生態(tài)仿真平臺(tái)的開發(fā)與研究含文獻(xiàn)綜述外文翻譯畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2024-07-21 22:02 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 Disaster, Institute of Resources Science, Beijing Normal University, Beijing 100875, China 200211[3] 撒力，熊范綸 《一個(gè)基于Swarm的人工生態(tài)系統(tǒng)模型》[M] 系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào) VOL 17 No 3 may 2005 P714。[4] 丁 浩, 楊小平 （中國人民大學(xué)信息學(xué)院 北京）《SWARM—一個(gè)支持人工生命建模的面向?qū)ο竽M平臺(tái)》[M]系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào) 2002年第5月 VOL14 P570。[5] 甘 濤， 《元胞自動(dòng)機(jī)與現(xiàn)代科學(xué)中的計(jì)算主義》[D] 碩士論文 中國人民大學(xué) 北京 2004[6] 黃 樨 (南京林業(yè)大學(xué)計(jì)算中心) 《數(shù)學(xué)與計(jì)算機(jī)仿真在生態(tài)學(xué)研究中的應(yīng)用》[M]南京林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào), , , 2001 , 6366 開題報(bào)告內(nèi)容一．選題的意義： 仿真技術(shù)是高科技發(fā)展的前沿，是可對(duì)各種問題進(jìn)行多學(xué)科綜合研究的邊緣科學(xué)。生態(tài)仿真系統(tǒng)可以建立模型對(duì)生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行仿真，在時(shí)間，空間上對(duì)系統(tǒng)整體進(jìn)行運(yùn)算。具有節(jié)省開支、周期短、見效快、可控、安全無破壞性、極易修改結(jié)構(gòu)及參數(shù)、易于考慮多種因素的綜合作用等優(yōu)點(diǎn)。它可以避免一般研究方法由于難于考慮各種因素相互間的動(dòng)態(tài)影響，使研究結(jié)果與實(shí)際情況相距甚遠(yuǎn)的缺點(diǎn)，而且可以減少投資風(fēng)險(xiǎn)和避免造成人力、資金的浪費(fèi)。為此，發(fā)達(dá)國家在眾多領(lǐng)域中廣泛采用了仿真技術(shù)。：生態(tài)仿真系統(tǒng)在技術(shù)上分析，是一個(gè)建立模型的過程，并通過計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)，因此可以從建立模型和計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)兩方面考慮：元胞自動(dòng)機(jī)模型為生態(tài)仿真系統(tǒng)提供了一個(gè)具有參考價(jià)值的模型。現(xiàn)有的元胞自動(dòng)機(jī)模型理論可以作為理論基礎(chǔ)。元胞自動(dòng)機(jī)由一些被稱為“元胞”的基本部件組成，元胞可以具有一些狀態(tài)，例如或“生”或“死”，或者是7種顏色中的一種，等等。這些狀態(tài)應(yīng)該是離散的，而且元胞在某一時(shí)刻只能處于一種狀態(tài)之中，例如要么就“生”，要么就是“死”。這些元胞規(guī)則地排列在被稱為“元胞空間”的空間網(wǎng)格上。元胞的空間可以是一維、二維或多維的歐幾里德空間。網(wǎng)格是離散的，且每個(gè)網(wǎng)格只能容納一個(gè)元胞。元胞的狀態(tài)會(huì)隨著時(shí)間變化，而且時(shí)間步也是離散的。元胞的狀態(tài)變化是依據(jù)某個(gè)確定的規(guī)則。規(guī)則一般定義為：一個(gè)元胞在下一時(shí)刻的狀態(tài)由此時(shí)刻所圍繞著它的那些元胞的狀態(tài)以及它自身的狀態(tài)所共同決定。元胞空間內(nèi)的元胞依照這樣的局部規(guī)則進(jìn)行同步的狀態(tài)更新，整個(gè)元胞的空間則表現(xiàn)為在離散的時(shí)間上的變化。概括起來說，元胞自動(dòng)機(jī)是定義在一個(gè)由具有離散、有限狀態(tài)組成的元胞空間上，并按照一定局部規(guī)則，在離散的時(shí)間上進(jìn)行演化的動(dòng)力學(xué)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)可以應(yīng)用swarm平臺(tái)來操作。Swarm是復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)建立模型而設(shè)計(jì)的軟件平臺(tái)。