CN113689108B - 基于生态银行系统的多目标优化方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开了一种基于生态银行系统的多目标优化方法、装置、设备及存储介质，属于自然资源可持续发展技术领域，该方法包括：构建优化参数库和多目标优化模型，针对管理整合、转换提升两大环节，提出了在自然资源约束下生态银行生态功能实现的多目标优化的一种算法，将复杂的自然资源模型抽象为数学模型，在可量化可优化的前提下结合区域主体功能探讨生态银行的服务利用价值，给出可行解方案。
Description
技术领域
本申请涉及自然资源可持续发展技术领域，尤其涉及一种基于生态银行系统的多目标优化方法、装置、设备及存储介质。
背景技术
生态银行，在概念上希望借鉴商业银行信息和资源分散输入、集中输出的特征，建立一个围绕自然资源进行管理整合、转换提升、市场化交易和可持续运营的平台。
本申请主要针对管理整合、转换提升两大环节，提出了在自然资源约束下生态银行生态功能实现的多目标优化的一种算法，将复杂的自然资源模型抽象为数学模型，在可量化可优化的前提下结合区域主体功能探讨生态银行的服务利用价值，给出可行解方案。
发明内容
本申请实施例的目的在于提出一种基于生态银行系统的多目标优化方法、装置、设备及存储介质，以解决上述技术问题。
为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种基于生态银行系统的多目标优化方法，采用了如下所述的技术方案：
一种基于生态银行系统的多目标优化方法，包括：
构建优化参数库，其中，所述优化参数库中至少应包括：第一参数列表和第二参数列表，其中，所述第一参数列表中元素用于表征不同类型的生态系统，至少包括：农田、森林、草地、水域、湿地、荒漠，所述第二参数列表中至少包括：食物生产功能、原料生产功能、水资源供给功能、气体调节功能、气候调节功能、净化调节功能、水温调节功能、土壤保持功能、养分循环功能、生物多样性功能和美学景观功能，所述第二参数列表中还包括：与所述各个功能一一对应的数值表征参数；
使用非零正整数i对所述第一参数列表中元素进行区别编号，并设定其取值范围为[1，I]，其中，I为所述第一参数列表中元素的个数；
使用非零正整数j对所述第二参数列表中元素进行区别编号，并设定其取值范围为[1，J]，其中，J为所述第二参数列表中元素的个数；
构建多目标优化模型，并基于预设遗传算法运行所述多目标优化模型，基于所述多目标优化模型中预设的量化指标算法：Z＝Max(f1(x)；-f2(x)；-f3(x))，获取f1(x)、-f2(x)、-f3(x)中的最大值作为多目标优化值。
进一步的，所述多目标优化模型包括：
预先设定的第一目标优化公式：用于优化特定区域内生态系统的功能总价值，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内对j功能的单位面积供给量，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内对j功能的产出系数，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的权重系数，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的面积比例。
进一步的，所述多目标优化模型还包括：
预先设定的第二目标优化公式：用于优化特定区域内生态系统的功能的需求供给总量，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内对j功能的单位面积供给量，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的权重系数，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的面积比例，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内对j功能的需求供给总量。
进一步的，所述多目标优化模型还包括：
预先设定的第三目标优化公式：用于优化特定区域内生态系统的污染排放量，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的权重系数，表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的面积比例，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内单位排放量中的污染浓度，用生化需氧量值BOD作为其值，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内的污染排放系数。
进一步的，所述多目标优化模型还包括：
预先设定的约束条件，包括参数非负约束、供给总量约束、用户需求量约束和污染排放达标约束，其中：
所述参数非负约束包括：
所述供给总量约束包括：其中，表示第i类生态系统在所述特定区域k内的可供给总量；
所述用户需求量约束包括：其中，/>表示第i类生态系统在所述特定区域k内的用户需求总量下限值，/>表示第i类生态系统在所述特定区域k内的用户需求总量上限值，所述用户需求总量上限值为用户的实际需求总量，所述用户需求总量下限值大于等于0；
所述污染排放达标约束包括：其中，P0表示规定允许的污染物排放总量上限。
为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供了一种基于生态银行系统的多目标优化装置，采用了如下所述的技术方案：
一种基于生态银行系统的多目标优化装置，包括：
