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基于GIS的细胞自动机模型与人地关系的复杂性探讨 被引量:49
1
作者 刘继生 陈彦光 《地理研究》 CSCD 北大核心 2002年第2期155-162,共8页
探讨人地非线性关系可以揭示地理系统空间复杂性的许多简单本质 ,具有重要的理论意义和实践价值。以地理信息系统 (GIS)为技术支持 ,建立以细胞自动机 (CA)为核心的综合集成模型 ,将成为人地关系复杂性研究的主要方向。建议在CA GIS集... 探讨人地非线性关系可以揭示地理系统空间复杂性的许多简单本质 ,具有重要的理论意义和实践价值。以地理信息系统 (GIS)为技术支持 ,建立以细胞自动机 (CA)为核心的综合集成模型 ,将成为人地关系复杂性研究的主要方向。建议在CA GIS集成技术的基础上 ,一方面引入人工神经网络、进化算法、多重智能体系 (MAS)以及后现代数学分析方法 ,另一方面面向具体研究对象开发包括自然、人文地理要素在内的集成区域动力学模型 ,据此发展智能化综合集成模型体系 ,形成人地关系复杂性的模拟研究实验室。本文提出了开发智能化CA GIS模拟方法的初步设想。 展开更多
关键词 人地关系 空间复杂性 细胞自动机 分形理论 人工神经网络 GIS 地理信息系统
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一种实现水波动画的新算法 被引量:35
2
作者 杨怀平 胡事民 孙家广 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第6期612-617,共6页
近年来 ,自然景物的模拟一直是计算机图形学中最具挑战性的问题之一 .关于山、水、云、烟、火焰等自然景物的模拟 ,在计算机游戏、影视、广告等各种领域中有着广泛的用途 .作为自然景物模拟的重要内容 ,对流水、波浪的模拟正日益引起人... 近年来 ,自然景物的模拟一直是计算机图形学中最具挑战性的问题之一 .关于山、水、云、烟、火焰等自然景物的模拟 ,在计算机游戏、影视、广告等各种领域中有着广泛的用途 .作为自然景物模拟的重要内容 ,对流水、波浪的模拟正日益引起人们的关注 .该文基于小振幅波理论和细胞自动机的模型 ,给出了一种实现水波动画的新算法 .较之于以往的做法不同的是 ,作者既没有去特意构造具体的波形函数 ,也没有去求解复杂的 Navier- Stokes方程 ,而是基于小振幅波理论和细胞自动机的模型 ,采用邻域传播的思想对水波进行动态的造型 .在小振幅波理论中 ,水波的波形近似成正弦分布 ;根据这一规律 ,可以构造出不同邻域下水波演变的细胞自动机模型 .文中还采用以 POINT图元为基本粒子的粒子系统 ,对水花效果进行了实时的模拟 .为了将水波和浪花逼真地结合在一起 ,本文运用了色彩融和的技术来完成浪花的显示 .实践证明用该算法模拟水波 ,效果比较真实 ,而且在普通的 展开更多
关键词 水波动画 新算法 小振幅波 细胞自动机 计算机图形学 自然景物
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复杂系统研究的重要工具——细胞自动机及其应用 被引量:18
3
作者 张永安 白志学 《自然杂志》 1998年第4期192-196,共5页
复杂现象是由具有许多不同状态的大量基本单元在非线性作用下形成的有机整体,因而以非线性相互作用为基础对复杂系统进行多角度、多方法描述是必要的.细胞自动机正是以复杂系统的特点而设计的用计算机可以模拟的研究复杂系统的极为有用... 复杂现象是由具有许多不同状态的大量基本单元在非线性作用下形成的有机整体,因而以非线性相互作用为基础对复杂系统进行多角度、多方法描述是必要的.细胞自动机正是以复杂系统的特点而设计的用计算机可以模拟的研究复杂系统的极为有用的方法.本文阐述细胞自动机的基本原理、特征及其在经济与管理中的应用. 展开更多
关键词 细胞自动机 复杂系统 混沌 系统论
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元胞自动机及其在经济学中的应用 被引量:29
4
作者 应尚军 魏一鸣 蔡嗣经 《中国管理科学》 CSSCI 2000年第S1期272-278,共7页
本文对元胞自动机的基本概念、基本特征、动力学分类及其扩展作了简单的阐述,并在此基础上介绍了元胞自动机在经济学领域的应用,提出了它在股票市场中的应用的基本设想和研究方法。
关键词 元胞自动机 复杂系统 经济学
