地理模拟优化系统的制作方法

专利名称：地理模拟优化系统的制作方法
技术领域：
本发明属于地理信息科学技术领域，具体涉及一种用来模拟、预测、优化 并显示地理格局和过程的地理模拟优化系统。
背景技术：
地理信息系统GIS是二十世纪六十年代中期开始发展起来的新技术，将地 学空间数据与计算机技术相结合，通过对地球表层人文经济和自然资源及杯境 等多种信息进行管理和分析，以掌握自然环境和经济地理要素等规律。目前已 经广泛应用于各个领域，包括地理学、测绘学、地质学、环境科学、市政管理、 林业、农业、海洋，以及电子商务等诸多领域。空间分析是GIS的基本功能之 一，其中叠置分析、缓冲区分析、网络分析等是GIS中最常用的空间分析方法。
但是，尽管GIS具有强大的空间数据管理和处理方面的能力，在模型方面 功能较弱，不能满足地理学家对过程等分析方面的需求。许多地理现象的时空 动态发展过程往往比其最终形成的空间格局更为重要，譬如城市扩展、疾病扩 散、火灾蔓延、人口迁移、经济发展、沙漠化、洪水淹没等。因此，时空动态 模型对研究地理系统的复杂性具有非常重要的作用。许多地理现象的演变具有 复杂的非线性系统特征，无法利用单纯的基于方程式的方法来有效研究，空间 模拟方法是强有力的分析探索工具。
近年来国际上主要禾j用元胞自动机CA来对这些复杂的地理过程进行模拟 分析，同时为了反映人文因素及政府等不同角色对地理过程的影响，采用多智能体系统MAS方面的研究也引起了人们的重视。另夕卜，资源环境的管理和利用 往往涉及到空间的优化配置，需要使用一些优化的工具来辅助产生规划方案。 目的是在时空上最佳地配置或使用资源，产生最大效益值。涉及的问题包括设 施选址、土地利用规划、水资源的优化配置等。
但是这些研究都是比较分散进行的，彼此之间不能进行信息的交互共享， 不能到达模拟与优化的相互促进，不能使复杂地理过程更好的模拟、优化和预 测，没有形成统一的理论和技术框架体系。

发明内容
本发明的目的在于弥补目前GIS对过程分析功能的严重不足和普遍缺乏模 拟与优化类的工具的弱点，对GIS进行重要拓展，提供一般GIS所不能提供的 高级空间分析和地理模拟与优化功能，能较好地满足对复杂的资源环境及演变 的模拟和优化需求，为复杂资源环境及变化提供了一种有效的模拟和优化工具。
为了实现上述发明目的，采用的技术方案如下
一种地理模拟优化系统，综合元胞自动机，多智能体系统以及生物智能来
模拟、预测、优化并显示地理格局和过程；所述元胞自动机，多智能体系统以
及生物智能被整合在一起模拟微观实体之间的相互影响和相互作用，并定义为
(《+1，￡;+1，￡'+1) = ^(《乂，￡')，其中，s;和4代表的是实体i的状态和位置，所述实
体包括静止元胞和可移动智能体，可移动智能体进一步细分为社会智能体和生 物智能体，￡'和F分别用来表征环境和互作用规则集；所述互作用规则集包括 三个子集F ~ (F"，^。"。"，'，^画。"-)，其中/^用来表示静止元胞的互作用规则， 用来表示社会智能体和他们所处的环境之间的互作用规则，/^,m。M，用 来表征生物智能体和其外在环境之间的互作用规则。本发明通过综合元胞自动机(CA)，多智能体系统(MAS).以及生物智能(SI)， 提出 一 个新的概念 一 地理模拟优化系统(Geographical Simulation and Optimization System ,GeoSOS)，用来模拟、预测、优化并显示地理格局和过程。 地理模拟优化系统采用了自下而上的策略来模拟非线性的复杂动态系统，能提 供强大的模拟与优化功能，有效地弥补现有地理信息系统的不足。微观个体也 被引入其中，用来反映在环境演化过程中，自然、生态以及社会系统间的相互 作用。这个系统中包含着很多能够直接反映地理对象的离散实体，例如，树木、 河流、学校、机场等。在系统中，包含着这样两类实体静止元胞与可移动智
