生态仿真平台开发与研究报告

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1、-宁波理工学院毕业论文（设计）开题报告（含文献综述、外文翻译）题目：生态仿真平台的开发与研究姓名：梁亮学号：3020815151分院（系）信息科学与工程分院专业班级：计算机科学与技术5指导教师：.---开题日期2006年3月31日文献综述内容引言：20世纪90年代以来，基于Agent的仿真建模技术被广泛应用于社会、经济和生态等领域的研究。这种建模技术利用人工智能和计算机科学领域的最新研究成果，在微观层次上构造Agent行为，进而由微观Agent行为推导出宏观效应。它是一种自下而下面向对象的仿真方法，可直接模拟组成系统的主体，以及Agent与Agent之间的相互作用，从而研究系

2、统的整体行为。生态学理论体系认为，生态学应当借鉴生物进化理论，把生态系统作为由智能个体组成的复杂系统进行研究。在这种研究方法中组成生态系统的个体被称为生态主体，它具有认知与适应学习能力，简单的个体行为组成了复杂多变的生态景象。在基于Agent的仿真中，个体的生命由其行为来表现，而行为是基于规则产生的。Agent和面向Agent系统技术已成为人工智能和计算机科学领域发展最快的课题之一。①研究方向：在当今社会，研究的主要采用元胞自动机和swarm平台相结合的方式。元胞自动机：每一个元胞的状态变化都是一种计算。我们可以把每一个元胞都看作一台计算机，这样元胞自动机就是一种计算模型。元

3、胞自动机每个元胞的变化是同步进行的，也就是对信息的处理是同步进行的，特别适合于并行计算。元胞自动机可能是下一代并行计算机的雏形。元胞计算是目前的研究热点。其特点是大量和并行，跟传统的冯·诺伊曼计算机结构不同。Swarm是由美国SantaFe研究所基于CAS理论开发的多主体软件工具集。它采用多主体模拟的方法，对复杂适应系统进行模拟仿真。Swarm的核心是一个面向对象的框架，用以定义在仿真中互相作用的主体和其它对象的行为。大多数Swarm的模拟程序包括四类对象：ModelSwarm，ObserverSwarm，模拟主体和环境。其中，ModelSwarm和ObserverSwarm

4、是swarm类的子类，swarm类是Swarm模拟的基本构造块，一个swarm是一系列对象以及这些对象的行为时间表的组合。不同的模拟系统具有不同的环境，例如，生态系统通是一个二维的平面环境，即Swarm中提供的.---Grid2D。在生态领域的仿真实验中，Swarm的建模思想是建立一系列独立的主体，并通过独立事件之间进行交互作用，考察和研究系统的行为和演化规律。Swarm是一个人工世界，其中主体与对象起着十分重要的作用。主体是一个在其状态和行为规则的基础上能够与其他代表相互作用的自主实体，而对象是一个包含变量的数据结构，这些变量能够记录对象的状态与功能。①国内外现状与进展情况

5、：当今社会，计算机技术已经获得了非常大的进步与发展。计算机仿真的技术已经得到了一定的开发和应用。计算机上进行系统模型试验的过程称为计算机系统仿真，日臻完善的计算机仿真技术为解决数学模型应用提供了可能性，且广泛地应用于科学研究、工程设计、技术训练等课题中，成功地为工业设备的设计、经济管理方案的验证、飞行员和驾驶员的训练、军事演习的实施、航天技术等各种技术难题指标的确定节约了资金、缩短了周期、提高了效率，甚至使诸如原子反应堆、飞机发动机的运行过程和地震发生机制等人不可及的危险场合的研究成为可能。计算机在一些研究中弥补人们在智力、能力和效率上的不足。运用计算机仿真来探索生命活动的过

6、程和行为不仅是有益和可行的，也是势在必行的。通过对生命活动过程计算机仿真方法的初步研究，探索利用计算机资源实现生物数学模型在其实践中的有救应用方法和生命科学与数理科学有机结合的途径，并将这些基本方法推广到各种生命活动过程的计算机仿真中，能更好地起到衔接生命科学数学模型及与之相关的生命科学实践的作用③存在问题生态系统是一个复杂的系统，计算机对此的模仿暂时只是一定程度上的仿真。不过也具有参考价值和意义。有限元胞自动机的可能性空间随着空间的扩大呈指数增长。比如100个网格的元胞自动机要穷尽一遍可能性需要2100步骤，大概是1后面跟30个0.---，对于这种大数目的可能状态，虽然它肯

7、定是有限的，然而我们已经可以认为穷尽可能性不可能了。在用程序进行模拟的时候，只要初始个数达到一定大小，就认为已经足够模拟真实世界了。从而我们说，混沌型和复杂型，是相对于那种少量几步就开始循环的周期来说的。经过swarm中的gameoflife的验证，模型的周期现象根据参数和数据的不同，有不同程度的重复存在。文献综述：《元胞自动机模型与黄河三角洲侵蚀仿真》元胞自动机模型与黄河三角洲侵蚀仿真，是一个利用元胞自动机进行对黄河出海口侵蚀以及冲刷的仿真研究，主要利用的是元胞自动机原理进行模仿，它的核心思想是：利用