元胞自动机模型在地学中的研究进展_薛小杰
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中医进补常识◆进补原则中医进补常识◆进补的分类从方法分,进补分为精神补益、饮食补益、药物补益、按摩补益和艾灸补益等。
虚证有不同性质和表现,从气血、阴阳方面分,虚证可以有气虚、血虚、气血两虚,阴虚、阳虚和阴阳两虚;从脏腑分,又各有不同。
针对虚证补益的不同作用,分为补阳(又称壮阳)、补阴(又称滋阴)、阴阳双补,补气(又称益气)、补血(又称养血)汽血双补等;针对脏腑的不同虚证,有益肾、健脾、补肺、养心、养肝等之分。
在实际运用中,由于虚证往往不只表现为一种,虚证之间相互影响,相互传变,所以补法也就不完全一样,但总还是离不开对气血、阴阳、脏腑的补益。
在药物、饮食补益中,根据食物和药物的性质,又可分为温补、清补、平补等;从补益作用的大小和强弱,又可分为峻补和缓补。
一般饮食补益比较平和,需要较长时间才能见到效果;而药物补益作用较强,见效较快,但比较难掌握。
一般补益多采用食补,即可取得好的效果。
用于平补和清补的食物主要包括谷类、豆类、鱼、蔬菜、水果等(详见表1)。
表1 常见补益类食物性味食物平补(性味甘平为主,或稍偏温或稍偏凉)粳米、小米、糯米、高粱、玉米、大麦、小麦、养麦、红薯、山药、芋艿、薏苡仁、芡实、土豆大豆、毛豆、蚕豆、赤豆、扁豆、、豌豆、豇豆、豆制品、豆浆豆油、菜油、花生油白砂糖、葡萄糖、冰糖、橘子、金橘、苹果、花红、批把、杨梅、鲜荔枝、椰子、山楂、梅子、李子、橄榄、银杏、桑椹、香榧子、菠萝、鲜葡萄、莲子、花生、芝麻、葵花于、南瓜子、松子、海棠果、无花果、小核桃南瓜、丝瓜、黄瓜、青菜、卷心菜、大白菜、豌豆兹、花菜、大头菜、香椿头、(黑)木耳、银耳、燕窝猪肉、猪肝、猪腰、鸽肉、野鸡、兔肉、鸡肉鲤鱼、青鱼、鳗鲡、海鳗、白鱼、鲥鱼、鲳鱼、鲈鱼、墨鱼、鱿鱼、虾、干贝、甘蔗、生梨、生菱、生藕、袖子、荸荠、慈姑、香蕉、百合、西瓜、冬瓜、苦瓜、菜瓜、生瓜、香瓜莴苣、竹笋、芦笋、茄子、莼菜、苋菜、紫菜、海带、石花菜、龙须菜、芹菜、苜蓿、萝卜、金针菜、马兰头、枸杞头、荠菜、蘑菇、油菜、菠菜、番茄、茭白、雍菜、菊花、薄荷绿豆、绿豆芽、豆鼓、蜂蜜、西瓜子仁、茶叶甲鱼、乌龟、鸭子、鸭蛋、野鸭、黑鱼、海蜇、蚌肉、蛤肉、蛏子、田螺、螺蛳、海螺、螃蟹、蛇胆、蚯蚓、蜗牛、黄泥螺在药补和食补的形式上可以分为单味进补,如人参切片服用,冬虫夏草打粉服用,拘粑子泡茶等。
基于GIS与地理元胞自动OL(Geo-CA)模型的城市卒同扩展模拟研字卜以呼和浩特市为例元胞空间表现为一个首尾相接的“圈”。
对于二维空间,上下相接,左右相接,而形成一个拓扑圆环面(torus),形似车胎或甜点圈。
周期型空间与无限空间最为接近,因而在理论探讨时,常以此类空间型作为试验。
反射型(ReflectiveBoundary)指在边界外邻居的元胞状态是以边界为轴的镜面反射。
■!—]]口…皿;口例如在一维空间中,当r=l时的边界情形:‘u趾矿定值型(ConstantBoundary)指所有边界外元胞均取某一固定常量,如0,l等.需要指出的是,这三种边界类型在实际应用中,尤其是二维或更高维数的构模时,可以相互结合。
如在二维空间中,上下边界采用反射型,左右边界可采用周期型(相对边界中,不能一方单方面采用周期型)。
③构形:是在某个时刻,在元胞空间上所有元胞状态的空间分布组合。
通常,在数学上它可以表示为一个多维的整数矩阵。
(3)邻居(neighbor):以上的元胞及元胞空间只表示了系统的静态成分,为将“动态”引入系统,必须加入演化规则。
在地理元胞自动机中,这些规则是定义在空间局部范围内的,即一个元胞下~时刻的状态决定于本身状态和它的邻居元胞的状态。
因而,在指定规则之前,必须定义一定的邻居规则,明确哪些元胞属于该元胞的邻居。
在一维元胞自动机中,通常以半径r来确定邻居,距离一个元胞r内的所有元胞均被认为是该元胞的邻居。
二维元胞自动机的邻居定义较为复杂,但通常有以下几种形式(我们以最常用的规则四方网格划分为例),见图3·2,黑色元胞为中心元胞,灰色元胞为其邻居,它们的状态一起来计算中心元胞在下一时刻的状态。