数据库构建模块，用于构建优化参数库，其中，所述优化参数库中至少应包括：第一参数列表和第二参数列表，其中，所述第一参数列表中元素用于表征不同类型的生态系统，至少包括：农田、森林、草地、水域、湿地、荒漠，所述第二参数列表中至少包括：食物生产功能、原料生产功能、水资源供给功能、气体调节功能、气候调节功能、净化调节功能、水温调节功能、土壤保持功能、养分循环功能、生物多样性功能和美学景观功能，所述第二参数列表中还包括：与所述各个功能一一对应的数值表征参数；使用非零正整数i对所述第一参数列表中元素进行区别编号，并设定其取值范围为[1，I]，其中，I为所述第一参数列表中元素的个数；使用非零正整数j对所述第二参数列表中元素进行区别编号，并设定其取值范围为[1，J]，其中，J为所述第二参数列表中元素的个数；
优化模型构建模块，用于构建多目标优化模型，并基于预设遗传算法运行所述多目标优化模型，基于所述多目标优化模型中预设的量化指标算法：Z＝Max(f1(x)；-f2(x)；-f3(x))，获取f1(x)、-f2(x)、-f3(x)中的最大值作为多目标优化值。
为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种计算机设备，采用了如下所述的技术方案：
一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本申请实施例中提出的一种基于生态银行系统的多目标优化方法的步骤。
为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种非易失性计算机可读存储介质，采用了如下所述的技术方案：
一种非易失性计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本申请实施例中提出的一种基于生态银行系统的多目标优化方法的步骤。
与现有技术相比，本申请实施例主要有以下有益效果：
本申请实施例公开了基于生态银行系统的多目标优化方法、装置、设备及存储介质，通过构建优化参数库和多目标优化模型，针对管理整合、转换提升两大环节，提出了在自然资源约束下生态银行生态功能实现的多目标优化的一种算法，将复杂的自然资源模型抽象为数学模型，在可量化可优化的前提下结合区域主体功能探讨生态银行的服务利用价值，给出可行解方案。
附图说明
为了更清楚地说明本申请中的方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例可以应用于其中的示例性系统架构图；
图2为本申请实施例中所述基于生态银行系统的多目标优化方法的一个实施例的流程图；
图3为本申请实施例中所述基于生态银行系统的多目标优化方法的一个执行逻辑流程图；
图4为本申请实施例中所述基于生态银行系统的多目标优化装置的一个实施例的结构示意图；
图5为本申请实施例中所述数据库构建模块的结构示意图；
图6为本申请实施例中所述优化模型构建模块的结构示意图；
图7为本申请实施例中计算机设备的一个实施例的结构示意图；
具体实施方式
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，系统架构100可以包括终端设备101、102、103，网络104和服务器105。网络104用以在终端设备101、102、103和服务器105之间提供通信链路的介质。网络104可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。
用户可以使用终端设备101、102、103通过网络104与服务器105交互，以接收或发送消息等。终端设备101、102、103上可以安装有各种通讯客户端应用，例如网页浏览器应用、购物类应用、搜索类应用、即时通信工具、邮箱客户端、社交平台软件等。
终端设备101、102、103可以是具有显示屏并且支持网页浏览的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、电子书阅读器、MP3播放器(Moving Picture ExpertsGroup Audio Layer III，动态影像专家压缩标准音频层面3)、MP4(Moving PictureExperts Group Audio Layer IV，动态影像专家压缩标准音频层面4)播放器、膝上型便携计算机和台式计算机等等。
服务器105可以是提供各种服务的服务器，例如对终端设备101、102、103上显示的页面提供支持的后台服务器。
需要说明的是，本申请实施例所提供的基于生态银行系统的多目标优化方法一般由服务器/终端设备执行，相应地，基于生态银行系统的多目标优化装置一般设置于服务器/终端设备中。
应该理解，图1中的终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。
继续参考图2，图中示出了本申请的基于生态银行系统的多目标优化方法的一个实施例的流程图，所述的基于生态银行系统的多目标优化方法包括以下步骤：
步骤201，构建优化参数库，其中，所述优化参数库中至少应包括：第一参数列表和第二参数列表，其中，所述第一参数列表中元素用于表征不同类型的生态系统，至少包括：农田、森林、草地、水域、湿地、荒漠，所述第二参数列表中至少包括：食物生产功能、原料生产功能、水资源供给功能、气体调节功能、气候调节功能、净化调节功能、水温调节功能、土壤保持功能、养分循环功能、生物多样性功能和美学景观功能，所述第二参数列表中还包括：与所述各个功能一一对应的数值表征参数。
步骤202，使用非零正整数i对所述第一参数列表中元素进行区别编号，并设定其取值范围为[1，I]，其中，I为所述第一参数列表中元素的个数。
步骤203，使用非零正整数j对所述第二参数列表中元素进行区别编号，并设定其取值范围为[1，J]，其中，J为所述第二参数列表中元素的个数。
步骤204，构建多目标优化模型，并基于预设遗传算法运行所述多目标优化模型，基于所述多目标优化模型中预设的量化指标算法：Z＝Max(f1(x)；-f2(x)；-f3(x))，获取f1(x)、-f2(x)、-f3(x)中的最大值作为多目标优化值。
