森林資源系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算-全文預(yù)覽
【正文】 徑目前，森林資源一般是指森林的面積資源和立木蓄積資源。因此，用這樣的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行的計(jì)算機(jī)仿真不可能對(duì)森林資源的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律和生滅過(guò)程作深刻、精確的描述和表達(dá)，不能對(duì)森林資源進(jìn)行準(zhǔn)確的模擬、試驗(yàn)和分析，用這樣的模型對(duì)森林資源進(jìn)行計(jì)算機(jī)仿真很難建立起森林資源現(xiàn)代化管理的計(jì)算機(jī)仿真理論和技術(shù)方法。由于計(jì)算機(jī)仿真具有模擬、試驗(yàn)、協(xié)調(diào)、控制、優(yōu)化、運(yùn)籌、決策等功能，使得其成為現(xiàn)代化管理理論的依據(jù)和最主要的系統(tǒng)方法之一。森林資源系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真與現(xiàn)代化管理*國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(79970082)李 昀**李昀，1968年出生，博士，副教授。關(guān)鍵詞 森林資源 模型 計(jì)算機(jī)仿真 現(xiàn)代化管理1 引言森林資源系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)仿真，就是借助描述森林資源系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，在計(jì)算機(jī)上對(duì)森林資源系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律和生滅過(guò)程進(jìn)行各種模擬、試驗(yàn)和計(jì)算分析。它們都不是根據(jù)森林資源的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律和生滅過(guò)程而推出的數(shù)理方程，這些模型都不能從空間和時(shí)間狀態(tài)同時(shí)對(duì)森林資源的“生”、“長(zhǎng)”、“死”及動(dòng)態(tài)變化規(guī)律作出深刻而準(zhǔn)確的描述和表達(dá)。2 森林資源系統(tǒng)仿真的數(shù)學(xué)模型森林資源是森林的數(shù)量和質(zhì)量的統(tǒng)一標(biāo)度和表達(dá)，是森林具有財(cái)產(chǎn)和價(jià)值的屬性部分。根據(jù)森林資源是由許許多多一維、二維……n維等數(shù)量分布結(jié)構(gòu)組成，并依據(jù)森林資源分布結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律和生滅過(guò)程推導(dǎo)出了描述森林資源分布結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)變化規(guī)律和生滅過(guò)程的數(shù)理方程。平均年齡分布的分布結(jié)構(gòu)變化方程： (6 )(7)森林資源分布結(jié)構(gòu)變化方程的一般形式（通式方程） (7 )以上均為方程的連續(xù)型模型。由于森林資源是由各種分布結(jié)構(gòu)組成，因此森林資源就得到了描述。3 森林資源計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算的主要內(nèi)容森林資源系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真的關(guān)鍵是對(duì)偏微分方程進(jìn)行求解，即如何將數(shù)學(xué)模型變?yōu)榉抡婺Ｐ汀⑵淙我鈺r(shí)間t的起始（初值）狀態(tài)p(0)、生的狀態(tài)φ(t)、長(zhǎng)的狀態(tài)Ψ(t)、死的狀態(tài)μ(t)等值代入方程，可得到系統(tǒng)（森林資源分布結(jié)構(gòu)）在各個(gè)不同時(shí)間，不同的生、長(zhǎng)、死狀態(tài)下的狀態(tài)值，從而在計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)森林資源分布結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)度化和生滅過(guò)程的模擬仿真計(jì)算。②森林資源現(xiàn)狀分析計(jì)算。由于描述森林資源分布結(jié)構(gòu)的數(shù)學(xué)模型是數(shù)理方程即理論模型，因而所有描述森林資源質(zhì)量和數(shù)量的指標(biāo)參數(shù)都可以通過(guò)它的狀態(tài)函數(shù)而計(jì)算出來(lái)。而這些基本函數(shù)的值在已知t時(shí)的狀態(tài)值P(t)，起始狀態(tài)（初值）的值P(0)及其它基本函數(shù)值的情況下，無(wú)論是通過(guò)方程的連續(xù)型模型還是離散型模型都可以求出。這是計(jì)算機(jī)仿真的一大優(yōu)點(diǎn)，人工計(jì)算是不可想象的。就是由現(xiàn)在的一種不合理（不理想）的分布結(jié)構(gòu)狀態(tài)出發(fā)，在一定時(shí)間內(nèi)或在最短的時(shí)間內(nèi)通過(guò)不斷的調(diào)整控制變量，平穩(wěn)過(guò)渡到理想（合理）的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，是一個(gè)控制問(wèn)題。例如森林資源的可持續(xù)發(fā)展的定量描述只有通過(guò)描述森林資源的數(shù)理方程而建立的控制理論和方法、仿真理論和方法才能建立和完成。這樣編制出的方案是一個(gè)靜態(tài)、一成不變的東西，是憑人的某種主觀意識(shí)和經(jīng)驗(yàn)而編制的。借助森林資源的數(shù)理模型，在計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)森林資源系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化和模擬仿真，從而達(dá)到制定各種最佳方案并加以實(shí)施，做到時(shí)時(shí)掌握森林資源系統(tǒng)的變化情況以及發(fā)展趨勢(shì)。(1)基本參數(shù)的提取的計(jì)算在進(jìn)行森林資源的計(jì)算機(jī)仿真計(jì)算時(shí)，需要基本參數(shù)即郁閉成林率φ(t)，生長(zhǎng)率ψ(t)，死亡率μ(t)才能進(jìn)行各種模擬計(jì)算。根據(jù)這些基本函數(shù)的物理意義、特點(diǎn)和規(guī)律可以從許多外推的數(shù)學(xué)方法中選取適合于基本函數(shù)的特點(diǎn)和需要的外推方法進(jìn)行外推計(jì)算。對(duì)各種指標(biāo)參數(shù)的計(jì)算給出公式或計(jì)算方法并編成軟件，在森林資源仿真計(jì)算時(shí)可隨時(shí)調(diào)用。有了這樣的計(jì)算公式及其軟件就能順利進(jìn)行森林資源計(jì)算機(jī)仿真中的各種數(shù)值的年度計(jì)算。因此它是森林資源
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