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元胞自动机模拟在市场营销中的应用 被引量:28
5
作者 陈荣 余亮 何宜柱 《预测》 CSSCI 2000年第2期58-60,57,共4页
元胞自动机 (Cellular Automata,CA)模拟技术为探索市场等复杂的经济和社会系统开创了新途径。本文运用 CA模拟方法 ,研究存在连带外部效应市场的动力学演变行为 。
关键词 元胞自动机 模拟 市场营销 市场演变 市场模型
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基于元胞自动机模型的城市空间变化模拟研究进展 被引量:23
6
作者 柯长青 欧阳晓莹 《南京大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2006年第1期103-110,共8页
元胞自动机(CA)是一种时间、空间、状态都离散,空间的相互作用及时间上的因果关系皆局部的网格动力学模型,其“自下而上”的研究思路,强大的复杂计算功能、固有的平行计算能力、高度动态以及具有空间概念等特征,使得它在模拟空间复杂系... 元胞自动机(CA)是一种时间、空间、状态都离散,空间的相互作用及时间上的因果关系皆局部的网格动力学模型,其“自下而上”的研究思路,强大的复杂计算功能、固有的平行计算能力、高度动态以及具有空间概念等特征,使得它在模拟空间复杂系统的时空动态演变方面具有很强的能力.在城市空间动态变化的模拟研究方面,CA模型已应用到除非洲、南极洲的所有大洲的城市模拟研究当中.CA模型和G IS的集成,一方面增强G IS的空间模型运算及分析能力,另一方面,G IS提供的强大空间处理能力可以为CA模型准备数据和定义有效的元胞转换规则以及对模拟结果进行可视化.同时CA模型还可以与神经网络、主成分分析、遗传算法、模糊逻辑以及其他研究方法相结合,以增强其在城市空间变化模拟研究方面的能力.将CA与MAS技术相结合,建立一个能够模拟多个不同参与因子(自然系统)、不同决策者(人文系统)共同影响下的城市发展模型,以此来模拟与预测城市发展的真实状况,将是CA模型在城市空间变化模拟与预测研究中的未来发展趋势. 展开更多
关键词 元胞自动机模型 地理信息系统 城市空间变化 模拟
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基于元胞自动机的传染病传播模型研究 被引量:30
7
作者 余雷 薛惠锋 +1 位作者 高晓燕 李刚 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2007年第2期196-198,237,共4页
从复杂适应系统的观点,通过建立元胞自动机模型的方法模拟疾病传播这个复杂的过程.并对SARS地传播过程成功地进行了模拟。同时以此为基础针对可能对传染病产生影响的几种因素作了具体地考察,如人员的移动、及时就医等,考察这些因素对控... 从复杂适应系统的观点,通过建立元胞自动机模型的方法模拟疾病传播这个复杂的过程.并对SARS地传播过程成功地进行了模拟。同时以此为基础针对可能对传染病产生影响的几种因素作了具体地考察,如人员的移动、及时就医等,考察这些因素对控制传染病达到稳定的具体影响,并给出一些控制这类问题的建议。 展开更多
关键词 传染病模型 元胞自动机 复杂适应系统 计算机模拟
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细胞自动机与城市系统的空间复杂性模拟:历史、现状与前景 被引量:19
8
作者 陈彦光 周一星 《经济地理》 CSSCI 北大核心 2000年第3期35-39,共5页
细胞自动机 (CA)现已成为城市地理研究的重要模拟实验工具 ,有人甚至认为它是 2 1世纪的新的范型。本文以“粗中有细”的方式 ,全面地介绍了细胞地理学的起源与沿革 ,论述了CA的基本思想、组成要素、模型性质及其在城市地理学中的应用领... 细胞自动机 (CA)现已成为城市地理研究的重要模拟实验工具 ,有人甚至认为它是 2 1世纪的新的范型。本文以“粗中有细”的方式 ,全面地介绍了细胞地理学的起源与沿革 ,论述了CA的基本思想、组成要素、模型性质及其在城市地理学中的应用领域 ,指出了存在的问题 ,并预言了其发展前景。 展开更多
关键词 细胞自动机 空间复杂性 城市系统 城市地理学
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元胞自动机:一种探索管理系统复杂性的有效工具 被引量:14
9