在本申请实施例中，所述多目标优化模型包括：预先设定的第一目标优化公式：用于优化特定区域内生态系统的功能总价值，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内对j功能的单位面积供给量，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内对j功能的产出系数，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的权重系数，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的面积比例。
在本申请实施例中，所述多目标优化模型还包括：预先设定的第二目标优化公式：用于优化特定区域内生态系统的功能的需求供给总量，表示第i类生态系统在特定区域k范围内对j功能的单位面积供给量，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的权重系数，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的面积比例，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内对j功能的需求供给总量。
在本申请实施例中，所述多目标优化模型还包括：预先设定的第三目标优化公式：用于优化特定区域内生态系统的污染排放量，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的权重系数，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的面积比例，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内单位排放量中的污染浓度，用生化需氧量值BOD作为其值，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内的污染排放系数。
在本申请实施例中，所述多目标优化模型还包括：预先设定的约束条件，包括参数非负约束、供给总量约束、用户需求量约束和污染排放达标约束，其中：所述参数非负约束包括：所述供给总量约束包括：/>其中，表示第i类生态系统在所述特定区域k内的可供给总量；所述用户需求量约束包括：其中，/>表示第i类生态系统在所述特定区域k内的用户需求总量下限值，/>表示第i类生态系统在所述特定区域k内的用户需求总量上限值，所述用户需求总量上限值为用户的实际需求总量，所述用户需求总量下限值大于等于0；所述污染排放达标约束包括：/>其中，P0表示规定允许的污染物排放总量上限。
上述实施例中，K为正整数，表示预先设定的待进行自然资源资产核算的生态区域的个数，k∈K。
上述特定区域或者区域具体为待进行自然资源核算的区域，可以依行政区划定区域范围，依特定面积划定区域范围，依人为预设划定区域范围等，其划分方式不定，可随意选择。
本申请实施例中所述的基于生态银行系统的多目标优化方法，可以通过构建优化参数库和多目标优化模型，针对管理整合、转换提升两大环节，提出了在自然资源约束下生态银行生态功能实现的多目标优化的一种算法，将复杂的自然资源模型抽象为数学模型，在可量化可优化的前提下结合区域主体功能探讨生态银行的服务利用价值，给出可行解方案。
为了便于理解，下面将结合具体应用场景进行进一步说明和示例，具体参考图3，图3为本申请实施例中所述基于生态银行系统的多目标优化方法的一个执行逻辑流程图，具体如下：
构建优化参数库，其中，所述优化参数库中至少应包括：第一参数列表和第二参数列表，其中，所述第一参数列表中元素用于表征不同类型的生态系统，至少包括：农田、森林、草地、水域、湿地、荒漠，所述第二参数列表中至少包括：食物生产功能、原料生产功能、水资源供给功能、气体调节功能、气候调节功能、净化调节功能、水温调节功能、土壤保持功能、养分循环功能、生物多样性功能和美学景观功能，所述第二参数列表中还包括：与所述各个功能一一对应的数值表征参数；
使用非零正整数i对所述第一参数列表中元素进行区别编号，并设定其取值范围为[1，I]，其中，I为所述第一参数列表中元素的个数；
使用非零正整数j对所述第二参数列表中元素进行区别编号，并设定其取值范围为[1，J]，其中，J为所述第二参数列表中元素的个数；
构建多目标优化模型，并基于预设遗传算法运行所述多目标优化模型，基于所述多目标优化模型中预设的量化指标算法：Z＝Max(f1(x)；-f2(x)；-f3(x))，获取f1(x)、-f2(x)、-f3(x)中的最大值作为多目标优化值。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，前述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)等非易失性存储介质，或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
进一步参考图4，作为对上述图2所示方法的实现，本申请提供了一种基于生态银行系统的多目标优化装置的一个实施例，该装置实施例与图2所示的方法实施例相对应，该装置具体可以应用于各种电子设备中。
如图4所示，本实施例所述的基于生态银行系统的多目标优化装置4包括：数据库构建模块401、优化模型构建模块402。其中：
数据库构建模块401，用于构建优化参数库，其中，所述优化参数库中至少应包括：第一参数列表和第二参数列表，其中，所述第一参数列表中元素用于表征不同类型的生态系统，至少包括：农田、森林、草地、水域、湿地、荒漠，所述第二参数列表中至少包括：食物生产功能、原料生产功能、水资源供给功能、气体调节功能、气候调节功能、净化调节功能、水温调节功能、土壤保持功能、养分循环功能、生物多样性功能和美学景观功能，所述第二参数列表中还包括：与所述各个功能一一对应的数值表征参数；使用非零正整数i对所述第一参数列表中元素进行区别编号，并设定其取值范围为[1，I]，其中，I为所述第一参数列表中元素的个数；使用非零正整数j对所述第二参数列表中元素进行区别编号，并设定其取值范围为[1，J]，其中，J为所述第二参数列表中元素的个数。