(a)Von.Neum姗型(b)Moore型(c)扩展的Moore型图3-2元胞自动机的邻居模型Fig.3-2NeighborModelsofCellularAutomata内蒙古师范大学硕士学位论文图4.1研究区域地理位置示意图F培4.1Theschamaticmapofgeographicallocationofstudy∞呼和浩特是中国实施西部大开发战略中重要的中心城市之一,也是北方沿边开放地区重要的中心城市和商业贸易中心。
基于元胞自动机模型的地震疏散研究摘要:利用matlab建立了基于元胞自动机的地震疏散模型,模拟了地震人员疏散的过程,并分析了各种情况对地震人员疏散的影响。
结果表明,元胞自动机网格分化越精细,疏散效率越高。
在此基础上,考虑了疏散路径对疏散时间的影响。
并且改变疏散路径对疏散时间影响显著。
关键词:元胞自动机;地震疏散;疏散仿真1、介绍由于地震的不确定性和强破坏性,减少人员伤亡人数是一个很关键的问题。
为了减少人员伤亡,各国学者建立了很多人群疏散模型,比如元胞自动机,它是离散型模型,核心是元胞,分布在网格上。
每个元胞都是同步更新的,他们的空间叫做元胞空间。
通常采用圆形代表二维元胞空间。
演化规则是元宝自动机的重要组成部分,根据演化规则可以确定元胞的行进规则,从而来模拟行人的运动,并且有人提出了场地的概念,场地取决于行人对环境的感知。
随着对研究的深入,元胞自动机模型有了更多的发展,比如和社会力模型的结合。
2、元胞自动机模型介绍元胞自动机是由元胞空间组成的,这个空间被一些很有规则的网格分割成一系列的元胞,每个元胞都是离散的,他们的演化规则也是不定的,根据这些演化规则,元胞可以每时每刻更新自己离散的状态,经过这一系列更新自己的过程,元胞自动机就可以完美地模拟行人模拟。
和一般意义上的动力模型不一样,CA将物理方程替换成为了演化规则。
很多软件都可以用来模拟元胞自动机,比如MatLab和Swarm。
Matlab软件可以做很多,,在行人模拟和图形交互方面都有很大的作用。
人们可以用Matlab建立元胞自动机模型,用来模拟地震人群疏散,并且还可以设计界面。
Maltab主要由矩阵构成,可以以此进行演化规则的定义,还可以用函数来定义一些障碍物或者行人之间的碰撞,这导致Matlab可以很好地用来进行仿真模拟,用来编写元胞自动机非常合适。
元胞自动机也有很多种类型,比如离散型连续型,离散与连续混合型,宏观型,微观型等等。
本论文用到的元胞自动机添加了地震力的作用,是一次很突破的操作。
元胞自动机土地利用预测原理土地利用预测是指根据过去的土地利用模式和一定的规律,通过建立数学模型来预测未来一定时期内的土地利用情况。
而元胞自动机则是一种模拟复杂系统行为的数学模型,它由许多细胞(cell)组成,每个细胞都具有一定的状态,并与周围的细胞相互作用。
元胞自动机模型中的每个细胞都可以表示一个地块,而细胞的状态可以表示该地块的土地利用类型,如农田、林地、建设用地等。
元胞自动机模型中的状态转换规则可以通过观察过去的土地利用模式和一定的规律来确定。
土地利用预测的基本原理是通过分析过去的土地利用模式和一定的规律,建立元胞自动机模型,并根据模型中的状态转换规则来预测未来一定时期内的土地利用情况。
预测的准确性取决于模型中的状态转换规则的准确性和模型中的参数的确定。
元胞自动机模型的状态转换规则可以通过多种方法确定,其中一种常用的方法是基于邻居细胞的状态。
例如,对于一个细胞来说,如果周围的细胞主要是农田,则该细胞很可能也是农田;如果周围的细胞主要是建设用地,则该细胞很可能也是建设用地。
通过观察过去的土地利用模式,我们可以统计不同类型的邻居细胞对当前细胞状态的影响,并据此确定状态转换规则。
除了邻居细胞的状态,元胞自动机模型的状态转换规则还可以考虑其他因素的影响,如地形、气候、经济发展等。
这些因素可以通过引入模型中的参数来表示,并根据观察数据和专家知识来确定。
土地利用预测可以应用于城市规划、环境保护、农业发展等领域。
例如,在城市规划中,可以利用土地利用预测模型来预测未来一定时期内不同类型的土地利用需求,从而指导城市的用地规划和土地资源的合理利用;在环境保护中,可以利用土地利用预测模型来评估不同土地利用类型对环境的影响,从而制定相应的环境保护措施;在农业发展中,可以利用土地利用预测模型来预测不同类型的农田需求,从而指导农业生产的布局和农田资源的合理配置。
