基于 Holon的分布式協(xié)同地理建模理論、方法與應用
協(xié)同合作研究是構(gòu)建復雜地理模型的理性選擇，可為跨領域、跨學科和跨組織的地理學家提供一個分布式協(xié)同地理建模的研究平臺�！痘� Holon的分布式協(xié)同地理建模理論、方法與應用》引入具有協(xié)作和自治雙重特性的Holon控制理論，較為系統(tǒng)地探討了基于Holon的分布式協(xié)同地理建模控制模式框架，梳理了分布式協(xié)同地理建模總體過程、團隊組織子過程和建模管理子過程，重點闡述了地理建模任務Holon間依賴關(guān)系及任務接口的圖形化定制新方法，結(jié)合新安江流域水文模型和分布式流域水文SWAT模型分別進行了建模任務分解、形式化表達、接口圖形化定制等功能的初步應用實例分析。結(jié)果表明，基于Holon的分布式協(xié)同地理建�？刂颇Ｊ窖芯浚欣趨f(xié)調(diào)各建模成員間的建模和規(guī)劃能力，進而促進復雜地球系統(tǒng)科學問題的協(xié)同求解。
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目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 分布式協(xié)同地理建模環(huán)境 2
1.2 研究概況和進展 3
1.2.1 建模理論與方法研究進展 3
1.2.2 分布式協(xié)同建模研究進展 5
1.2.3 協(xié)同建�？刂颇Ｊ窖芯窟M展 8
1.2.4 Holon控制理論研究進展 9
1.2.5 Holon與Agent，Holarchy與MAS的關(guān)系 12
1.2.6 存在的問題及分析 14
1.3 研究意義、目標和內(nèi)容 15
1.3.1 研究意義 15
1.3.2 研究目標 16
1.3.3 研究內(nèi)容 16
1.4 研究方法和技術(shù)路線 17
1.4.1 研究方法 17
1.4.2 技術(shù)路線 18
1.5 本書要點 19
第2章 基于Holon的分布式協(xié)同地理建模過程 21
2.1 分布式協(xié)同地理建�？傮w過程 21
2.2 團隊組織子過程和建模管理子過程 24
2.2.1 團隊組織子過程 24
2.2.2 建模管理子過程 25
2.3 面向分布式協(xié)同地理建模的Holon理論擴展 26
2.3.1 Holon/Holarchy的概念擴展 26
2.3.2 面向分布式協(xié)同地理建模的Holon擴展定義 27
2.4 分布式協(xié)同地理建模Holarchy 29
2.4.1 體系結(jié)構(gòu) 29
2.4.2 辨識Holon的種類 30
2.4.3 定義Holon的功能和行為 32
2.4.4 形成兩個層面的Holarchy 34
2.5 協(xié)同建模Holon間的作用機制和交互過程 36
2.5.1 Holon間的作用機制 36
2.5.2 Holon間的交互關(guān)系 40
2.5.3 Holon間交互過程的UML圖 42
第3章 分布式協(xié)同地理建模的團隊組織子過程 45
3.1 基于Holon的地理建模團隊組織 45
3.1.1 建模團隊的組織空間 46
3.1.2 建模團隊的組織結(jié)構(gòu) 47
3.2 角色的概念、表示和角色間的關(guān)系 48
3.2.1 角色的概念 48
3.2.2 角色的表示 49
3.2.3 角色與角色之間的關(guān)系 51
3.3 地理建模成員Holon間的契約 51
3.3.1 契約及其表示 52
3.3.2 建模契約 53
3.3.3 協(xié)同契約 54
3.4 地理建模成員Holon的角色化算法 55
3.4.1 建模成員Holon角色化算法 56
3.4.2 期望角色的設置 57
3.4.3 潛在建模成員Holon集合的識別和匹配 58
3.4.4 簽訂契約 58
第4章 分布式協(xié)同地理建模的建模管理子過程 60