具体参考图5，图5为本申请实施例中所述数据库构建模块的结构示意图，所述数据库构建模块401包括：第一参数配置单元401a和第二参数配置单元401b，其中：
在本申请实施例中，所述数据库构建模块中第一参数配置单元401a，具体用于表征不同类型的生态系统，至少包括：农田、森林、草地、水域、湿地、荒漠，并使用非零正整数i对所述第一参数列表中元素进行区别编号，并设定其取值范围为[1，I]，其中，I为所述第一参数列表中元素的个数。
在本申请实施例中，所述数据库构建模块中第二参数配置单元401b，具体用于表征不同类型的生态系统中的各种生态功能，至少包括：食物生产功能、原料生产功能、水资源供给功能、气体调节功能、气候调节功能、净化调节功能、水温调节功能、土壤保持功能、养分循环功能、生物多样性功能和美学景观功能，所述第二参数列表中还包括：与所述各个功能一一对应的数值表征参数，并使用非零正整数j对所述第二参数列表中元素进行区别编号，并设定其取值范围为[1，J]，其中，J为所述第二参数列表中元素的个数。
优化模型构建模块402，用于构建多目标优化模型，并基于预设遗传算法运行所述多目标优化模型，基于所述多目标优化模型中预设的量化指标算法：Z＝Max(f1(x)；-f2(x)；-f3(x))，获取f1(x)、-f2(x)、-f3(x)中的最大值作为多目标优化值。
具体参考图6，图6为本申请实施例中所述优化模型构建模块的结构示意图，所述优化模型构建模块402包括：第一优化算法单元402a、第二优化算法单元402b、第三优化算法单元402c和约束条件单元402d，其中：
在本申请实施例中，所述第一优化算法单元402a，用于预先设定第一目标优化公式：用于优化特定区域内生态系统的功能总价值，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内对j功能的单位面积供给量，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内对j功能的产出系数，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的权重系数，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的面积比例。
在本申请实施例中，所述第二优化算法单元402b，用于预先设定第二目标优化公式：用于优化特定区域内生态系统的功能的需求供给总量，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内对j功能的单位面积供给量，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的权重系数，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的面积比例，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内对j功能的需求供给总量。
在本申请实施例中，所述第三优化算法单元402c，用于预先设定第三目标优化公式：用于优化特定区域内生态系统的污染排放量，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的权重系数，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的面积比例，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内单位排放量中的污染浓度，用生化需氧量值BOD作为其值，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内的污染排放系数。
在本申请实施例中，所述约束条件单元402d，用于预先设定约束条件，包括参数非负约束、供给总量约束、用户需求量约束和污染排放达标约束，其中：所述参数非负约束包括：所述供给总量约束包括：/>其中，表示第i类生态系统在所述特定区域k内的可供给总量；所述用户需求量约束包括：其中，/>表示第i类生态系统在所述特定区域k内的用户需求总量下限值，/>表示第i类生态系统在所述特定区域k内的用户需求总量上限值，所述用户需求总量上限值为用户的实际需求总量，所述用户需求总量下限值大于等于0；所述污染排放达标约束包括：/>其中，P0表示规定允许的污染物排放总量上限。
本申请实施例所述的基于生态银行系统的多目标优化装置，通过构建优化参数库和多目标优化模型，针对管理整合、转换提升两大环节，提出了在自然资源约束下生态银行生态功能实现的多目标优化的一种算法，将复杂的自然资源模型抽象为数学模型，在可量化可优化的前提下结合区域主体功能探讨生态银行的服务利用价值，给出可行解方案。
为解决上述技术问题，本申请实施例还提供计算机设备，具体请参阅图7，图7为本实施例计算机设备基本结构框图。
所述计算机设备7包括通过系统总线相互通信连接存储器7a、处理器7b、网络接口7c。需要指出的是，图中仅示出了具有组件7a-7c的计算机设备7，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。其中，本技术领域技术人员可以理解，这里的计算机设备是一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)、可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、数字处理器(Digital Signal Processor，DSP)、嵌入式设备等。
