第5章 模型库及其管理系统.

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1、第五章模型库及其管理系统（模型库子系统）主要内容：1、模型基本概念及功能2、模型构建技术3、模型管理技术21、模型与模型库的基本概念模型法是认识客观世界的三种方法（逻辑推理、实验方法、模型法）之一；客观世界的实际系统极其复杂的建模要抓住本质属性和因素模型比客观时间更简单、更抽象1.1模型的概念3一切客观存在的事物及其运动形态统称为实体。实体是一个复杂的对象、过程或系统。为了理解、研究实体，人们总是把自己对客观实体的观测及认识加以组织，形成概念体系，这种概念体系被称为模型。模型(Model)是以某种形式对一个系统的本质属性的抽象描述，以揭示系统的功能、行为及其变

2、化规律。4在决策活动中，实体就是所要解决的问题及该问题的环境。决策模型就是对问题状态和相应对策方案之间关系的描述。模型是研究复杂实体的一种手段，利用这一手段，可以认识实体的本质和规律，以改造、适应和推动实体的发展。复合模型由多个子模型组成，子模型本身又可分解成几个更小的模型，小到不能再分的模型称为原子模型。5（1）模型比现实世界容易操作（2）容易理解实际问题（3）易于抓住事物的发展规律（4）降低成本（5）可以找出系统的影响因素模型特点：数学模型表现形式为：方程、算法和程序。计算机中采用模型程序形式，用数值计算语言编制。数据处理模型对数据库中数据的处理，数据处理

3、模型的基本工作为对数据的选择、投影、旋转、排序和运算等。用数据库语言编制。模型库中模型的种类及其表示图形、图象模型主要用于人机交互图形模型表示为：向量数据形式或绘图程序形式图象模型表示为：点阵数据形式报表模型人机交互的输出形式报表模型表示为：程序形式智能模型主要是人工智能的专家系统，通过知识推理达到专家解决问题的能力。8（1）农业模型概念:就是仿各种农业物体或农业过程的一种替代物。如：实物模型（作物或昆虫标本、农机具样品）图形模型（作物、病虫害图片，或作物生长过程中的图片）数学模型、计算机模型。实质是将数据转换成辅助决策信息的工具，人们通过对模型的认识来增加对

4、农业生产过程的理解。建立模型绝不能考虑所有因素和属性，否则，不但不能解决实际问题，反而把问题搞复杂化。1.2农业模型的概念、分类和特点按不同的功能特征以及建模的目的和方法大致可以分为以下几种类型：经验(Experiential)模型和机理(Mechanistial)模型前者建立在数据统计分析的基础上，较少涉及机理性，偏重于模型的预测性和应用性；后者对内在机理有较好的阐释，强调模型的解释性和研究性。描述性(Descriptive)模型和解释性(Explainatory)模型前者以简单的方式描述一个系统的行为，而对引起行为的机理，模型较少或根本不予以反映，描述性模

5、型可以通过测定的试验数据推导出来，其建立相对比较简捷；（2）农业模型的分类图表明真实观察值如何被分析和综合引入解释性模型来模拟系统行为的图示解释性模型系统模拟描述，分析模型化现象真实现象过程过程过程过程过程过程模型构建统计(Statistical)模型和过程(Process)模型前者是一种最常使用的模型，主要通过对数据进行多重回归来预测系统的表现，其解释性较差，并且局限于试验资料所在地特定的大气、土壤条件和品种类型，难以推广到不同的环境条件和品种类型；后者用于定量描述生物与非生物的一些基本过程，具有较好的机理性和解释性，适用于不同环境条件和生产系统。应用(Ap

6、plication)模型和研究(Research)模型前者主要倾向于应用推广，因而具有便于使用、较粗放和应用方向比较单一的特点；后者主要用于科研，对其机理性要求较高，因而具有操作复杂、参数较多、灵敏度高的特点。但总体上，所有农业模拟模型从更微观的层次看都可认为是经验性模型，而从更宏观的层次看又都是机理性模型。因此，任何一个模拟模型都体现了经验性和机理性的相对平衡和协调。如果按不同的学科领域进行分类，农业模拟模型大概有作物生长模型，动物生长模型，农业气象模型，土壤水肥模型，种植制度模型，农业生产力模型，耕地质量评价模型，病虫害预测模型等不同方面。其中，农作系统模

7、拟模型的研究具有较好的代表性和先进性，目前国际上公认较为优秀且应用广泛的作物生长模拟模型有美国的CERES系列模型和荷兰的SUCROS模型等。13（3）农业模型的特点农业模型的特点：(1)复杂性和多元性；指农业生产的复杂性与影响因素的多样性，建立的模型也是复杂的、多样的。(2)整体性和系统性；既使一个较小规模的农业模型，如作物病虫害的模型，也应完整地考虑与该病害有关的农业生物（子系统）、农业环境（子系统）、农业技术（子系统）和农业社会经济（子系统）。14(3)动态性和阶段性；是指动植物生长发育的过程是随时间而变化的；作物从播种到收获，畜禽从出生到死亡，都会经历

8、必需的阶段。(4)连续性和离散性；农业