极快速回火退火算法在模拟土壤水分中的应用

2013-08-14吕海申陈建生

重庆理工大学学报(自然科学) 2013年6期

关键词：模型

王蒙，吕海申，陈建生

(河海大学 a.土木与交通学院;b.水文水资源学院;c.地球科学与工程学院，南京 210098)

人类的生存依赖于土壤水系统和由它支持的植物生命，因此对土壤水的研究具有十分重要的意义。虽然土壤水分可以直接进行观测，但是长时间大范围的连续观测比较困难，且常规测量土壤水分的方法费时费力，测点少，缺乏代表性。

1983年Kirkpatrick 等人意识到组合优化与物理退火的相似性，同时受Metropolis 准则的启发，提出了模拟退火算法。模拟退火算法是一种非常适合求解大规模组合优化问题的算法，特别适合求解非线性完全问题［1］。极快速回火退火算法是改进的模拟退火算法，既可以处理所有的非线性、不连续性和随机性的成本函数［2］，也可以处理施加任意边界条件和约束的成本函数。它可以在一定的代码下简单运行，且与其他的非线性优化模型相关度很小［3］，在统计学意义下能找到一个最优解。

数值预报不是一个精确的初值问题，这在理论上奠定了数据同化的合理性。数据同化的基本假设是模型的模拟结果和观测值都有一定的不确定性，所以需要利用一定的数据同化方法融合这2种来源的数据，进而得到一个更优的结果。