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[信息与通信]系统方法
地理计算中的主要方法 地理学中的数学、数值和统计方法及其应用。 地理计算中的主要方法 地理学中的数学、数值和统计方法及其应用。 地理计算中的主要方法 地理计算中的主要方法 系统动力学模型 ? 什么是系统动力学? 系统动力学又称系统动态学(System Dynamics)——简称SD ◆?系统动力学的理论基础:反馈控制理论 ◆?系统动力学的技术手段:计算机技术 ◆?系统动力学的研究对象:擅长研究复杂社会经济大系统 ◆ 系统动力学的研究方法:从系统内部微观结构入手,建立SD数学模型。 运用计算机技术,并按时间步长(足够小)法 模拟上机运行。根据前一时刻系统状态,估算 出下一时刻系统状态,一步步展现系统动态演 变过程。 ———系统动力学模拟时间可长可短,尤长为好, 尤其适用中长期预测预报,这一特性对具有 大惯性的社会经济系统的模拟尤为珍贵。 ? 系统动力学探讨的问题具备的特征: 第一:动态 第二:反馈 ? 系统动力学研究问题的基本阶段 问题定义 模型概念化 模型数学表达 仿真 评价 政策分析 ? 模型的表示方法 因果关系图: 因果链: 反馈回路: 综合“因果关系图”: 例1:建立牧场“种草与养羊”的多种经营的因果关系图 要素:养羊 —— 羊总数、羊繁殖率、羊死亡数 种草 —— 草总数、草繁植率、草消亡数 因果关系图: 因果关系图简洁明了地反映了要素之间的因果反馈回路关系。 但: 10· 不足以反映物质链和信息链的差别; 20· 也不能反映出物质的积累值和积累效应变化快慢的区别。 ——流图能反映出物质的积累值和积累效应变化快慢的区别 2. 流图 : 流图确定反馈回路中变量状态发生变化的机制,明确表 示系统各元素间的数量关系,反映物质链与信息链的区 别,能够反映物质的积累值及积累效应变化快慢的区别。 (1). 物质链与信息链 物质链:系统中流动的实体,连接状态变量 是不使状态值变化的守恒流。 物质链符号表示:要素A→要素B 信息链:连接状态和变化率的信息通道,是与因果关系相连 的信息传输线路。 信息链符号表示:A O···→B 状态变量(又称流位)(x): 描述系统物质流动或信息流动积累效应的变量,表征系统的某种属性,有积累或积分过程的量 —— 绝对量、位移、微积分中的积分量等 决策变量(又称流率)(r): 描述系统物质流动或信息流动积累效应变化快慢的变 量,其具有瞬时性的特征。 ——反映单位时间内物质流动或信息流量的增加或减少的量 ——相对量、速度、微积分中的变化率等 决策变量符号表示: ? (3) 常数:描述系统中不随时间而变化的量, 用 表示。 系统动力学的建模步骤 自组织理论 自组织理论 (一)自组织理论的历史背景 (二)自组织理论的核心概念 (三)自组织方法论简述 (一)自组织理论的历史背景 自组织领域涉及的是事物自发、自主形成结构的过程,在这种过程中存在特有的自组织特征、条件、环境和动力学规律。 德国哲学家康德(Kant)最早提出自组织的思想。 第一批自组织理论出现于19世纪中叶:英国生物学家达尔文(Charles Robert Darwin)的进化论是生物学的自组织理论,其自然选择原理就是一种自组织原理;马克思的五种社会形态演进理论是关于社会历史的自组织理论;相变理论是物理学的自组织理论。 这三者都是某个特定领域
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