融合工业服务生态建模的共享服务设计机理及方法

随着电力网络的发展,电力数据的规模与维数急速增长,亟须构建共享服务管理平台,因而介绍国内外在电网共享服务管理的现状,阐述基于SOA(service-oriented architecture)的生态建模。重点探究共享服务的设计机理。基于共享服务功能对平台架构进行分析与设计,着重介绍共享服务平台的业务部分。通过对电网的故障抢修效果进行评估分析,证明该共享服务平台具备通信、数据采集与数据处理等共享服务功能,可以实现配用电的自动化部署,为共享服务访问控制与分析监控提供有效的应用价值。

在生态建模中的作用

阐明可以作生态系统污染物排放环境保护以及生态平衡的总指标，进而指出生态建模通用原理，即对于一切生物都有改变本身结构以至于组成来适应环境变化本领，其能承受环境施加影响的限度称为生态学缓冲能力，为了维持这种缓冲能力，一切生态系统都趋向于自身具有最大的值，叫做“趋最大化原理”，这是以作指标分析研究生态系统一条通用的原理。

生态建模优化标准的探讨与时序建模方法的研究

作者对种群生态数学建模的一些问题进行了探讨，并对生态建模的优化标准进行了分析，提出了种群数量动态时序建模的方法。

流程化的生态建模方法与科学工作流系统

科学工作流系统是由一系列经过特殊设计的数据分析与管理步骤组成的、按照一定的逻辑组织在一起,并在给定的运行环境下,完成特定科学研究的工作流管理系统。科学工作流系统致力于使全世界的科学家可以在一个简单易用的平台上交换思想,共同设计全球尺度的实验,共享数据、实验步骤与结果等。每一个科学家可以独立创建自己的工作流,执行工作流并实时查看结果;不同科学家之间也可以方便地共享和复用这些工作流。本文以开普勒系统(Kepler system)和生物多样性虚拟实验室(BioVeL)两个项目为例,介绍了科学工作流的发展历史、背景、现有项目和应用等。以生态位模型工作流为例,介绍了科学工作流的流程以及特点等。并通过对现有科学工作流的分析,对其发展方向和存在的问题提出了自己的看法及预期。

生态建模实用指南

生态系统数值模拟是指对各种时空尺度的生态系统结构变化信息进行综合集成的过程。它的直接目标是定量描述和分析分类单元的空间格局及其演变过程，最终目标是模拟生态系统结构及其服务功能的空间演化规律。

生态地理建模中的多尺度问题

本文在分析生态地理建模内涵的基础上 ,讨论了生态地理建模中的尺度转换问题、跨尺度相互作用问题、空间尺度与时间尺度的关联问题和多尺度数据处理问题。由于生态地理问题的非线性、生态环境的异质性和随机事件 ,简单的线性尺度转换方法远不能满足生态地理建模的要求。为了从根本上解决生态地理建模中的时空尺度问题 ,除需要运用微分几何学和等级理论等经典方法外 ,还需要引入格点生成法和网格计算等现代理论和技术手段。

海洋生态本体建模

分析海洋生态领域知识体系特点,提出了海洋生态知识组织模型;借鉴工程领域文献中的"功能"概念描述海洋生态功能过程;参照已有研究提出的功能知识表示框架,确定"设备功能"视点,提出海洋生态领域上层本体,指导构建了海洋生态本体模型和海洋生态形式化本体。扩展基于描述逻辑的Web本体语言OWL-DL,提出了面向过程的OWL-Process模型,构建了海洋生态功能过程-光合作用过程本体的实例。基于海洋生态本体设计开发了海洋生态知识管理系统,实现了海洋生态领域知识的查询和生态危机预警功能,该本体应用系统也验证了海洋生态领域本体构建的有效性、合理性和正确性。

整合GIS的生态环境建模与EDSS研究进展

围绕生态环境的空间问题建模及模型集成机制,综合评述了环境建模及其应用软件的研究现状和发展趋势,对比分析了生态环境模型与GIS集成的多种方式,重点讨论了当前环境决策支持系统的开发策略和研究热点,并结合本体技术和语义网服务展望了未来环境决策支持系统解决方案的特征。

