人地關(guān)系分析的自主體模擬理論框架及其平臺開發(fā)研究

1、人地關(guān)系分析的自主體模擬理論框架及其平臺開發(fā)研究【摘要】：本研究以人地關(guān)系理論為出發(fā)點, 提出了地理學研究中基于自主體模擬 (ABS,Age nt-BasedSimulati on)的 建模理論框架，并通過計算機編程構(gòu)建了基于 GIS的基于自主體模擬 環(huán)境(GBASE,Gis-BasedAgentSimulationEnvironment)?；诖死碚摽?架和建模平臺，對中國歷史人口演化做了應用研究，展開了深入分析與 討論。論文撰寫遵循文獻回顧 一理論框架探索一系統(tǒng)分析一系統(tǒng)構(gòu)建 系統(tǒng)應用一總結(jié)討論的研究思路，將全文分為六章。第一章，從對自 主體和基于自主體模擬的概念界定出發(fā)，討論了基于自主體

2、模擬在地 理計算中的應用，最終提出面向地理學研究的基于自主體模擬平臺開 發(fā)的必要性?；谧灾黧w模擬是以若干自主體模擬客觀世界，以自主體間的交互模擬系統(tǒng)動態(tài)性和復雜性的建模方法，它作為地理計算中 的又一種新興的建模方法在地理計算中得到了廣泛的應用，主要包括:土地利用類型變化模擬、城市演化模擬、房產(chǎn)選購模擬、人群行為模 擬、地理事件模擬、游憩行為模擬以及歷史地理演化模擬等等。基于 自主體模擬的應用之所以能得到不斷拓展，離不開其系統(tǒng)開發(fā)平臺的 不斷推陳出新，目前使用的普適性平臺主要包括 Swarm、NetLogo、 Repast等等,但這些平臺以及其所基于的建模思想都不是針對地理學 應用而建立的，因

3、而當被用于地理學研究的基于自主體建模時存在不 足，特別是缺乏地理學研究中的多層次性。因此，本研究提出要建立一 個面向地理學研究應用的基于自主體建模的理論框架及其軟件平臺。第二章，基于對傳統(tǒng)人地關(guān)系理論的討論，分析了基于自主體模擬在人 地關(guān)系定量研究中的作用，提出了基于人地關(guān)系理論的基于自主體模 擬的理論框架。地理學意義下的基于自主體建模是物理粒子按行為規(guī) 則在地理環(huán)境中進行行為活動的模擬，它反映了人與地理環(huán)境交互影 響的過程,是人地關(guān)系思想的集中體現(xiàn)?；谧灾黧w模擬能有效模擬 復雜的人與社會系統(tǒng)的微觀交互，并能檢驗應用于宏觀層面的規(guī)則的 有效性?；趯Φ乩韺W意義下基于自主體建模的認識，論文提出

4、要建立人地關(guān)系意義下基于自主體模型的理論框架必須包含三個關(guān)鍵部 件,即:地理環(huán)境自動機、個體自主體、組自主體。地理環(huán)境自動機是 基于元胞自動機對地理環(huán)境的建模；個體自主體是對地理環(huán)境中具有 自主行為決策能力的地理實體的基于自主體建模；而組自主體則是多 個個體自主體或組自主體的集合，組自主體和其所包含的個體自主體 或組自主體分別屬于不同的研究層面，層層嵌套以此反應地理學研究 中的多層次性。組自主體是本文提出來的適應具有多層次復雜系統(tǒng)的 概念。第三章，在提出人地關(guān)系意義下基于自主體模擬的理論框架之 后,研究的目標是將之在計算機編程環(huán)境中開發(fā)實現(xiàn)，成為具有二次開 發(fā)能力的結(jié)合GIS的基于自主體模擬平

5、臺，即本文后來開發(fā)的GBASE 軟件平臺。因此，第三章從面向Age nt的軟件工程思想出發(fā)，進行了系 統(tǒng)需求分析，分別從控件創(chuàng)建需求、用戶腳本編寫需求、腳本解析需 求以及GBASE平臺的非功能性需求進行了剖析。為了實現(xiàn)系統(tǒng)的功 能性需求和非功能性需求，本研究最終提出以Delphi和FastScript為系 統(tǒng)實現(xiàn)技術(shù)手段，將系統(tǒng)分為四大模塊，即控件生成模塊、用戶腳本管 理模塊、類庫模塊、腳本解析模塊，并將理論框架中提出的三大部件 對應到系統(tǒng)實現(xiàn)中的三大核心 Age nt類,從地理學研究的需求出發(fā)，分 析設計了他們的屬性和方法。第四章，為了滿足GBASE系統(tǒng)用戶二次 開發(fā)的使用需求，論文深入分析

