论文标题：A Multi-Objective Optimization Approach to Layout Planning of Bio-Retention Facilities Based on Digital Elevation Models

期刊：Landscape Architecture Frontiers

作者：Hanwen XU, Mark RANDALL, Qinghe HOU

发表时间：31 Jul 2025

DOI：10.15302/J-LAF-0-020054

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基于数字高程模型多目标优化的

生物滞留设施规划布局方法

A Multi-Objective Optimization Approach to Layout Planning of Bio-Retention Facilities Based on Digital Elevation Models

许瀚文，马克·兰德尔，侯庆贺

关键词

多目标优化；生物滞留设施；数字高程模型；地形改造；雨洪管理；遗传算法

文章亮点

• 提出一种结合数字高程模型和遗传算法的生物滞留设施布局方法

• 实现了调蓄容积、洼地面积和土方工程量的多目标优化

• 运用多目标优化方法快速优化地形设计与设施布局策略

本文引用格式

Xu, H., Randall, M., & Hou, Q. (2025). A multi-objective optimization approach to layout planning of bio-retention facilities based on digital elevation models. Landscape Architecture Frontiers, 13(5), 104-120. https://doi.org/10.15302/J-LAF-0-020054

全球城市化与气候变化背景下，为应对城市洪涝灾害与水资源短缺等问题，城市雨洪管理的重要性愈发凸显。生物滞留设施通过径流存蓄、峰值削减等功能在雨洪调蓄管理系统中发挥着关键作用。其中，地表高程通过影响洼地区域、径流路径和调蓄容积，直接关系到设施选址与布局。本研究将数字高程模型（DEM）栅格单元视作优化变量，构建地表高程与布局目标之间的联动关系，采用非支配性排序遗传算法-II（NSGA-II）实现调蓄空间与设施布局求解。以哥本哈根某地块为例，设置不同的约束情景对优化方法进行测试，结果表明该方法可基于调蓄容积最大化、洼地面积最大化、改造土方量最小化3个目标快速生成解集。解集的地表高程变化呈现明显的空间差异与调蓄效益梯度。本文进一步探讨了优化计算效率、解集概率可视化和生物滞留设施布局策略，为识别潜在雨洪调蓄空间及蓝绿基础设施规划提供了可行思路与方法参考。

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