能体。传统的栅格地理信息系统主要操纵静止元胞。可移动智能体可以被进一
步细分为社会智能体(social agents)和生物智能体(animal agents)。前一类智能体 可以用来表示人群或组织。而后一类则可以表示一些人工生物(artificial animals), 例如蚂蚁或鸟群之类。这类智能体可以为系统补充一定的人工智能，为空间优 化提供了便利。
元胞自动机使用静止元胞来表示固定的实体，而多智能体系统(MAS)以 及生物智能(SI)则使用移动的智能体来表示现实世界中的可移动实体。时空动 态过程的模拟和优化可以通过微观个体之间的相互作用来表现。这种微观个体 的交互作用主要以Tobler的地理学第一定律为基础，即空间上所有的实体都存 在着相互关联，往往实体和与其相邻实体之间关联性要强于离其较远的实体。 智能体的规则及行为可以从地理信息系统和遥感的训练数据中进行挖掘。
通过改变元胞自动机和多智能体的各种参数，可以很有效的进行景观的模 拟与分析然而，这类模型并非用来解决优化问题。但日益增长的需求不只需
要得到真实格局，同时也需要得到优化格局。城市规划往往需要在现实和理想之间做出折衷的选择。另外，在对大型设施的选址以及交通系统的优化规划也 需要我们综合考虑经济因素，这些规划将对未来的土地利用动态变化有着很深 远的影响。
因此，本系统综合模拟和优化模型来解决规划应用中的各类问题。迄今为
止，大部分研究都普通缺乏同时集成模拟和优化的工具和方法学。在GeoSOS 中，CA， MAS和SI被整合在一起模拟微观实体之间的相互影响和相互作用。
本发明通过定义三类互作用规则来实施模拟和优化。在CA中，互作用规 则又称作转换规则。这些规则不能完全满足MAS和AI的应用需求，需要一个 更加普遍的互作用规则来满足现实世界中模拟优化的广泛应用，进而反映实体 和它们的所处的外在环境之间的相互关系，决定它们的状态、位置和环境的变 化。
本发明的核心即为这些互作用规则集。实体之间相互作用的强度与空间距 离有关，故引入万有引力定律作为定义这些规则的基础。这里的互作用规则集 包括三个子集F (F③^,""'，^^'m。M^')， i^用来表示CA的互作用规则(转 换规则)，只考虑自然因子。通常说来研究CA的状态转移的影响因素时，需要 将一些基于领域函数的自然因子(例如元胞之间的相互亲近程度和位置)整合 在一起。^",，,用来表示社会智能体(人或各类组织)和他们所处的环境之间 的互作用规则。城市和经济学理论通常被用来定义这类智能体的行为。^mffla/ 用来表征在寻找最优解决途径下的人工生物和其外在环境之间的互作用规则。 简单的生物智能被用来引导这些人工生物实体的活动。
尽管近年来MAS受到的关注程度大于C^， CA仍然不失为模拟复杂城市 动态变化的重要手段。孤立的运用MAS或CA都不能很好的模拟复杂的自然系统。CA可以有效的捕捉地理现象的扩散或演变，其特有的属性决定了它可以做
到MAS做不到的模拟效果。运用GIS的相关方法能很好的定义和计算出CA的 相关物理因子。同时，CA能够方便的解决多种物理因子综合影响作用下的复杂 系统模拟问题。
MAS可以运用可移动智能体来表示人类或组织的决策行为，适用于人工模 拟仿真系统。系统模拟的人类交互行为受到其外在环境的影响。CA通过自然属 性变量的替代来隐含地表示这种相互作用。然而，MAS对于可移动智能体的运 用可以很好的定义人类和社会因素之间的影响，加强空间搜索中的灵活性。因 而，将CA和MAS整合在一起可以更好的模拟诸多自然或人为因素影响下的复 杂地理过程。
