Студопедия

КАТЕГОРИИ:

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника



Моделирование в экологии

Читайте также:
  1. В настоящее время является одним из 3 главных разделов общей экологии (наряду с аутэкологией и демэкологией).
  2. Взаимосвязь экологии, экологии человека и гигиены и их место в системе медицинских и биологических наук. Задачи экологии и гигиены. Санитария.
  3. Вопрос 73. Управление в сфере экологии.
  4. Глава 11. Моделирование фактора случайности в бизнес-процессах
  5. Детерминированное и стохастическое моделирование в аналитических целях
  6. Детерминированное и стохастическое моделирование в аналитических целях
  7. ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПОПУЛЯЦИЙ
  8. Имитационное моделирование методом Монте-Карло
  9. Имитационное моделирование нелинейных систем
  10. История развития экологии.

Метод моделирования - это построение, проверка, исследование моделей и интерпретация полученных результатов.

Сущность моделирования состоит в том, что наряду с системой (оригиналом), которую можно обозначить Y0 (V0, X0, S0, F), рассматривается ее модель, в качестве которой выступает некоторая другая система Y(V, X, S, F), представляющая собой подобие оригинала S0. Соответствие оригинала модели принято обозначать f : (Y0) ® Y, где f- частично определенное отображение (то есть не все черты состава и структура оригинала отображаются модельно). Модель, как правило, представляет собой упрощенный образ оригинала, и это упрощение (огрубление) осуществляется отображением g, при котором из системы Y0сознательно удаляют некоторые элементы и связи и получают подсистему Y¢. В то же время модель должна, пусть и огрубленно, или, как называют в системном анализе, агрегированно, но в определенной степени верно отражать оригинал. Это осуществляется с помощью гомоморфного отображения подсистемы Y¢ на модель Y. Общее представление о модели иллюстрирует рисунок 20.

Рис. 20. Переход от системы-оригинала к модели.

На рисунке 20, а изображена система оригинала, внешняя среда которой V0 образована тремя элементами V10, V20, V30; внутренний состав X0 - четырьмя элементами x10, x20, x30, x40; структура представлена девятью связями: s 10:s 90.

Пусть, исходя из программы исследований, оказалось возможным исключить из системы S0 элемент x40, а также связи s10, s70, s90. Результатом такого упрощения явилось образование системы Y¢ (V¢, X¢, S¢, F) где V¢ = {v1, v2, v3}, X¢= {x1, x2, x3}, S¢ = {s10:s60}.

Следующее упрощение h сливает элементы v¢1 и v¢2 в один элемент v1, элементы x¢1 и x¢2 - в элемент х1, связи s¢1 и s¢2 - в одну связь s1 , связи s¢3 и s¢4 - в связь s2. В результате получается система Y= Y(V, X, S, F), где Х= (х1, x2), V= ( v1, v2), S = (s1, (s2, s3, s4 ) Следовательно, система Y является моделью системы .

В зависимости от задач, стоящих перед исследователем, и его возможностей, характера огрубления и степени агрегирования, для одного и того же оригинала можно получить несколько различных моделей. Стратегия моделирования состоит в том, чтобы путем упрощения получить модель, свойства и поведение которой можно бы было изучать с достаточной эффективностью. В то же время модель должна быть достаточно схожей с оригиналом, чтобы результаты изучения были применимы и к оригиналу. Переход от модели Y к оригиналу называется интерпретацией модели.



Основной проблемой перехода от системы оригинала Y0 к модели Y является установление закона функционирования F, после чего исследование системы Y0 можно заменить исследованием ее модели Y. С учетом закона функционирования результаты исследований модели Y можно интерпретировать применительно к системе оригинала. В результате при помощи моделирования в некотором приближении (в зависимости от приближения модели к оригиналу) может быть решена задача установления функции изучаемой сложной системы Y0.

Одним из преимуществ метода моделирования является возможность построения моделей с "удвоенной" реализацией, так как в зависимости от выбора реализации модели зависит сложность ее исследования.

В зависимости от задач исследования и особенностей системы-оригинала разрабатываются самые разнообразные модели, которые можно классифицировать по различным признакам:



1. Реальные (натуральные, аналоговые).

2. Идеальные (знаковые):

1. Концептуальные (вербальные, графические).

2. Математические:

1. Аналитические (оператор известен в аналитической форме):

1. Дискретные или непрерывные.

2. Детерминированные или стохастические.

3. Точечные или пространственные.

4. Статические или динамические.

2. Численные (имитационные):

1. Дискретные или непрерывные.

2. Детерминированные или стохастические.

3. Точечные или пространственные.

4. Статические или динамические.

По типу реализации модели подразделяются на реальные и идеальные. Реальные модели отражают наиболее значительные черты оригинала. Например, аквариум с растительностью, животным и микробным населением воспроизводит некоторые черты обитаемых водоемов хотя бы потому, что сам является водоемом. При работе с натурными моделями трудно установить степень адекватности модели оригиналу и, следовательно, обосновать возможность применения результатов моделирования к оригиналу. При натурном моделировании экосистем вопросы обоснования адекватности часто далеки от удовлетворительного решения. С трудностями технического характера (преодоление их не всегда приводит к решению поставленных задач) связано также создание и использование натурных моделей экосистем.

Поскольку экосистемы представляют собой сложные для изучения объекты, наибольший эффект при проведении исследований может быть достигнут в результате использования комплекса различных методов, взаимосвязанных между собой.

Следовательно, современная экология выступает научно-естественной основой разработки и осуществления комплексных многодисциплинарных проектов изучения экосистем как целостных динамических объектов, включающих живые и неживые компоненты. Для раскрытия функционирования и целостных свойств экосистемы в эти проекты необходимо включать рассмотрение ее связей с соседними экосистемами.


Дата добавления: 2015-01-29; просмотров: 19; Нарушение авторских прав


<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Экспериментальные методы | Жидкости и их свойства
lektsii.com - Лекции.Ком - 2014-2020 год. (0.011 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав
Главная страница Случайная страница Контакты