐强度y_ij的初始值；

步骤3.2：开始迭代计算第i种森林类型第j分期的间伐木材净现值和择伐木材净现值以及第i种森林类型第j分期的间伐的碳净现值和择伐的碳净现值

其中，i为森林类型个数；j为经营分期个数，为可间伐的第i种森林类型第j-1分期内的每公顷蓄积量；为可间伐的第i种森林类型第j分期内的小班面积；d_i为第i种森林类型的出材率；为第i种森林类型第j分期时的木材每立方米价格；p₀为贴现率；n_j为第j分期末的年度；为可择伐的第i种森林类型第j-1分期内的每公顷蓄积量；为可择伐的第i种森林类型第j分期内的小班面积；p_c为每吨碳的价格；m为生物量转化为碳的比率，m＝0.5；生物量γ＝av+b；a、b为常数，通过查表获得；v为蓄积量，将分别代入上式求得对应生物量；

步骤3.3：计算本次迭代的总的木材净现值NPV_timber和总的碳净值NPV_carbon；

步骤3.4：计算多目标线性规划模型Z_max＝NPV_timber+NPV_carbon，如果Z_max大于Z则将Z_max赋值给Z，并保留当前的x_ij和y_ij；如果Z_max小于Z则放弃当前的x_ij和y_ij；

步骤3.5：采用模拟退火算法调整x_ij和y_ij的值，如果迭代次数小于最大迭代次数则返回步骤3.2开始新的迭代过程，否则退出迭代并将最后保留的x_ij和y_ij的值输出；

步骤4：对森林多目标经营进行优化，获取森林合理经营采伐量，包括：

步骤4.1：计算每个分期内采伐量之和

步骤4.2：计算第j个分期内各个森林类型采伐量之和

步骤4.3：当相邻分期内采伐量差距同时满足下式时，步骤3.5中所求得的第i种森林类型第j分期内的间伐强度x_ij和择伐强度y_ij为可采纳的森林合理经营采伐量；

其中，H^*为每个分期末时各个森林类型的森林蓄积生长量之和，H_j+1为第j+1个分期内各个森林类型采伐量之和。