本发明引入SI来进一步加强优化能力。地理学中的空间优化通常涉及到最 大人口覆盖率和最小总行进距离问题。设施选址和其相关模型通常包括区位-配 置模型和中值问题，例如人们熟知的NP困难组合最优问题。将人工智能方法整 合进来可以很好的解决各种点状选址和线性规划问题。
本发明的实现主要包括五个步骤1)通过对领域知识或本地经验来挖掘和 定义互作用规则；2)获取初始条件，例如状态和环境；3)利用互作用规则来 进行模拟和优化；4)根据迭代次数来更新状态、位置和环境；5)将模拟与优 化耦合在一起。
第1)步是通过不同的数据挖掘工具来定义互作用规则。从GIS中获取的空 间数据能够用来定义元胞和景观环境的初始状态(《)和(,)。状态转移规则是
CA的核心问题。而运动规则决定了智能体根据它们之间或与其环境之间的交 互，在每一时刻里如何在空间中移动。定义互作用规则是GeoSOS运行的关键所在。 一些知识发现工具(M)可以用来从训练数据(D)中获取这些规则 (^,F,wi^,。一,)。这些经验数据可以从GIS和遥感数据库中得到。为了将
模拟状况和实际之间的差别减到最小，可以使用'trialanderror，的方法。诸如逻辑 回归、神经网络和机器学习之类的数据挖掘方法，能被应用于辅助定义这些互 作用规则。模拟出来的格局将和实际格局进行叠置分析，通过点对点的方式进 行验证。另外，在很多情形下格局的相似性是首要的，因此也可以通过一系列 景观指数来进行验证。
而模拟优化任务需要通过下述公式来实现
(^V ，丄f ,五w咖/。,W) 二尸So"。/々e"/(S/ ，丄/ ，E力腦/o,w) (5,,丄,,五叩"冊zec/ ) 二尸^^啦M议",(S/ ,Z/ ,五叩"m,2(^ )
(4)
(5)
将模拟和优化耦合，公式(6)和(7)可以进一步修改为
，丄/ ，五&腦/。^ ) =F、So"flM，/(《，A ，) (8) (5^，丄；,五o户"肌^/) 二^^m-邮Uge",GS^ ，Z(-，五、力"^。"d)
本发明的地理模拟与优化系统在计算机中的实现为釆用表示层、逻辑层、 数据层三层架构来表示系统的逻辑架构；
所述表示层包括用户界面以及数据输入/输出接口 ；
所述逻辑层包括元胞自动机模拟模块、多智能体系统模拟模块、地理空间 分析优化模块、系统模型库，，以及采用通用数据总线进行逻辑层中不同模块间 的数据共享与交互；所述数据层获取和提供所需的数据，包括遥感数据、GIS数据、社会经济 数据，以及扩充数据；
所述数据层数据传递给逻辑层进行分析和计算，并通过逻辑层呈现给用户。
所述逻辑层的系统模型库设有逻辑回归模拟、神经网络模拟等相关模型， 以及其它扩展性组件。
所述逻辑层的元胞自动机模拟模块实现如下操作
(1) 转换规则提取
根据选择的模型提取转换规则，可以依照现有的遥感数据进行提取，提取 过程还包括模型参数校准等功能，以确保提取到精度最高的转换规则；
(2) 模拟预测
根据提取到的转换规则，进行地理现象的模拟或预测。例如可以根据当前 的转换规则和遥感数据，进行今后发展趋势的模拟，当达到某一预设的预测条
件后，就完成预测过程；
(3) 模拟分析评价
在进行转换规则提取后，将模拟的结果和实际的结果进行对比和评价，以 检验模拟的效果，并产生直观的评价结果，用户通过评价结果调整转换规则的 参数，再次进行模拟实验，经过多次循环反复，最终获得最优的转换规则；
(4) 模型对比