作者 陈国宏 蔡彬清 李美娟 《中国工程科学》 2007年第1期28-32,39,共6页
元胞自动机能利用简单的局部规则和离散方法描述复杂的全局的连续系统,已成为探索复杂系统的一种有效工具。文章阐述了元胞自动机的发展历程、结构、特征及基本理论与方珐;介绍了元胞自动机在寡头垄断行为、交通管理及工程运输、城市发... 元胞自动机能利用简单的局部规则和离散方法描述复杂的全局的连续系统,已成为探索复杂系统的一种有效工具。文章阐述了元胞自动机的发展历程、结构、特征及基本理论与方珐;介绍了元胞自动机在寡头垄断行为、交通管理及工程运输、城市发展、市场营销、股票投资、企业战略等管理领域中的应用;指出元胞自动机理论的优势与不足,并提出进一步的研究展望。 展开更多
关键词 复杂性 元胞自动机 管理系统
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细胞自动机及其在复杂系统研究中的应用 被引量:8
10
作者 于乃功 阮晓钢 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2004年第12期25-28,54,共5页
近年来,随着计算机技术的飞速发展,细胞自动机理论及其在复杂系统研究领域中应用的研究受到科学界的高度重视。由于细胞自动机具有结构简单、并行计算能力强和易于在计算机上实现系统的可视化模拟等特点,它已成为复杂系统研究领域一种... 近年来,随着计算机技术的飞速发展,细胞自动机理论及其在复杂系统研究领域中应用的研究受到科学界的高度重视。由于细胞自动机具有结构简单、并行计算能力强和易于在计算机上实现系统的可视化模拟等特点,它已成为复杂系统研究领域一种具有广阔发展前景的新方法,在复杂系统(如:生物系统、交通系统、经济系统、环境系统、工程系统、社会系统和各种工业生产系统等)研究中得到了广泛的应用,并取得了令人瞩目的成果。文章在简要介绍复杂系统、细胞自动机概念及特点的基础上,分析了二者的相互关系,较详细地综述了细胞自动机在各种复杂系统研究领域的应用,最后结合笔者的研究指出了细胞自动机理论及其在复杂系统应用研究中有待进一步完善和深入研究的问题。 展开更多
关键词 细胞自动机 复杂系统 建模与控制
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基于元胞自动机的电力系统自组织临界特性仿真模型 被引量:16
11
作者 于群 曹娜 郭剑波 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2011年第21期1-5,共5页
将元胞自动机理论应用到电力系统大停电机理研究中,提出并建立了用元胞自动机来模拟电网故障演化的电网故障元胞自动机模型,定义了电网故障元胞自动机模型中元胞、元胞空间、规则和邻居等的构成方法。利用电网故障元胞自动机模型,仿真... 将元胞自动机理论应用到电力系统大停电机理研究中,提出并建立了用元胞自动机来模拟电网故障演化的电网故障元胞自动机模型,定义了电网故障元胞自动机模型中元胞、元胞空间、规则和邻居等的构成方法。利用电网故障元胞自动机模型,仿真研究了电网故障的传播演化过程,并对电网故障的自组织临界性(SOC)进行了验证。 展开更多
关键词 元胞自动机 电力系统 大停电 自组织临界性
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城市与区域定量研究进展 被引量:13
12
作者 顾朝林 张悦 +4 位作者 翟炜 管卫华 李强 赵娜 刘晨 《地理科学进展》 CSCD 北大核心 2016年第12期1433-1446,共14页
本文系统地梳理了城市与区域的定量研究方法,主要包括数理模型和模拟方法、单个城市增长和动力系统研究、城市系统动力学模型及其发展过程模拟研究、空间一般均衡模型研究以及多模型复合/集成系统研究等。主要结论为:1950年以前的城市... 本文系统地梳理了城市与区域的定量研究方法,主要包括数理模型和模拟方法、单个城市增长和动力系统研究、城市系统动力学模型及其发展过程模拟研究、空间一般均衡模型研究以及多模型复合/集成系统研究等。主要结论为:1950年以前的城市与区域研究主要采取时间序列预测法,依靠历史资料的时间数列进行趋势外推研究;1960-1970年代主要采用数理统计分析方法,应用人口统计学模型和线性回归方法进行研究;1970-1980年代,随着系统科学的发展,采用系统分析方法发展了诸如交通、人口、土地等专业模型,展开对城市与区域问题的深入分析;1990-2000年代,研究数据的获取手段得到极大的改善,利用数据模型、地计算分析、模拟预测等分析手段使得研究的深度和广度均有了长足进步。近年来,由于空间数据挖掘的突破,大数据、云计算和巨型模型系统开始进入城市与区域研究领域,多模型复合/集成系统研究成为主要研究方向。 展开更多