6、FastScript使用的關(guān)鍵技術(shù)，解決了動 態(tài)控件創(chuàng)建問題、用戶代碼管理問題、FastScript對地理信息數(shù)據(jù)的 訪問、操作問題、動態(tài)控件與 FastScript以及GBASE平臺后臺類庫 綜合的問題等系統(tǒng)開發(fā)的技術(shù)難點。最終實現(xiàn)了 GBASE系統(tǒng),這是一 個面向地理學應用，能進行基于自主體模擬的二次開發(fā)的軟件平臺。 系統(tǒng)的主要功能包括：用戶控件創(chuàng)建、用戶腳本編輯以及類庫使用功 能，其中包含了通過簡單函數(shù)調(diào)用實現(xiàn)地理信息數(shù)據(jù)導入的功能，方便 了地理學研究中結(jié)合GIS的基于自主體建模的系統(tǒng)開發(fā)。第五章，基 于前文提出的人地關(guān)系意義下的基于自主體模擬理論框架以及所開 發(fā)的GBASE平臺,我們就

7、中國歷史人口地理演變展開了系統(tǒng)應用研 究。該應用以地理環(huán)境自動機模擬地理環(huán)境，以個體自主體模擬人口 粒子，將省區(qū)定義為組自主體，建立了包含氣候、農(nóng)業(yè)、社會影響因素 的中國2000年來人口地理演變模型，并在GBASE平臺上對該模型進 行了編程實現(xiàn)，模擬實現(xiàn)了中國2000年來歷史人口地理演變過程，相 關(guān)的情景模擬分析結(jié)果表明：中國各省農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力的初始差異決定 了人口分布的基本格局，是人口分布特征的內(nèi)在因素，對人口分布演化 具有深遠的影響；中國人口分布南北格局的轉(zhuǎn)變發(fā)生在 910A.D左右, 該人口分布格局形成的主要動力在于安史之亂導致的戰(zhàn)禍和動蕩的 社會條件；中國人口東西部分布的顯著差異形成于

8、1240-1250A.D 左右，其中,1230-1260A.D.的氣候突變對東西部人口分布格局具有關(guān)鍵 推動作用；氣候變化對2000來歷史人口分布的全局演化起了主導驅(qū)動 作用，并以1230-1260A.D.的氣候突變?yōu)檗D(zhuǎn)折表現(xiàn)為階段性影響差異； 中國歷史時期人口重心持續(xù)向東南方向轉(zhuǎn)移，且人口重心在緯向上的 擺動幅度大于經(jīng)向在上的變化幅度，即中國歷史人口數(shù)量在南北方向 上的格局變化較東西方向上的格局變化顯著。另外，通過該應用，我們也發(fā)現(xiàn)了 GBASE系統(tǒng)尚存的不足之處，予以了討論分析。第六章，對 論文進行了總結(jié)和討論，展望下一步系統(tǒng)可深化、改進之處。【關(guān)鍵 詞】：地理計算人地關(guān)系基于自主體模擬建

9、模平臺歷史人口地理演變【學位授予單位】：華東師范大學【學位級別】：博士【學位授予年份】：2008【分類號】：P209【目錄】：前言6-8摘要8-11Abstract11-14目錄14-17第一章引論 17-461.1地理計算17-211.1.1地理計算的興起與發(fā)展17-191.1.2地理 計算的分類19-211.2基于自主體模擬21-271.2.1自主體21-231.2.2基 于自主體模擬23-251.2.3基于自主體模擬與元胞自動機的耦合 25-271.3基于自主體模擬在地理計算中的應用27-381.3.1 土地利用類型變化模擬27-291.3.2城市演化模擬29-311.3.3房產(chǎn)選購模擬

10、311.3.4 人群行為模擬31-321.3.5地理事件模擬32-331.3.6游憩行為模擬 33-341.3.7歷史地理演化模擬34-351.3.8基于自主體模擬的建模優(yōu)點 35-371.3.9基于自主體模擬功能總結(jié)37-381.4基于自主體模擬的平臺腹有詩書氣自華研究 38-451.4.1Swarm平臺 39-411.4.2NetLogo平臺 41-44143研究問 題的提出44-451.5論文結(jié)構(gòu)45-46第二章人地關(guān)系下基于自主體建模 的理論框架46-642.1人地關(guān)系46-502.1.1解讀人地關(guān)系46-482.1.2人 對地的作用48-492.1.3地對人的作用49-502.2人地