所述计算机设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述计算机设备可以与用户通过键盘、鼠标、遥控器、触摸板或声控设备等方式进行人机交互。
所述存储器7a至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中，所述存储器7a可以是所述计算机设备7的内部存储单元，例如该计算机设备7的硬盘或内存。在另一些实施例中，所述存储器7a也可以是所述计算机设备7的外部存储设备，例如该计算机设备7上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card，SMC)，安全数字(Secure Digital，SD)卡，闪存卡(FlashCard)等。当然，所述存储器7a还可以既包括所述计算机设备7的内部存储单元也包括其外部存储设备。本实施例中，所述存储器7a通常用于存储安装于所述计算机设备7的操作系统和各类应用软件，例如基于生态银行系统的多目标优化方法的程序代码等。此外，所述存储器7a还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。
所述处理器7b在一些实施例中可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器、或其他数据处理芯片。该处理器7b通常用于控制所述计算机设备7的总体操作。本实施例中，所述处理器7b用于运行所述存储器7a中存储的程序代码或者处理数据，例如运行所述基于生态银行系统的多目标优化方法的程序代码。
所述网络接口7c可包括无线网络接口或有线网络接口，该网络接口7c通常用于在所述计算机设备7与其他电子设备之间建立通信连接。
本申请还提供了另一种实施方式，即提供一种非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储有基于生态银行系统的多目标优化程序，所述基于生态银行系统的多目标优化程序可被至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如上述的基于生态银行系统的多目标优化方法的步骤。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。
Claims (4)
1.一种基于生态银行系统的多目标优化方法，其特征在于，包括下述步骤：
构建优化参数库，其中，所述优化参数库中至少应包括：第一参数列表和第二参数列表，其中，所述第一参数列表中元素用于表征不同类型的生态系统，至少包括：农田、森林、草地、水域、湿地、荒漠，所述第二参数列表中至少包括：食物生产功能、原料生产功能、水资源供给功能、气体调节功能、气候调节功能、净化调节功能、水温调节功能、土壤保持功能、养分循环功能、生物多样性功能和美学景观功能，所述第二参数列表中还包括：与所述各个功能一一对应的数值表征参数；
使用非零正整数i对所述第一参数列表中元素进行区别编号，并设定其取值范围为[1，I]，其中，I为所述第一参数列表中元素的个数；
使用非零正整数j对所述第二参数列表中元素进行区别编号，并设定其取值范围为[1，J]，其中，J为所述第二参数列表中元素的个数；
构建多目标优化模型，并基于预设遗传算法运行所述多目标优化模型，基于所述多目标优化模型中预设的量化指标算法：Z＝Max(f1(x)；-f2(x)；-f3(x))，获取f1(x)、-f2(x)、-f3(x)中的最大值作为多目标优化值；
所述多目标优化模型包括：
预先设定的第一目标优化公式：用于优化特定区域内生态系统的功能总价值，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内对j功能的单位面积供给量，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内对j功能的产出系数，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的权重系数，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的面积比例；
所述多目标优化模型还包括：
预先设定的第二目标优化公式：用于优化特定区域内生态系统的功能的需求供给总量，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内对j功能的单位面积供给量，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的权重系数，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的面积比例，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内对j功能的需求供给总量；
所述多目标优化模型还包括：
预先设定的第三目标优化公式：用于优化特定区域内生态系统的污染排放量，
表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的权重系数，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的面积比例，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内单位排放量中的污染浓度，用生化需氧量值BOD作为其值，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内的污染排放系数；
所述多目标优化模型还包括：预先设定的约束条件，包括参数非负约束、供给总量约束、用户需求量约束和污染排放达标约束，其中：所述参数非负约束包括
所述供给总量约束包括：其中，/>表示第i类生态系统在所述特定区域k内的可供给总量；所述用户需求量约束包括：