关键词 城市 区域 定量研究 数学模型 元胞自动机 多智能体 数量经济模型 系统动力学模型
原文传递
基于元胞自动机的国家演化模型研究 被引量:12
13
作者 韩筱璞 周涛 汪秉宏 《复杂系统与复杂性科学》 EI CSCD 2004年第4期74-78,共5页
利用元胞自动机的思想和建模方法,建立了模拟多个国家通过战争彼此兼并的演化模型。在本模型中,国家的领土面积用该国所辖元胞数目近似地表示,国家整体实力用所辖各元胞实力之和表示。数值实验给出了模型产生的国家领土面积分布和国力... 利用元胞自动机的思想和建模方法,建立了模拟多个国家通过战争彼此兼并的演化模型。在本模型中,国家的领土面积用该国所辖元胞数目近似地表示,国家整体实力用所辖各元胞实力之和表示。数值实验给出了模型产生的国家领土面积分布和国力强弱分布,所得结果与当前实际情况非常接近。本模型可以无困难地推广到多个个体在一个封闭系统中竞争,仅有极少数个体最终获胜的情形,文章所得结果对于该类复杂系统的建模具有普适意义。 展开更多
关键词 国家演化 元胞自动机 复杂系统 多体竞争模型 历史物理学
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创新扩散中广告投放效果的元胞自动机仿真 被引量:11
14
作者 张廷 高宝俊 宣慧玉 《科技进步与对策》 CSSCI 北大核心 2009年第1期134-137,共4页
传统的研究方法忽略了消费者的差异,将其视为完全相同的个体,忽视了个体差异对产品扩散的速度和形态的重要影响,由此得到的结果并不能为厂商制定广告策略提供可靠的依据。元胞自动机作为一种空间、时间、状态完全离散的微观仿真模型,适... 传统的研究方法忽略了消费者的差异,将其视为完全相同的个体,忽视了个体差异对产品扩散的速度和形态的重要影响,由此得到的结果并不能为厂商制定广告策略提供可靠的依据。元胞自动机作为一种空间、时间、状态完全离散的微观仿真模型,适用于扩散问题的研究。它从模拟个体行为入手,可以深入地刻画不同个体之间的差异,既可以得到扩散的宏观结果,也可以得到扩散的微观特征。通过仿真,论证了产品刚刚投放市场时应适当加大广告强度,而随着市场占有率的增加可以适当降低广造强度,这是一种最佳的广告策略;同时,得到了广告强度与市场占有率以及市场规模之间的量化关系。 展开更多
关键词 广告 创新扩散 元胞自动机 仿真 市场营销
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基于模糊元胞自动机的电网故障演化模型 被引量:9
15
作者 于群 张敏 +2 位作者 曹娜 贺庆 石良 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2015年第9期2682-2686,共5页
为了构建与实际电网更加接近的电网故障模型,将模糊理论及元胞自动机(CA)理论相结合,提出并建立了用于模拟电网故障演化的模糊元胞自动机模型,并定义了模型中元胞状态、电网状态及故障传递程度的模糊规则库,同时进行了基于IEEE39节点系... 为了构建与实际电网更加接近的电网故障模型,将模糊理论及元胞自动机(CA)理论相结合,提出并建立了用于模拟电网故障演化的模糊元胞自动机模型,并定义了模型中元胞状态、电网状态及故障传递程度的模糊规则库,同时进行了基于IEEE39节点系统的电网故障传播演化过程仿真。仿真结果进一步验证了电网的自组织临界性(SOC),同时结果表明,该模型较不采用模糊规则的电网故障模型其损失负荷幂律特性曲线斜率绝对值增大了17%,电网更加稳定,该模型与电网实际运行情况更加接近。 展开更多
关键词 模糊理论 元胞自动机 电力系统 大停电 自组织临界性
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徽州村落空间自组织结构演变动态模型 被引量:8
16
作者 杜嵘 《建筑与文化》 2013年第1期62-63,共2页