提供模型之间模拟效果的对比功能，通过对比找到最适宜的转换规则。 上述操作(2)还包括在模拟预测过程中提供实时的变化数据，以可视化或 文本化的方式同时呈现给用户，以方便用户掌握实时变化的过程,，在城市土地 利用变化模拟过程中，还能产生不同土地利用类型的实时转化曲线，以反映城市发展的不断变化。
所述逻辑层的多智能体系统模拟模块实现以下操作
(1) 多智能体及定义 提供定义多智能体的工具，由用户确定具体地理环境下的智能体实体和行
为，同时还口J以产生符合定义的智能体进行的地理现象的模拟；
(2) 基于多智能体系统的模拟 基于多智能体系统的模拟将利用多智能体系统和元胞自动机模拟结合进行
地理现象的模拟，根据定义的多智能体的实体和行为，将元胞自动机模拟作为 环境因素进行模拟和预测； '
(3) 模拟分析评价
在使用多智能体与元胞自动机模拟结合进行模拟或预测后，对模拟的结果 进行对比和评价，检验模拟的效果。
所述逻辑层的地理空间分析优化模块实现的操作为在计算机环境下完成 地理空间分析中各种优化算法或手段的应用，将各种优化方案在实际数据中进 行应用并产生优化结果，同时提供良好的用户接口，方便用户进行优化参数的 设置，并将优化结果进行输出和应用。
所述逻辑层的数据共享与交互采用统一的数据格式进行相互的数据交互。
本发明的优点在于将目前分散的元胞自动机、多智能体系统和地理优化 知识进行了系统的整合，构建出了地理模拟与优化系统；将地理模拟与优化知 识与软件工程思想和技术进行了有机结合，从软件角度进行了实现。 ,


图1为本发明的软件架构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明。
本发明的软件架构示意图如附图l所示，包括表示层、逻辑层和数据层。 -表示层是系统的最上层7^—户直接交互。表示层的设计决定系统界面的 可用性及信息输入和展示的可靠性。它主要完成用户指令的输入、显示系统信 息及系统执行结果输出等。数据显示主要是将系统读入的数据和分析中产生的 过程数据、结果数据显示出来。数据输出可以将用户需要的数据输出为指定的 格式。
逡辑层完成系统的核心业务逻辑，如系统模拟中的各种分析和计算等，是 系统的核心和关键。逻辑层的外在表现是系统的功能性。同时，逻辑层在表示 层和数据层之间进行数据交互和处理。
地理模拟优化系统处理的业务逻辑主要包括四部分元胞自动机CA模拟、
多智能体系统MAS模拟、地理空间优化和模拟与优化的交互。不同的部分将作
为不同的组件库进行设计和构建。
CA模拟主要是利用元胞自动机根据转换规则进行地理现象模拟、预测等工 作。多智能体模拟主要是利用多智能体系统,(MAS)及结合CA等进行地理现 象模拟及预测。地理分析优化部分是针对当前的地理分析中所提出的各种优化 策略的应用。
由于地理模拟优化系统注重的是地理模拟和地理优化之间的紧密结合，模 拟与优化的结果能够互相利用，互相促进。因此，在系统构建时采用了 "通用 数据总线"的概念来进行不同逻辑模块间的'数据共享与交互。模拟的结果和优 化的结果可以在系统内部使用"通用数据总线"类似工业生产流水线的方式进行相互的传递和促进，最终达到模拟和优化结果的最优。
同时，地理模拟优化系统理论已经发展了很多模型方法，如逻辑回归模拟， 神经网络模拟方法，基于数据挖掘的方法等。这些模型和方法可以放在模型库 逻辑模块屮，在需要进行使用时进行调用。同时，模型库也独立于系统其它的 模块组件，可以进行单独的修改和扩充，以增强系统的扩展性。
架构的最底层是数据层，负责获取和提供数据所需的数据。系统可以使用 的数据源包括遥感数据、GIS数据、社会经济数据或其它数据。数据层将获取 这些数据，传递给逻辑层进行分析、计算，最终呈现给用户。
