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基于元胞自动机的植物生态仿真系统研究
引用本文:陈巨海,徐斌,朱麟,殷成龙. 基于元胞自动机的植物生态仿真系统研究[J]. 计算机仿真, 2007, 24(5): 324-328
作者姓名:陈巨海  徐斌  朱麟  殷成龙
作者单位:1. 杭州市道路运输管理局,浙江,杭州,310014
2. 浙江大学宁波理工学院计算机科学与工程系,浙江,宁波,315100;浙江大学计算机学院,浙江,杭州,310027
3. 浙江大学计算机学院,浙江,杭州,310027
基金项目:浙江省自然科学基金 , 浙江省宁波市博士学科点专项科研基金
摘    要:为了建立植物生态系统微观与宏观之问的关联,并在多个层次上描述生态系统复杂性,文中建立了一个基于元胞自动机理论的植物生态仿真系统,以研究单植株与整体生态现象之间的关系.该方法避免了传统分析方法中直接求取单株属性与宏观统计量之间解析关系所遇到的困难,而且相较于其它模拟方法,元胞自动机理论提供了更为完善的理论框架,并且元胞空间与植物分布空间有着直接映射关系.为了说明该系统的有效性,选择了生态学中的一个实例濒危植物明党参(Changium smyrnioides)的种群生长进行了动态模拟,并选取同科的峨参(Anthriscus sylvestris)作为对照种进行了比较分析.实验分析表明,仿真系统能够较好的重现出物种个体规律和整体生态现象之间的关系,获得物种在不同生存策略上的显著差异,而且这些结果与实际生态学结论相吻合. 观统计量之间解析关系所遇到的困难,而且相较于其它模拟方法,元胞自动机理论提供了更为完善的理论框架,并且元胞空间与植物分布空问有着直接映射关系.为了说明该系统的有效性,选择了生态学中的一个实例濒危植物明党参(Changium smyrnioides)的种群生长进行了动态模拟,并选取同科的峨参(Anth iscus sylvestris)作为对照种进行了比较分析.实验分析表明,仿真系统能够较好的重现出物种个体规律和整体生态现象之间的关系,获得物种在不同生存策略上的显著差异,而且这些结果与实际生态学结论相吻合. 观统计量之间解析关系所遇到的困难,而且相较于其它模拟方法,元胞自动机理论提供了更为完善的

关 键 词:复杂性  元胞自动机  生态仿真  空间模型  元胞自动机  植物生态  仿真系统  研究  Cellular Automata  Based  Simulation  Ecology  Plant  结果  差异  生存策略  规律  分析表  实验  比较  峨参  选取  动态模拟  种群生长
文章编号:1006-9348(2007)05-0324-05
修稿时间:2006-05-262006-09-29

Study on Plant Ecology Simulation Based on Cellular Automata
CHEN Ju-hai,XU Bin,ZHU Lin,YIN Cheng-long. Study on Plant Ecology Simulation Based on Cellular Automata[J]. Computer Simulation, 2007, 24(5): 324-328
Authors:CHEN Ju-hai  XU Bin  ZHU Lin  YIN Cheng-long
Affiliation:1. Hangzhou Highway Transportation Management Bureau, Hangzhou Zhejiang 310014, China; 2. Department of Computer Science and Engineering, Ningbo Institute of Technology, Zhejiang University, Ningbo Zhejiang 315100, China; 3. College of Computer Science, Zhejiang University, Hangzhou Zhejiang 310027, China
Abstract:In order to reveal the relation between microscopic and macroscopic phenomena of plant ecosystem, and describe the complexity of ecosystem from multi - level, a software platform based on cellular automaton theory is built for simulating the plant ecosystem and analyzing the relation between individual plant and global ecological phenomena. The method based on cellular automaton avoids the difficulties met by traditional analytical methods in finding the solution of ecological problem. Compared with other simulation method, this approach is more reliable in theory and cellular space has direct mapping relation with living space of plant. To show the effectiveness of this emulator, the growth dynamics of population of the endangered species Changium smymioides is simulated and comparer with that of another similar species Anthriscus sylvestris. The experimental results show that global phenomena can emerge in cellular space made up of autonomous individuals, and also show the remarkable difference between two species under different ecological strategies. The simulation results are consistent with the ecological fact.
Keywords:Complexity   Cellular automata   Ecology simulation   Spatial model
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