農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)模型與模型化(已修改)
2025-01-08 21:18 本頁面
【正文】 第三章 系統(tǒng)模型與 模型化 ?概述 ?解釋結(jié)構(gòu)模型（ ISM） ?ISM實例分析 ?投入產(chǎn)出分析 第一節(jié) 概述 一、基本概念 模型 —— 對現(xiàn)實系統(tǒng)抽象表達(dá)的結(jié)果。 特征： 它是現(xiàn)實世界部分的抽象或模仿； 它是由那些與分析的問題有關(guān)的因素構(gòu)成； 它表明了有關(guān)因素間的相互關(guān)系。 模型化就是為了描述系統(tǒng)的構(gòu)成和行為，對實體系統(tǒng)的各種因素進(jìn)行適當(dāng)篩選后，用一定方式（數(shù)學(xué)、圖像等）表達(dá)系統(tǒng)實體的方法。 二、模型化的本質(zhì)、作用及地位（見圖 31） ： 利用模型與原型之間某方面的相似關(guān)系，在研究過程中用模型來代替原型，通過對于模型的研究得到關(guān)于原型的一些信息。 ： ①模型本身是人們對客體系統(tǒng)一定程度研究結(jié)果的表達(dá)。這種表達(dá)是簡潔的、 形式化的。②模型提供了脫離具體內(nèi)容的邏輯演繹和計算的基礎(chǔ)，這會導(dǎo)致對科學(xué)規(guī)律、理論、原理的發(fā)現(xiàn)。③利用模型可以進(jìn)行“思想”試驗。 ： 模型的本質(zhì)決定了它的作用的局限性。它不能代替以客觀系統(tǒng)內(nèi)容的研究，只有在和對客體系統(tǒng)相配合時，模型的作用才能充分發(fā)揮。 實際系統(tǒng) 結(jié)論 模型 現(xiàn)實意義 模型化 實驗 、 分析 解釋 比較 圖 31系統(tǒng)模型（化）的作用與地位 三、模型的分類與模型化的基本方法 A—— 概念模型 A1（思維或意識模型 A11。 字句模型 A12。 描述模型 A13） 符號模型 A2（圖表模型 A21。數(shù)學(xué)模型 A22） 仿真模型 A3 形象模型 A4（物理模型 A41。圖像模型 A42） 類比模型 A5 B—— 分析模型 B1[通常用數(shù)學(xué)關(guān)系式表達(dá) ] 仿真模型 B2[主要基于“計算機導(dǎo)向” ] 博弈模型 B3[主要基于“人的行為導(dǎo)向” ] 判斷模型 B4[基于專家調(diào)查的判斷 ] C—— 結(jié)構(gòu)模型 C1 數(shù)學(xué)模型 C2 仿真模型 C3 D—— 實體模型 D1（實物模型 D11。模擬模型 D12） 抽象模型或符號模型 D2（ 數(shù)學(xué)模型 D21。 結(jié)構(gòu)模型 D22； 仿真模型 D23。 …… ） ? 機理法或分析方法 （ A22,B1,B3,C2,D21） ? 實驗方法 ：擬合法 —— “理論”導(dǎo)向 經(jīng)驗法 —— “數(shù)據(jù)”導(dǎo)向 （ A22,B1,C2,D21） 模擬法 —— “計算機”或“實物”導(dǎo)向 （ A3,A4,B2,C3,D1,D23） ? 專家法或老手法 （ A21,B4,C1,D22） ? …… 四、建模一般過程 （ 1）明確建模目的和要求； （ 2）弄清系統(tǒng)或子系統(tǒng)中的主要因素及其相互關(guān)系 ； （ 3）選擇模型方法； （ 4）確定模型結(jié)構(gòu)； （ 5）估計模型參數(shù)； （ 6）模型試運行； （ 7）對模型進(jìn)行實驗研究； （ 8）對模型進(jìn)行必要修正。 幾種典型的系統(tǒng)模型 1. ISM（ Interpretative Structural Modeling） 2. SS （ State Space） 3. SD （ System Dynamics） 4. CA （ Conflict Analysis） 5. 新進(jìn)展 —— 軟計算或“擬人”方法（人工神經(jīng) 6. 網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法等）； 7. 新型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)（ Petri網(wǎng)等）； 8. …… 第二節(jié)、解釋結(jié)構(gòu)模型（ ISM） 一、結(jié)構(gòu)模型簡介 結(jié)構(gòu)模型就是應(yīng)用有向連接圖來描述系統(tǒng)各要素間的關(guān)系，以表示一個作為要素集合體的系統(tǒng)模型。 1.幾個基本概念 要研究一個由大量單元組成的各單元之間又存在著相互關(guān)系的系統(tǒng)，必 須了解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，可以建立系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型。 解析結(jié)構(gòu)模型(ISM)屬于靜態(tài)的定性模型， 它的基本理論是圖論的重構(gòu) 理論，通過一些基本假設(shè)圖、矩陣的有關(guān)運算可以得到可達(dá)性矩陣。 有向圖：用帶箭頭的方向線連接各單元之間的圖。 關(guān)系圖：表示系統(tǒng)結(jié)構(gòu)之間關(guān)系的圖。 關(guān)系矩陣：關(guān)系圖所對應(yīng)的矩陣。 鄰接矩陣：用來表示各單元之間直接的連接關(guān)系。 可達(dá)性矩陣：D是由n個單元組成的系統(tǒng)S＝{e1,e2,...,en}的關(guān)系圖。 元素為 的nn矩陣M，稱為圖D的可達(dá)性矩陣。如果從ei出發(fā)經(jīng)過k段支路到達(dá)ej,則 說ei到ej是可達(dá)的且“長度”為k。 2.可達(dá)性矩陣的劃分 為由可達(dá)性矩陣尋求系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模型，需要對可達(dá)性矩陣給出的各單元間 的關(guān)系加以劃分。下面介紹由可達(dá)性矩陣誘導(dǎo)的幾種重要的劃分 1.幾個基本概念 要研究一個由大量單元組成的各單元之間又存在著相互關(guān)系的系統(tǒng)，必 須了解系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，可以建立系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型。 解析結(jié)構(gòu)模型(ISM)屬于靜態(tài)的定性模型， 它的基本理論是圖論的重構(gòu) 理論，通過一些基本假設(shè)圖、矩陣的有關(guān)運算可以
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