1995 年SFI 發(fā)布了Swarm 的beta 版，此后，大約30個(gè)用戶團(tuán)體已經(jīng)安裝了Swarm并用它積極地開展建模工作，并完成了一定的論文。Swarm已經(jīng)幫助提供了討論模擬技術(shù)和方法論的焦點(diǎn)，還提供在特定的研究團(tuán)體中模型組件和庫的共享，這是智力交換的一個(gè)重要形式。最終，建立一個(gè)用于模型定義的形式化框架建立一個(gè)特定用于實(shí)驗(yàn)科學(xué)工具的計(jì)算機(jī)程序的必要標(biāo)準(zhǔn)。 開發(fā)Swarm 的目的就是通過科學(xué)家和軟件工程師的合作制造一個(gè)高效率的可信的可重用的軟件實(shí)驗(yàn)儀器，它能給予科學(xué)家們一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的軟件工具集，就象提供了一個(gè)設(shè)備精良的軟件實(shí)驗(yàn)室?guī)椭藗兗芯τ谘芯抗ぷ鞫侵圃旃ぞ摺?Swarm 實(shí)際上是一組用ObjectiveC 語言寫成的類庫，這是一種面向?qū)ο蟮腃 語言。一部分圖形界面，如圖表、按鈕和窗口，是用TCL/TK 描述的。Swarm 最初只能在Unix 操作系統(tǒng)和X Windows 界面下運(yùn)行，1998 年四月伴隨著 1 .1版的發(fā)布，Swarm 推出了可以在Windows 95/98/NT 上運(yùn)行的版本。1999 年Swarm又提供了對(duì)Java 的支持，從而使Swarm 越來越有利于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的人士使用。 Swarm的建模思想就是讓一系列獨(dú)立的Agent通過獨(dú)立事件進(jìn)行交互，幫助研究由多個(gè)體組成的復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)的行為。通過這些類庫包括許多可重用的類以支持模擬實(shí)驗(yàn)的分析、顯示和控制，即用戶可以使用Swarm 提供的類庫構(gòu)建模擬系統(tǒng)使系統(tǒng)中的主體和元素通過離散事件進(jìn)行交互。由于Swarm 沒有對(duì)模型和模型要素之間的交互作任何約束，所以Swarm 可以模擬任何物理系統(tǒng)、經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)或社會(huì)系統(tǒng)。事實(shí)上在各個(gè)廣泛的研究領(lǐng)域都有人在用Swarm 編寫程序，這些領(lǐng)域包括生物學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)物理學(xué)化學(xué)和生態(tài)學(xué)等。三、研究內(nèi)容和方法利用Swarm平臺(tái)，采用自下而上的建模思想，建立了一個(gè)人工生態(tài)系統(tǒng)，并對(duì)局部生態(tài)環(huán)境下昆蟲競(jìng)爭(zhēng)的演化行為以及互相抑制作用進(jìn)行模擬。針對(duì)不同環(huán)境條件設(shè)定相應(yīng)的仿真參數(shù)，可以得到恰當(dāng)?shù)姆N群演化結(jié)果，有助于生態(tài)管理的科學(xué)決策。所建立的人工生態(tài)系統(tǒng)模型為局部生態(tài)研究提供了嶄新的實(shí)驗(yàn)手段。采用環(huán)境、主體和行為規(guī)則集三部分組成模型，其基本框架是將局部生態(tài)環(huán)境進(jìn)行均勻的網(wǎng)格劃分，其中單元格是作物植株個(gè)體的生長空間，同時(shí)也可以被昆蟲個(gè)體作為棲息地所占據(jù)。這樣一塊就被分成了若干個(gè)“細(xì)胞”，所有的“細(xì)胞”構(gòu)成了模型建立所依據(jù)的細(xì)胞空間。植物的演化過程由其行為規(guī)則控制，這些規(guī)則決定了主體與主體之間、主體與環(huán)境之間相互作用的方式。四、關(guān)鍵問題：生態(tài)仿真的關(guān)鍵問題是模型的建立：模型建立主要包括：環(huán)境，主體，行為規(guī)則，參數(shù)和變量。環(huán)境：由一個(gè)獨(dú)立的生態(tài)環(huán)境組成，并將它設(shè)置為模型中的Space空間。供兩個(gè)物種在里面生長。 主體：由兩種植物為主體，兩種植物的生長屬性參數(shù)和行為規(guī)則不同，在同一片空間中構(gòu)成競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系。主體具有以下幾個(gè)主要參數(shù)作為植物的屬性：參數(shù)定義numAgentsA植物A初始個(gè)體數(shù)量numAgentsB植物B初始個(gè)體數(shù)量deathAgeMinA植物A 最小死亡年齡deathAgeMaxA植物A最大死亡年齡deathAgeMinB植物B最小死亡年齡deathAgeMaxB植物B最大死亡年齡行為規(guī)則：
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