网络热力学的建模方法

为进行热经济学的能量系统兼顾生态环境的第三层次优化 ,引入了网络热力学建模 ,进而形成了一种热经济学的新模式———网络模式。简要回顾网络热力学的起源和发展 ,提出了网络热力学的建模理论和方法。进行了某生态系统的网络热力学方法分析 ,表明网络热力学可把许多复杂问题转化为非电问题的电气网络 ,实现了复杂问题的描述离散化 ,最终演化成矩阵分析的简洁处理。因而 ,网络模式热经济学不但扩大了网络热力学的运用范围和规模 ,而且顺应了计算机发展的新形势 。

大别山区域复杂生态系统建模、仿真与控制重点实验室简介

“大别山区域复杂生态系统建模、仿真与控制重点实验室”安徽省重点实验室于2018年经安徽省教育厅批准,由中国科学院数学与系统科学研究院汪寿阳研究员担任学术委员会主任,实验室由数学与计算科学学院牵头建设,现有专职人员40人,以数学与计算科学学院院长中传胜教授为主任、副院长张海教授和伍代勇教授及生命科学学院吴甘霖教授为副主任,实验室专职人员具有教授职称的13人,具有博士学位的22人,其中优秀中青年人才有32位。

Ecopath──一种生态系统能量平衡评估模式

Ｅｃｏｐａｔｈ模式是一种研究生态系统的工具。它根据能量平衡原理，用线性齐次方程组描述生态系统的生物组成和能量流动过程，定量某些生态学参数，用于深入研究生态系统的特征和变化。本文介绍了Ｅｃｏｐａｔｈ模式的理论方法以及如何建立生态系统Ｅｃｏｐａｔｈ模型和调试模型，试图扩大其应用。最后简要地给出两个Ｅｃｏｐａｔｈ模型应用实例，一个是美国阿拉斯加威廉姆王子湾生态系统 Ｅｃｏ－ｐａｔｈ模型，它用５０个生物组成较为全面地描述该生态系统，另一个是由１３个生物组组成的我国渤海生态系统的初步Ｅｃｏｐａｔｈ模型。

生态工程学线性分室模型的信号与系统

提出了使用基于信号与系统的分析方法研究生态工程学线性分室模型的思想,并将其应用于生态建模的具体实例中.结果表明,该方法较好地解决了在研究生态学定量过程及预测生态系统未来状态的定量计算中用传统的生态学方法难以解决的问题.

景观格局与生态过程的耦合途径分析

景观生态学自诞生以来在理论和实践方面已经取得了众多进展,然而在景观格局与生态过程关系方面还有很多问题值得深入研究。本文阐述了景观格局和生态过程的有关概念和方法,揭示了其中存在的一些问题和开展耦合研究的必要性,进而总结了耦合研究的一般方法,并在此基础上提出了耦合研究的理论框架,即以一定区域为依托和一定目标为导向进行土地单元或生态系统类型划分,通过土地评价和模型集成将小尺度观测研究和大尺度空间动态模拟相结合,在实现区域目标的基础上,构建具有良好适应性的耦合模型系统。

生态服务功能的动态货币化评价——以南水北调后的湖北省襄樊市为例

生态环境是和社会经济紧密联系、相互影响的复杂大系统 ,且其内部各因子之间存在大量的未知关系 ,神经网络为未知复杂系统的建模提供了一条全新的思路。运用 BP网络 ,就南水北调对湖北省襄樊市生态服务功能价值的影响进行了动态研究。研究显示 ,在调走约 1/3汉江水量后 ,襄樊的生态环境将受到严重的破坏 ,其后果是当地社会经济的可持续发展能力将受到损害和抑制。在分析案例的基础上 ,论证了神经网络在生态建模中的适用性 ,探讨了生态服务功能价值动态评价的技术趋势 ,并进一步提出了生态系统建模的新思路。

系统动力学软件STELLA在生态学中的应用

计算机建模试验是生态学试验的一项重要内容,它有助于人们理解复杂的生态过程,培养系统思考能力.系统动力学是一种描述并仿真复杂反馈系统的方法,适合解决生态学中多因子相互作用问题.系统动力学建模工具STELLA软件因其功能强大、操作简便等特点,在国外已被广泛应用于生态学及其它学科的教学和科研.在简要介绍系统动力学方法及其工具软件STELLA基础上,通过3个应用案例——种群离散增长模型、臭氧损耗模型和大熊猫种群动态模型,说明系统动力学软件STELLA在生态学中的应用.

