一种土地利用空间布局人工免疫优化模型的并行化方法

摘要

一种土地利用空间布局人工免疫优化模型的并行化方法，包括分解面向土地利用空间布局优化的多目标人工免疫模型，分解结果包括种群初始化算子、目标向量计算算子、选择算子、克隆算子、变异算子、种群更新算子和解码算子；构建免疫算子数组，将需要迭代执行的算子按顺序存入免疫算子数组，需要迭代执行的算子包括克隆算子、变异算子、目标向量计算算子、选择算子、种群更新算子。种群初始化算子和目标向量计算算子一起并行执行，然后串行执行选择算子；对迭代执行的免疫算子数组，克隆算子、变异算子、目标向量计算算子依次分别并行执行，选择算子、种群更新算子依次串行执行；最后并行执行解码算子。

主权项

一种土地利用空间布局人工免疫优化模型的并行化方法，其特征在于：分解面向土地利用空间布局优化的多目标人工免疫模型，分解结果包括种群初始化算子、目标向量计算算子、选择算子、克隆算子、变异算子、种群更新算子和解码算子；构建免疫算子数组，将需要迭代执行的算子按顺序存入免疫算子数组，需要迭代执行的算子包括克隆算子、变异算子、目标向量计算算子、选择算子和种群更新算子；   面向土地利用空间布局优化的求解包括以下步骤，步骤1，种群初始化算子和目标向量计算算子的并行执行，包括根据初始种群规模M和计算资源提供的线程数N，开辟N‑1个新线程，由主控线程将M个初始抗体的生成和相应目标向量计算的任务平分到N个线程上并行执行，新种群生成并计算新种群各抗体相应目标向量完毕后，所有抗体回归到主控线程，，新开辟的N‑1个线程被注销；步骤2，进行选择算子的串行执行，包括在主控线程上进行选择操作，得到规模为X的非支配解集，其中，X为预设的解集规模数；步骤3，开始根据免疫算子数组运行，首先是克隆算子的并行执行，包括开辟N‑1个新线程，由主控线程将X个非支配解集平均分配到N个线程上，并根据克隆系数C，在每个线程上将原有的抗体复制C份，然后合并到主控线程中，形成规模为X×C的新的临时种群，新开辟的N‑1个线程被注销；步骤4，变异算子的并行执行，包括开辟N‑1个新线程，由主控线程将规模为X×C的临时种群平均分配到N个线程上，由各个线程并行地完成对分配到的抗体的变异操作，完成后将变异后的种群返回给主线程，形成规模为X×C的变异后的临时种群，新开辟的N‑1个线程被注销；步骤5，目标向量计算算子的并行执行，包括开辟N‑1个新线程，由主控线程将规模为X×C的变异后的临时种群平均分配到N个线程上，由各个线程并行地完成对分配到的抗体的目标向量计算操作，完成将各线程所得结果返回给主控线程，新开辟的N‑1个线程被注销，；步骤6，进行选择算子的串行执行，包括在主控线程上进行选择操作，得到规模为X的非支配解集，其中，X为预设的解集规模数；步骤7，种群更新算子的串行执行，包括在主控线程上进行种群更新操作，然后判断当前迭代次数是否已达到预设的迭代次数G，若达到则执行步骤8，否则返回步骤3继续根据免疫算子数组迭代操作；步骤8，解码算子的并行执行，包括开辟N‑1个新线程，由主控线程将当前的规模为X的非支配解集分配到N个线程上并行地执行解码操作，各线程将其分配到的抗体进行解码，分别以栅格文件的形式输出为土地利用空间布局优化方案；输出完毕后，各线程注销。