—在整个系统架构中，用户通过表示层进行地理模拟任务的输入，系统将命 令传递给逻辑层，由逻辑层通过数据层获取分析需要使用的数据，同时使用相 应的逻辑模块，调用相应的模型，通过数据交换总线进行模块间数据的传输， 从而得到模拟、分析和预测的结果，并通过表示层将结果表示给用户。如果需 要的话，还可以将分析的中间结果通过数据层保存下来。
同时，在具体组件的构建时，遵循面向对象编程的原则，需要根据不同的 实体划分相应的对象(类)，并建立类之间的相互关系。
软件所实现的功能如下
地理模拟优化系统需要进行复杂地理现象的模拟、预测与优化。根据由此 产生的系统功能需求，地理模型系统主要包括多个功能组件。 1、用户交互组件
用户交互组件完成系统和用户的交互，获取用户的输入信息并输出系统信 息呈现给用户。包括 (1)数据输入数据输入功能将地理模拟优化系统需要的数据或配置信息从系统外部读 入，可能是用户输入或是从数据源读取数据，为接下来进行的系统分析做好数 据支持。
(2) 翻显示
该功能将系统中的原始图像数据(如遥感数据)和模拟结果以可视化的方 式显示出来，供用户直观浏览。文本数据使用文本的形式表现出来，其它数据 (如模拟中的中间成果数据)可以通过可视化控件动态的展示出来。
(3) 数据输出
系统可以将分析过程中产生的数据和分析结果输出为图像、文本或其他形 式，供用户使用。系统还可以提供打印、数据导出等通用功能将输出结果等信 息导出为外部成果。
2、 CA模拟组件
CA模拟进行基于元胞自动机的地理现象模拟。CA模拟的一般步骤是选择 合适的模型或方法进行CA转换规则的提取，然后根据得到的转换规则进行地理 现象的模拟和预测。因此，CA模拟组件主要包括以下功能
(1) CA转换规则提取 系统可以根据选择的模型或方法提取转换规则，依照现有的实际数据(一
般是多时相的遥感数据)进行提取。提取过程还包括模型参数校准等功能，以 确保提取到精度最高的转换规则。
(2) 模拟预测
根据提取到的转换规则'，可以进行地理现象的模拟预测。系统将根据当前 的转换规则和实验数据，进行今后发展趋势的模拟，当达到某一预设的预测条件后，就完成预测过程，最后还将提供相关功能进行预测结果的分析。
在模拟预测过程中系统可以提供实时的变化数据，以可视化或文本化的方 式同时呈现给用户，以方便用户掌握实时变化的过程。在城市土地利用变化模 拟过程中，系统可以产生不同土地利用类型的实时转化曲线，以反映城市发展 的不断变化。
(3) 模拟分析评价
在进行转换规则提取后，需要将模拟的结果和实际的结果进行对比和评价， 以检验模拟的效果。系统将提供结果分析和评价的工具，进行精度的比较(如 使用逐点对比法)，并产生直观的评价结果。用户可以通过评价结果调整转换规 则的参数，再次进行模拟实验，经过多次循环反复，最终获得最优的转换规则。
(4) 模型对比
基于CA转换规则的提取，目前已有很多成熟的研究。针对某一特定的研究 区域，可能某一特定的方法能取得最佳的模拟效果。因此，需要进行多种模型 和方法的对比，以确定最适用于该区域的转换规则进行模拟和预测。系统将提 供模型之间模拟效果的对比功能，通过对比找到最适宜的转换规则。
3、多智能体系统模拟组件
通过微观智能体之间及其与周围环境间的相互作用，结合元胞自动机，可 以更好的自下而上模拟出地理现象的变化。因此，基于多智能体系统的模拟主 要包括以下功能
(1)多智能体及定义
Agent是在虚拟环境中具有自主能力、可以进行有关决策的实体。在不同的 地理模拟环境中，需要定义不同的智能体及其决策行为。系统将提供定义多智能体的工具，由用户确定具体地理环境下的智能体实体和行为。同时还可以产 生符合定义的智能体进行的地理现象的模拟。
(2) 基于多智能体系统的模拟
