基於Holon的分布式協同地理建模理論、方法與應用（簡體書）

基於Holon的分布式協同地理建模是指利用計算機技術、多媒體技術、網絡通信技術、人工智能技術和分布式計算技術，以解決某一複雜的地理問題為目標，由分佈在不同位置多個學科領域專業的研究群組和人員跨越地區和時間的限制，同時參與協商、探討和建模，對地理問題進行協同建模求解的過程。其目標旨在通過人人協作、人機協作來實現複雜地理問題的求解目標，縮短地理綜合模型的開發週期，降低地理建模的成本。本書針對分布式協同地理建模過程中的新問題，提出相應的理論和方法。內容主要包括：分布式協同地理建模的相關概念、理論、方法和實現，包括：分布式協同地理建模中的基礎理論問題；分布式協同地理建模的總體框架；分布式協同地理建模的資源共享環境、成員協同環境、和模型集成環境；基於WebServices的地理資源共享方法；基於角色的分布式協同地理建模團隊組織方法；建模成員的期望角色識別和匹配算法；基於HTN的地理建模任務分解算法；基於合同網的地理建模任務動態分配機制；分布式協同地理建模的協同策略和多媒體會話方式；地理信息、空間分析以及地理模型資源的共享方法；地理模型封裝、組合和集成調用方法的實現等。

目錄 前言 第1章 緒論 1 1.1 分布式協同地理建模環境 2 1.2 研究概況和進展 3 1.2.1 建模理論與方法研究進展 3 1.2.2 分布式協同建模研究進展 5 1.2.3 協同建模控制模式研究進展 8 1.2.4 Holon控制理論研究進展 9 1.2.5 Holon與Agent，Holarchy與MAS的關係 12 1.2.6 存在的問題及分析 14 1.3 研究意義、目標和內容 15 1.3.1 研究意義 15 1.3.2 研究目標 16 1.3.3 研究內容 16 1.4 研究方法和技術路線 17 1.4.1 研究方法 17 1.4.2 技術路線 18 1.5 本書要點 19 第2章 基於Holon的分布式協同地理建模過程 21 2.1 分布式協同地理建模總體過程 21 2.2 團隊組織子過程和建模管理子過程 24 2.2.1 團隊組織子過程 24 2.2.2 建模管理子過程 25 2.3 面向分布式協同地理建模的Holon理論擴展 26 2.3.1 Holon/Holarchy的概念擴展 26 2.3.2 面向分布式協同地理建模的Holon擴展定義 27 2.4 分布式協同地理建模Holarchy 29 2.4.1 體系結構 29 2.4.2 辨識Holon的種類 30 2.4.3 定義Holon的功能和行為 32 2.4.4 形成兩個層面的Holarchy 34 2.5 協同建模Holon間的作用機制和交互過程 36 2.5.1 Holon間的作用機制 36 2.5.2 Holon間的交互關係 40 2.5.3 Holon間交互過程的UML圖 42 第3章 分布式協同地理建模的團隊組織子過程 45 3.1 基於Holon的地理建模團隊組織 45 3.1.1 建模團隊的組織空間 46 3.1.2 建模團隊的組織結構 47 3.2 角色的概念、表示和角色間的關係 48 3.2.1 角色的概念 48 3.2.2 角色的表示 49 3.2.3 角色與角色之間的關係 51 3.3 地理建模成員Holon間的契約 51 3.3.1 契約及其表示 52 3.3.2 建模契約 53 3.3.3 協同契約 54 3.4 地理建模成員Holon的角色化算法 55 3.4.1 建模成員Holon角色化算法 56 3.4.2 期望角色的設置 57 3.4.3 潛在建模成員Holon集合的識別和匹配 58 3.4.4 簽訂契約 58 第4章 分布式協同地理建模的建模管理子過程 60 4.1 基於分層任務網絡的地理建模任務分解與分派 60 4.1.1 地理建模任務的定義 60 4.1.2 空間分層任務網絡 61 4.1.3 基於分層任務網絡的地理建模任務形式化表達 62 4.1.4 地理建模任務的分解與分派算法 64 4.2 模型Holon 66 4.2.1 計算複雜度 67 4.2.2 組織多方性 67 4.2.3 尺度定義 68 4.2.4 模型聯結 70 4.2.5 層級 70 4.3 資源Holon 71 4.3.1 基礎的地理建模資源庫 71 4.3.2 地理建模資源的Web服務調用 74 第5章 基於Petri網的建模任務Holon間依賴關係分析 78 5.1 基於Petri網的HTN地理建模任務表達 78 5.1.1 Petri網理論基礎 78 5.1.2 基於Petri網的地理建模HTN規劃任務表達 79 5.1.3 建模子任務Holon的變遷型子網替換 81 5.2 地理建模任務Holon間的依賴關係表達 82 5.2.1 地理建模任務間的時間依賴關係 83 5.2.2 地理建模任務間的空間依賴關係 87 5.2.3 地理建模任務間的資源依賴關係 91 5.3 流域水文模型任務分解及依賴關係表達 94 5.3.1 三水源新安江模型結構 94 5.3.2 新安江模型的層次任務網絡 97 5.4 流域水文模型任務依賴關係的Petri網表達 99 第6章 分布式協同地理建模任務接口的圖形化定制 102 6.1 分布式地理協同建模任務接口定制 102 6.1.1 接口的形式化及定制化研究 102 6.1.2 地理建模任務接口的形式化 104 6.1.3 地理建模任務接口的定制原則 106 6.2 分布式協同地理建模任務的接口映射 108 6.2.1 地理建模任務的數據描述 108 6.2.2 地理建模任務的組織結構 110 6.2.3 地理建模任務的接口映射 111 6.3 分布式協同地理建模任務接口的圖形化定制 113 6.3.1 地理建模任務接口定制軟件 114 6.3.2 新安江模型的任務對象描述 115 6.3.3 地理建模任務接口定制的XML存儲 117 第7章 流域水文模型SWAT的分布式協同建模過程 119 7.1 分布式流域水文SWAT模型 119 7.1.1 SWAT模型的特點 119 7.1.2 SWAT模型結構和數據組織 121 7.2 SWAT模型的內部模塊拆解 125 7.2.1 SWAT模型的拆解原則 126 7.2.2 SWAT模型源代碼的編譯和解讀 126 7.3 SWAT模型分布式協同建模的團隊組織子過程 130 7.3.1 SWAT模型分布式協同構建的概念框架 130 7.3.2 SWAT模型分布式協同建模團隊的組織空間 131 7.3.3 地理建模成員Holon的角色化 133 7.3.4 地理建模成員Holon間的協同方式 135 7.4 SWAT模型分布式協同建模的建模管理子過程 136 7.4.1 基於HTN的地理建模成員Holon的任務規劃能力 137 7.4.2 基於Holarchy的地理模型組織方式 138 7.4.3 地理建模資源Holon調用 139 7.5 分布式協同SWAT建模結果分析 140 7.5.1 兩種河道水流演算的年徑流結果對比分析 140 7.5.2 擴展的混合河道水流演算結果分析 142 參考文獻 145