基于改进蝴蝶优化算法的土壤水动力参数反演

来源：湖北农业科学杂志2025年第5期北京时间：

作者：刘学, 梁素钰, 祝彦杰, 王怀宇

单位：黑龙江省生态研究所/黑龙江省森林生态与林业工程重点实验室,哈尔滨 150081

摘要：针对如何选择有效方法获取用来反映土壤中水分运动过程的参数,提出基于改进蝴蝶优化算法（IBOA）的水动力参数反演模型。在阐述土壤水分运动方程的基础上,首先利用蝴蝶优化算法（BOA）通过全局搜索和局部搜索相结合的方式来寻找最优解,并通过随机游走算法对BOA中的切换概率进行取值,从而对算法易陷入局部最优的情况进行改进;其次将改进后的算法应用在HYDRUS-1D软件模拟非饱和土壤水分在初始含水量均匀分布条件下的数据中,最后选择合适的目标函数,利用改进蝴蝶优化算法进行反演。结果表明,改进蝴蝶优化算法的参数反演值的平均相对误差为0.22%~3.60%,能够较好地反演土壤水动力参数。改进蝴蝶优化算法能有效提高估计参数的准确率,获得更高质量的全局最优解。

关键词：蝴蝶优化算法,随机游走算法,土壤水动力参数,目标函数

基金资助：黑龙江省省属科研院所科研项目(SCZF2023-01-08; CZKYF2022-1-B032)