基于多智能体系统的模拟将利用多智能体系统和CA结合进行地理现象的 模拟。系统根据定义的多智能体的实体和行为，将CA作为环境因素进行模拟和 预测。
(3) 模拟分析评价
在使用多智能体与CA结合进行模拟或预测后，也要对模拟的结果进行对比 和评价，检验模拟的效果。系统同样将提供类似CA模拟的模拟分析结果评价功 能。
4、 地理分析优化功能组件
地理分析优化主要在计算机环境下完成地理空间分析中各种优化算法或手 段的应用。系统将各种优化方案在实际数据中进行应用并产生优化结果。如将 蚁群优化算法应用于空间动态选址、道路动态选线中。
系统将提供良好的用户接口，方便用户进行优化参数的设置，并将优化结 果进行输出和应用。
5、 模拟优化交互功能组件
地理模拟优化系统的一大特点是将地理模拟和优化有机、无缝的结合起来， 使地理模拟和优化的结果能够互相使用，达到模拟与优化的统一。
因此，模拟和优化的结果将采用统一的数据格式，以进行相互的数据交互。 地理优化的结果可以提供给地理模拟使用，来改进地理模拟的效果。同样，地 理模拟也反映了地理优化的效果。系统在功能层次提供对此的支持，使系统的用户可以方便的进行交互操作，完成模拟和优化的任务。 6、系统功能组件
(1) 系统设置
系统可以进行各功能组件参数的配置、模型库参数的配置，同时还可以进 行关于系统本身服务功能的设置。
(2) 本地化支持
系统支持本地化，可以提供多种语言版本(目前有英文、中文简体和中文 繁体语言版本)，以满足用户国际化的要求。
(3) 系统更新
系统还将提供自动更新的功能，能够及时发现版本的更新并自动更新到最 新版本，保证用户使用最新的软件版本。同时更新后还提供更新记录以显示版 本的变化。
(4) 帮助
系统将提供完善的帮助文档，帮助用户了解和使用系统。同时，在系统使 用中，帮助系统结合在具体操作中，通过提供直观的说明等方式帮助用户更好 的使用系统。
权利要求
1、一种地珲模拟优化系统，其特征在于综合元胞自动机，多智能体系统以及生物智能来模拟、预测、优化并显示地理格局和过程；所述元胞自动机，多智能体系统以及生物智能被整合在一起模拟微观实体之间的相互影响和相互作用，并定义为其中，和代表的是实体i的状态和位置，所述实体包括静止元胞和可移动智能体，可移动智能体进一步细分为社会智能体和生物智能体，Et和F分别用来表征环境和互作用规则集；所述互作用规则集包括三个子集F～(FCA，FSocialAgent，FAnimalAgent)，其中FCA用来表示静止元胞的互作用规则，FSocialAgent用来表示社会智能体和他们所处的环境之问的互作用规则，FAnimalAgent用来表征生物智能体和其外在环境之间的互作用规则。
2、 根据权利要求l所述的地理模拟优化系统，其特征在于系统的实现包括 如下五个步骤(1) 定义互作用规则，通过知识发现工具M从训练数据D中获取互作用 规则集(^,F wJ細。争,)，而训练数据D能够从GIS和遥感数据库中得到；(2) 获取初始条件；(3) 利用互作用规则来进行模拟和优化；(4) 根据迭代次数来更新状态、位置和环境；(5) 将模拟与优化耦合在一起。
3、 根据权利要求2所述的地理模拟,化系统，其特征在于所述步骤(3) 至(5)通过下述公式来实现,丄/ ,五力mw/。W) 二尸So"。"gew/(S,，丄/ ，五W歸/。/et/)，丄,- ，五w.m'2et/ ) -F^4/7/m。Mge"/(S！，五。p".附(zed )将模拟和优化耦合，公式(6)和(7)进一步修改为:K"广+i 1=/^ ^S^广、(3)(4)(5)(6)(7)(8) (9)。