徽州村落空间自组织研究一直是建筑学、城市规划和建筑历史的研究课题。西递村作为空间自组织进化的典型案例,很多学者都从不同的视角进行过深入的研究和探讨。但已进行的研究主要是以静态的方式描述和总结,缺乏动态的、演进的方式研究... 徽州村落空间自组织研究一直是建筑学、城市规划和建筑历史的研究课题。西递村作为空间自组织进化的典型案例,很多学者都从不同的视角进行过深入的研究和探讨。但已进行的研究主要是以静态的方式描述和总结,缺乏动态的、演进的方式研究。在当前复杂系统的背景之下,越来越多学者认为城市结构复杂的时空动态变化往往比其最终形成的空间格局更为重要。本文以元胞自动机数学模型为基础,在多智能体平台上尝试建立西递村的空间结构自组织演化模型,期望能够为徽州村落空间自组织研究提供新的研究视角。 展开更多
关键词 自组织 元胞自动机 复杂系统 空间演化
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上海城市拓展及其环境影响的模拟研究 被引量:8
17
作者 林燕芬 陈蔚镇 +2 位作者 余琦 张艳 马蔚纯 《环境科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期206-216,共11页
采用基于元胞自动机的SLEUTH模型模拟上海市1988~2004年间的城市化进程.上海地区的发展进程主要是以中心向外围拓展的面状城市化,加之沿交通干线的线状城市化.城市化的主要影响因子包括人口增长和经济增长.SLEUTH模型与系统动力学模型... 采用基于元胞自动机的SLEUTH模型模拟上海市1988~2004年间的城市化进程.上海地区的发展进程主要是以中心向外围拓展的面状城市化,加之沿交通干线的线状城市化.城市化的主要影响因子包括人口增长和经济增长.SLEUTH模型与系统动力学模型相耦合,模拟了3个情景设置(基础情景、生态优先情景和道路交通规划引导情景)下2005~2020年间城市拓展及其对环境的影响.结果表明,道路交通规划的实施将诱导较快的城市拓展;生态优先的发展方案更能提高土地利用效率.3种情景对城市户籍人口增长的影响差异不大.3个不同的情景所造成的污染物排放也不相同,生态优先情景引起的排放较小,而道路交通规划引导情景产生更多的污染排放.同时,工业污染排放增加趋势大于生活污染排放.合理规划并限制城市的拓展不仅能促进经济的高效和集约发展,还有利于城市环境质量的改善. 展开更多
关键词 元胞自动机 SLEUTH模型 系统动力学模型 城市化 模拟 环境影响 上海
原文传递
基于元胞自动机的距离变换方法 被引量:6
18
作者 周明 王韩民 吴晓军 《陕西师范大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2006年第2期13-15,19,共4页
借助元胞自动机模型,通过扩展状态记录元胞的归属状态,利用其动力学特性提出了一个删格空间上对点、线、面等复杂实体的加权距离变换方法.实证研究分析表明,基于元胞自动机的距离变换方法能够较好地实现删格空间上加权复杂实体图的距离... 借助元胞自动机模型,通过扩展状态记录元胞的归属状态,利用其动力学特性提出了一个删格空间上对点、线、面等复杂实体的加权距离变换方法.实证研究分析表明,基于元胞自动机的距离变换方法能够较好地实现删格空间上加权复杂实体图的距离变换. 展开更多
关键词 元胞自动机 距离变换 空间分析 复杂系统
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元胞自动机与经济学应用 被引量:5
19
作者 余亮 陈荣 何宜柱 《系统工程》 CSCD 北大核心 2003年第1期90-93,共4页
元胞自动机开创了复杂性研究的新途径 ,本文介绍其基本概念和在经济学领域的应用 ,讨论经济学研究的一些基本原理及其元胞自动机模拟的方法和研究方向。
关键词 元胞自动机 复杂系统 经济学 经济模型
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扩散系统的元胞自动机模拟 被引量:4
20
作者 张宏军 高峰 《安徽教育学院学报》 2006年第3期17-21,共5页
元胞自动机是一种时间、空间、状态都离散的动力学模型,是非线性科学的一种重要的研究方法。元胞自动机特别适合于复杂系统时空演化过程的动态模拟研究。元胞自动机提供一个虚拟的微观世界,能够在粗粒化程度上再现符合一般性规则的物理... 元胞自动机是一种时间、空间、状态都离散的动力学模型,是非线性科学的一种重要的研究方法。元胞自动机特别适合于复杂系统时空演化过程的动态模拟研究。元胞自动机提供一个虚拟的微观世界,能够在粗粒化程度上再现符合一般性规则的物理现象。用元胞自动机模拟两种物质的扩散过程,建立扩散系统的演化规则样本。 展开更多
关键词 元胞自动机 模拟 物理系统 扩散
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