4.1 基于分層任務網(wǎng)絡的地理建模任務分解與分派 60
4.1.1 地理建模任務的定義 60
4.1.2 空間分層任務網(wǎng)絡 61
4.1.3 基于分層任務網(wǎng)絡的地理建模任務形式化表達 62
4.1.4 地理建模任務的分解與分派算法 64
4.2 模型Holon 66
4.2.1 計算復雜度 67
4.2.2 組織多方性 67
4.2.3 尺度定義 68
4.2.4 模型聯(lián)結(jié) 70
4.2.5 層級 70
4.3 資源Holon 71
4.3.1 基礎的地理建模資源庫 71
4.3.2 地理建模資源的Web服務調(diào)用 74
第5章 基于Petri網(wǎng)的建模任務Holon間依賴關(guān)系分析 78
5.1 基于Petri網(wǎng)的HTN地理建模任務表達 78
5.1.1 Petri網(wǎng)理論基礎 78
5.1.2 基于Petri網(wǎng)的地理建模HTN規(guī)劃任務表達 79
5.1.3 建模子任務Holon的變遷型子網(wǎng)替換 81
5.2 地理建模任務Holon間的依賴關(guān)系表達 82
5.2.1 地理建模任務間的時間依賴關(guān)系 83
5.2.2 地理建模任務間的空間依賴關(guān)系 87
5.2.3 地理建模任務間的資源依賴關(guān)系 91
5.3 流域水文模型任務分解及依賴關(guān)系表達 94
5.3.1 三水源新安江模型結(jié)構(gòu) 94
5.3.2 新安江模型的層次任務網(wǎng)絡 97
5.4 流域水文模型任務依賴關(guān)系的Petri網(wǎng)表達 99
第6章 分布式協(xié)同地理建模任務接口的圖形化定制 102
6.1 分布式地理協(xié)同建模任務接口定制 102
6.1.1 接口的形式化及定制化研究 102
6.1.2 地理建模任務接口的形式化 104
6.1.3 地理建模任務接口的定制原則 106
6.2 分布式協(xié)同地理建模任務的接口映射 108
6.2.1 地理建模任務的數(shù)據(jù)描述 108
6.2.2 地理建模任務的組織結(jié)構(gòu) 110
6.2.3 地理建模任務的接口映射 111
6.3 分布式協(xié)同地理建模任務接口的圖形化定制 113
6.3.1 地理建模任務接口定制軟件 114
6.3.2 新安江模型的任務對象描述 115
6.3.3 地理建模任務接口定制的XML存儲 117
第7章 流域水文模型SWAT的分布式協(xié)同建模過程 119
7.1 分布式流域水文SWAT模型 119
7.1.1 SWAT模型的特點 119
7.1.2 SWAT模型結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)組織 121
7.2 SWAT模型的內(nèi)部模塊拆解 125
7.2.1 SWAT模型的拆解原則 126
7.2.2 SWAT模型源代碼的編譯和解讀 126
7.3 SWAT模型分布式協(xié)同建模的團隊組織子過程 130
7.3.1 SWAT模型分布式協(xié)同構(gòu)建的概念框架 130
7.3.2 SWAT模型分布式協(xié)同建模團隊的組織空間 131
7.3.3 地理建模成員Holon的角色化 133
7.3.4 地理建模成員Holon間的協(xié)同方式 135
7.4 SWAT模型分布式協(xié)同建模的建模管理子過程 136
7.4.1 基于HTN的地理建模成員Holon的任務規(guī)劃能力 137
7.4.2 基于Holarchy的地理模型組織方式 138
7.4.3 地理建模資源Holon調(diào)用 139
7.5 分布式協(xié)同SWAT建模結(jié)果分析 140
7.5.1 兩種河道水流演算的年徑流結(jié)果對比分析 140
7.5.2 擴展的混合河道水流演算結(jié)果分析 142
參考文獻 145
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