元胞自动机土地利用预测原理是一种基于过去土地利用模式和一定规律的预测方法。
元胞自动机理论及应用研究元胞自动机(Cellular Automata,CA)是一种非线性动力学系统,具有自组织性、复杂性、确定性和非周期性等特点,是一种理论模型和计算工具。
元胞自动机在计算机科学、复杂系统、物理学、生物学、社会科学等领域有广泛的应用。
本文主要介绍元胞自动机的理论和应用研究。
一、元胞自动机理论1. 基本概念元胞自动机由四个基本概念组成:元胞、状态、邻居关系和规则。
元胞是指空间中的基本单元。
例如,平面上的元胞可以是正方形、三角形或六边形等。
状态是指元胞的属性或状态。
例如,元胞可以是黑色或白色、数字或字符等。
邻居关系是指元胞之间的关系。
例如,元胞可以是相邻的八个元胞或十二个元胞等。
规则是指元胞状态的演化规律。
例如,元胞的下一个状态是由周围邻居状态决定的。
2. 基本性质元胞自动机具有自组织性、复杂性、确定性和非周期性等基本性质。
自组织性是指元胞之间的相互作用会产生自组织现象。
例如,一个简单的生命游戏可以产生复杂的图案。
复杂性是指元胞自动机具有大系统行为和小元胞作用的双重特点。
确定性是指元胞的下一个状态是唯一的,由周围邻居状态决定。
非周期性是指元胞自动机的状态不会出现重复的周期现象。
3. 分类和性质元胞自动机可以分为元胞空间和时间离散的离散元胞自动机和元胞空间和时间连续的连续元胞自动机。
离散元胞自动机是指元胞的状态只能取离散值,例如0或1。
连续元胞自动机是指元胞的状态可以取连续值,例如实数值或向量值。
离散元胞自动机可以模拟离散或离散化的现象,例如生命游戏、布朗运动、数字媒体处理等。
连续元胞自动机可以模拟连续或微观现象,例如物理学、流体力学、化学反应等。
二、元胞自动机应用1. 生命游戏生命游戏是一个简单的元胞自动机模型,由英国数学家康威于1970年提出。
生命游戏的元胞是一个二维的正方形,状态是细胞生死状态。
一个细胞可以有两个状态:存活或死亡。
规则是由细胞的状态和邻居的状态决定。
生命游戏的规则是简单的,细胞的下一个状态由周围邻居状态决定。
第29卷第3期 咸 宁 学 院 学 报 Vo.l29,No.3 2009年6月 Journal of X ianni n g Universit y Jun.2009文章编号:1006-5342(2009)03-0103-04地理元胞自动机研究综述*柯新利1,2,边馥苓2(1.咸宁学院 资源与环境科学学院,湖北 咸宁 437100;2.武汉大学 空间信息与数字工程研究中心,湖北 武汉 430079)摘 要:从地理元胞自动机的应用范围、地理元胞自动机转换规则的获取、地理元胞自动机空间划分、元胞自动机与G IS的集成等方面回顾了地理元胞自动机模型的研究,对地理元胞自动机模型研究的发展趋势进行了分析,认为地理元胞自动机模型研究在以下几个方面需要进一步深入:(1)应用范围应进一步扩大;(2)在确定地理元胞自动机的转换规则时应综合考虑自然因素和社会经济因素;(3)应加强地理元胞自动机与多智能体系统的集成研究;(4)应加强对地理元胞自动机的尺度划分及尺度效应的研究;(5)应进一步深化地理元胞自动机与G IS的集成研究。
关键词:元胞自动机;地理模拟;研究综述中图分类号:F301 文献标识码:A0 引 言元胞自动机(Ce ll u l a r Au t om ata,CA)具有强大的空间运算能力,常用于自组织系统演变过程的研究。
它是一种时间、空间、状态都离散,空间相互作用和时间因果关系都为局部的网格动力学模型,具有模拟复杂系统时空演化过程的能力[1]。
与传统的基于方程式的地理学模型相比,元胞自动机模型具有较好的时空动态性,可以模拟非线性复杂系统的突现、混沌、进化等特征,是模拟生态、环境、自然灾害等多种高度复杂的地理现象的有力工具。
很多地理学家利用元胞自动机对各种复杂的地理现象进行了模拟研究,取得了许多有意义的成果。
因此,从地理空间系统的模拟来看,元胞自动机模型的研究和应用提供了一种从地理系统的微观出发、将自然与人文统一的地理模拟系统的新视角和新途径。