11、關(guān)系的建模方法 50-542.2.1人地關(guān)系的研究方法50-532.2.2基于自主體建模與人地關(guān) 系研究53-542.3人地關(guān)系理論下 ABS的建模思想及構(gòu)架54-632.3.1 建模理論構(gòu)架概述54-552.3.2地理環(huán)境自動機55-582.3.3個體自主體 58-612.3.4組自主體61-632.4小結(jié)63-64第三章GBASE平臺系統(tǒng)設 計64-863.1面向Age nt的系統(tǒng)設計思想64-673.1.1從面向?qū)ο笙到y(tǒng)設 計到面向Age nt系統(tǒng)設計64-653.1.2面向Age nt系統(tǒng)設計的方法步驟 65-673.2GBASE平臺需求分析67-723.2.1控件創(chuàng)建的需求分析 67

12、-683.2.2腳本編寫的需求分析68-713.2.3腳本解析的需求分析 713.2.4GBASE平臺的非功能需求分析71-723.3GBASE系統(tǒng)概要設計 72-733.3.1系統(tǒng)技術(shù)路線72-733.3.2系統(tǒng)概要設計733.4GBASE平臺 核心Age nt類的設計73-853.4.1地理環(huán)境自動機 Age nt類的設計 74-773.4.2個體自主體 Age nt類的設計77-803.4.3組自主體Age nt類 的設計80-833.4.4三個核心類之間的聯(lián)系83-853.5小結(jié)85-86第四章 GBASE開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)問題及系統(tǒng)實現(xiàn)86-1104.1系統(tǒng)實現(xiàn)中的關(guān)鍵技術(shù)問題86-87

13、4.2FastScript使用的關(guān)鍵技術(shù)分析 87-944.2.1FastScript簡介 87-894.2.2FastScript使用的關(guān)鍵技術(shù) 89-944.3GBASE系統(tǒng)實現(xiàn)94-1094.3.1控件創(chuàng)建的實現(xiàn)94-1014.3.2腳 本編輯的實現(xiàn)101-1054.3.3類庫的實現(xiàn)105-1094.4小結(jié)109-110第五腹有詩書氣自華章GBASE系統(tǒng)應用一一基于自主體模擬認識2000年來中國歷史人 口地理演化110-1325.1中國歷史人口研究簡述110-1115.2中國歷史人 口地理演變的基于自主體建模 111-1205.2.1模型結(jié)構(gòu)概述112-1135.2.2地理環(huán)境自動機建模

14、113-1155.2.3組自主體建模 115-1165.2.4個體自主體建模116-1205.3中國歷史人口地理演變模型 的實現(xiàn)及結(jié)果分析120-1295.3.1模型檢驗121-1235.3.2農(nóng)業(yè)生產(chǎn)潛力 的作用分析123-1245.3.3南北方人口分布格局的轉(zhuǎn)變及其動力分析 124-1255.3.4東西部人口分布格局的形成及其動力分析125-1265.3.5現(xiàn)代人口分布形成的動力分析126-1285.3.6人口重心的轉(zhuǎn)移軌跡分析 128-1295.4應用實例小結(jié)129-1305.5GBASE系統(tǒng)應用小結(jié)130-132第 六章總結(jié)與討論132-1366.1總結(jié)132-1346.2討論134-

15、136參考文獻 136-152后記152-153本論文購買請聯(lián)系頁眉網(wǎng)站。出師表兩漢：諸葛亮先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此誠危急存亡之秋也。然侍衛(wèi)之臣不懈于內(nèi)，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇，欲報之于陛下也。誠宜開張圣聽，以光先帝遺德，恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞忠諫之路也。宮中府中，俱為一體；陟罰臧否，不宜異同。若有作奸犯科及為忠善者，宜付有司論其刑賞，以昭陛下平明之理；不宜偏私，使內(nèi)外異法也。侍中、侍郎郭攸之、費祎、董允等，此皆良實，志慮忠純，是以先帝簡拔以遺陛下：愚以為宮中之事，事無大小，悉以咨之，然后施行，必能裨補闕漏，有所廣益。將軍向?qū)?，性行淑均，曉暢軍事，試用于昔日，先帝稱之曰能”是以眾議舉寵為督：愚以為營中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優(yōu)劣得所。親賢臣，遠小人，此先漢所以興隆也； 親小人，遠賢臣，此后漢所以傾頹也。 先帝在時, 每與臣論此事，未嘗不嘆息痛恨于桓、 靈也。侍中、尚書、長史、參軍，此悉貞良死節(jié)之臣， 愿陛下親之、信之，則漢室之隆，可計日而待也 EP臣本布衣，躬耕于南陽，茍全性命于亂世，不求聞達于諸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉 屈，三顧臣于草廬之中，咨臣以當世之事，由是感激，遂許先帝以驅(qū)馳。后值傾覆，受任于 敗軍之際，奉命于危難