其中，表示第i类生态系统在所述特定区域k内的用户需求总量下限值，/>表示第i类生态系统在所述特定区域k内的用户需求总量上限值，所述用户需求总量上限值为用户的实际需求总量，所述用户需求总量下限值大于等于0；所述污染排放达标约束包括：其中，P0表示规定允许的污染物排放总量上限；
K为正整数，表示预先设定的待进行自然资源资产核算的生态区域的个数，k∈K。
2.一种基于生态银行系统的多目标优化装置，其特征在于，包括：
数据库构建模块，用于构建优化参数库，其中，所述优化参数库中至少应包括：第一参数列表和第二参数列表，其中，所述第一参数列表中元素用于表征不同类型的生态系统，至少包括：农田、森林、草地、水域、湿地、荒漠，所述第二参数列表中至少包括：食物生产功能、原料生产功能、水资源供给功能、气体调节功能、气候调节功能、净化调节功能、水温调节功能、土壤保持功能、养分循环功能、生物多样性功能和美学景观功能，所述第二参数列表中还包括：与所述各个功能一一对应的数值表征参数；使用非零正整数i对所述第一参数列表中元素进行区别编号，并设定其取值范围为[1，I]，其中，I为所述第一参数列表中元素的个数；使用非零正整数j对所述第二参数列表中元素进行区别编号，并设定其取值范围为[1，J]，其中，J为所述第二参数列表中元素的个数；
优化模型构建模块，用于构建多目标优化模型，并基于预设遗传算法运行所述多目标优化模型，基于所述多目标优化模型中预设的量化指标算法：Z＝Max(f1(x)；-f2(x)；-f3(x))，获取f1(x)、-f2(x)、-f3(x)中的最大值作为多目标优化值；
所述多目标优化模型包括：
预先设定的第一目标优化公式：用于优化特定区域内生态系统的功能总价值，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内对j功能的单位面积供给量，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内对j功能的产出系数，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的权重系数，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的面积比例；
所述多目标优化模型还包括：
预先设定的第二目标优化公式：用于优化特定区域内生态系统的功能的需求供给总量，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内对j功能的单位面积供给量，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的权重系数，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的面积比例，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内对j功能的需求供给总量；
所述多目标优化模型还包括：
预先设定的第三目标优化公式：用于优化特定区域内生态系统的污染排放量，
表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的权重系数，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内所占的面积比例，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内单位排放量中的污染浓度，用生化需氧量值BOD作为其值，/>表示第i类生态系统在特定区域k范围内的污染排放系数；
所述多目标优化模型还包括：预先设定的约束条件，包括参数非负约束、供给总量约束、用户需求量约束和污染排放达标约束，其中：所述参数非负约束包括
所述供给总量约束包括：其中，/>表示第i类生态系统在所述特定区域k内的可供给总量；所述用户需求量约束包括：
其中，表示第i类生态系统在所述特定区域k内的用户需求总量下限值，/>表示第i类生态系统在所述特定区域k内的用户需求总量上限值，所述用户需求总量上限值为用户的实际需求总量，所述用户需求总量下限值大于等于0；所述污染排放达标约束包括：其中，P0表示规定允许的污染物排放总量上限；
K为正整数，表示预先设定的待进行自然资源资产核算的生态区域的个数，k∈K。
3.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1所述的基于生态银行系统的多目标优化方法的步骤。
4.一种非易失性计算机可读存储介质，其特征在于，所述非易失性计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1所述的基于生态银行系统的多目标优化方法的步骤。
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| CN202110957517.XA CN113689108B (zh) | 2021-08-19 | 2021-08-19 | 基于生态银行系统的多目标优化方法及装置 |
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| CN112668909A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-16 | 齐鲁工业大学 | 基于遗传算法的水资源优化配置方法及系统 |
-
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- 2021-08-19 CN CN202110957517.XA patent/CN113689108B/zh active Active
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