基于支持向量机的城市生态足迹动态化评价

人类社会经济的发展已造成资源消退和环境恶化等严重问题。为使可持续发展成为现实，如何有效地预测并评价自然资本利用状态的发展趋势，是区域总体规划和生态规划的重要议题。城市生态系统是由相互作用、相互依赖的生态因子和社会经济因子组成的复杂系统，支持向量机（SVM）为未知复杂系统的建模提供了新的思路。本文运用SVM算法，就武汉市总体规划期间（2005年-2020年）总生态足迹动态发展趋势进行了研究。研究结果表明，2020年，武汉市总生态足迹将达到2837．40×10^4hm^2，是2004年的1．5倍。总体规划中经济增长速度放慢的情况下，区域环境负荷增长趋势有增无减。在分析案例的基础上，论证了SVM在生态与环境领域建模的适用性，并指出了今后研究的方向。

生态环境曲面建模基本定理及其应用

在高精度曲面建模方法和地球表层系统建模基本定理研究结果基础上,演绎提出了生态环境曲面建模基本定理.以京津冀地区为案例,对基于生态环境曲面建模基本定理的空间升尺度、空间降尺度、空间插值、数据融合和模型-数据同化等算法进行了实证研究,与传统算法精度进行了比较分析.结果表明,由于基于生态环境曲面建模基本定理的各种算法综合了外蕴量信息和内蕴量信息,同时运用了理论上完善的信息综合方法,使海拔高度曲面的升尺度均方根误差至少降低了9m,年平均气温未来情景的降尺度精度至少提高16%,年平均气温过去变化趋势的数据融合精度至少提高70%,年平均降雨量过去变化趋势的空间插值精度至少提高0.2%,碳储量的模型-数据同化精度提高了40%.文章最后讨论了生态曲面建模基本定理亟待解决的五大理论问题和四大应用基础问题.

森林蒸腾研究发展概述

文章从小尺度蒸腾的尺度上推、蒸腾的影响因素、间伐对蒸腾的影响及林分蒸腾模型的建立4个方面概述了林分蒸腾的测定方法、响应机理、社会生产等问题,重现森林生态系统的蒸腾过程并给出解决方案,以尺度上推中单株林木蒸腾的测定为基础,利用热技术测定样木的液流速率或液流密度计算蒸腾量。机理/经验模型是估计不同立地条件和林分密度森林蒸腾最有效的方法之一,随着测量方法与实验的完善,蒸腾模型的精度将会越来越高。文章总结了蒸腾研究的一些前沿成果,以期为未来相关的水文研究提供理论依据和借鉴资料。

生态学数学建模的“去理想化”可能吗?

在科学活动中,由于对象的复杂性和人类认知的局限,通常通过“理想化”来研究现象。理想化是对系统“刻意”的错误表征,主要有伽利略式理想化、最低限度理想化和多重模型理想化三种形式。它不仅是出于实用主义的角度获得数学上的易处理性,更多的是为了探究复杂自然界背后可重复的“模式”,并对之进行有效的解释和预测。在生态学研究中,“去理想化”在理论上完全可能,它增加了模型的“真实性”。但带来的认知代价乃至损失是不容小觑的,增加了模型的不确定性,不仅难以解释生态学系统层面复杂的涌现属性,而且模型的预测力也会降低。鉴于此,“理想化”依旧是生态建模中一个重要的方法论原则。

热经济学研究的使命与任务

阐述了热力学分析的两类基本方法及其发展、火用的基本性质 ,说明它是势参数的理由。探究热力学基础研究与热经济学相关的问题 ,提出熵定律对热经济学影响。叙述了热经济学定价法则以及热经济学今后统一方向发展问题的见解。