基于Scheduled Sampling的种群活动区域动态仿真优化模型

陶思宇，马千里，刘红良

（湘潭大学数学与计算科学学院，湖南湘潭 411105）

在人口增长对环境占有不断扩大化、经济发展消耗自然资源量不断攀升等多种影响下，我国生态系统正面临着严峻的挑战［1］。而对于野生动物的保护，最基本的要求是通过对野生动物种群特征的刻画来确定野生动物活动范围及种群数量变化。在这个问题上，目前主要有人工调研法［2］和利用计算机进行模拟两大方法。单一的人工调研动物种群数量及活动范围往往成本高昂、耗时久且效果不太理想。部分学者提出可以采用元胞自动机对野生动物活动进行模拟演练［3］。虽然元胞自动机解决了人工调研费时费力的问题，但其本身演化规则相较实际情况而言，较为理想化，不能反映动物活动聚集性的生物特点，且存在误差在模拟过程中不断迭代累积的缺陷。

因此本文在传统CA 模型的基础上，将时间序列分析法与元胞自动机模型结合，再采用Scheduled Sampling 作为优化方法，建立了基于元胞自动机的CC-TAS优化模型。

1 基于时间序列分析法和Scheduled Sampling的仿真模型

1.1 动物种群数量的时间序列分解

要建立基于时间序列分析法的元胞自动机，首先需要分解动物种群数量所对应的时间序列。

根据确定性因素分解理论，通过离散采样得到的时间序列数据Xt在经过适当的函数变换后，可以分解成四个部分（趋势项Tt、循环项Ct、季节项St、随机项Rt）的叠加，即

趋势项Tt是个体数量的总体变化趋势，通常利用一次回归方程来拟合趋势项，即