4、 根据权利要求1或2或3所述的地理模拟优化系统，其特征在于在计算 机中的实现为采用表示层、逻辑层、数据层三层架构来表示系统的逻辑架构；所述表示层包括用户界面以及数据输入/输出接口 ；所述逻辑层包括元胞自动机模拟模块、多智能体系统模拟模块、地理空间 分析优化模块、系统模型库，以及采用通用数据总线进行逻辑层中不同模块间 的数据共享与交互；所述数据层获取和提供所需的数据，包括遥感数据、GIS数据、社会经济 数据，以及扩充数据；所述数据层数据传递给逻辑层进行分析和计算，并通过逻辑层呈现给用户。
5、 根据权利要求4所述的地理模拟优化系统，其特征在于所述逻辑层的系 统模型库设有逻辑回归模拟、神经网络模拟等相关模型，以及其它扩展性组件。
6、 根据权利要求5所述的地理模拟与优化系统，其特征在于所述逻辑层的 元胞自^机模拟模块实现如下操作(1)转换规则提取根据选择的模型提取转换规则，依照现有的遥感数据进行提取，提取过程 还包括模型参数校准等操作，以确保提取到精度最高的转换规则；(2) 模拟预测根据提取到的转换规则，进行地理现象的模拟预测，根据当前的转换规则 和遥感数据，进行今后发展趋势的模拟，当达到某一预设的预测条件后，就完 成预测过程；(3) 模拟分析评价在进行转换规则提取后，将模拟的结果和实际的结果进行对比和评价，以 检验模拟的效果，并产生直观的评价结果，用户通过评价结果调整转换规则的 参数，再次进行模拟实验，经过多次循环反复，最终获得最优的转换规则；(4) 模型对比提供模型之间模拟效果的对比功能，通过对比找到最适宜的转换规则。
7、 根据权利要求6所述的地理模拟与优化系统，其特征在于所述操作(2) 还包括在模拟预测过程中提供实时的变化数据，以可视化或文本化的方式同时 呈现给用户，以方便用户掌握实时变化的过程，在城市土地利用变化模拟过程 中，还能产生不同土地利用类型的实时转化曲线，以反映城市发展的不断变化。
8、 根据权利要求4所述的地理模拟与优化系统，其特征在于所述逻辑层的 多智能体系统模拟模块实现以下操作(1) 多智能体及定义提供定义多智能体的工具，由用户确定具体地理环境下的智能体实体和行 为，同时还可以产生符合定义的智能体进，的地理现象的模拟；(2) 基于多智能体系统的模拟基于多智能体系统的模拟将利用多智能体系统和元胞自动机模拟结合进行 地理现象的模拟，根据定义的多智能体的实体和行为，将元胞自动机模拟作为 环境因素进行模拟和预测； (3)模拟分析评价在使用多智能体与元胞自动机模拟结合进行模拟或预测后，对模拟的结果 进行对比和评价，检验模拟的效果。
9、 根据权利要求4所述的地理模拟与优化系统，其特征在于所述逻辑层的 地理空间分析优化模块实现的操作为在计算机环境下完成地理空间分析中各 种优化算法或手段的应用，将各种优化方案在实际数据中进行应用并产生优化 结果，同时提供良好的用户接口，方便用户进行优化参数的设置，并将优化结 果进行输出和应用。
10、 根据权利要求4所述的地理模拟与优化系统，其特征在于所述逻辑层的数据共享与交互采用统一的数据格式进行相互的数据交互。
全文摘要
本发明提供地理模拟与优化系统的概念、原理和软件实现，用来模拟、预测、优化并显示地理格局和过程。本发明的优点在于将目前分散的元胞自动机、多智能体系统和地理优化知识进行了系统的整合，构建出了地理模拟与优化系统；将地理模拟与优化知识与软件工程思想和技术进行了有机结合，从软件角度进行了实现。
文档编号G06F17/30GK101419623SQ20081021982
公开日2009年4月29日 申请日期2008年12月9日 优先权日2008年12月9日
发明者何晋强, 刘小平, 张亦汉, 丹 李, 陈逸敏, 夏 黎 申请人:中山大学