基于主体和本体的地理模拟建模机制研究

论文摘要

每一个地理空间系统和社会系统都是一个“开放的复杂巨系统”。在这些系统的相关研究中,对复杂地理对象或现象的动态认知或时空模拟建模一直一个棘手问题。由于地理对象或现象的动态复杂性,迄今,该问题还没有一个健全的处理方案。ABM （Agent Based Modeling）和OBM （Ontology Based Modeling）分别是复杂适应性系统理论和本体论的方法论基础,它们的出现,是智能模拟与建模理论和技术上的突破,其影响在自然科学与社会科学相关领域中激荡,为构建有效的地理时空分析与模拟建模理论方法与技术体系带来希望的曙光。借鉴复杂适应系统理论、本体理论及地球空间信息科学的基本思想和方法,本文对以适应复杂型系统理论和技术为基础的地理主体（Geo-Agent）及以信息本体及其建模关键技术为核心的地理本体（Geo-ontology）进行了探讨；并在两者基础上,结合空间认知理论与方法,对地理空间对象及地理科学研究的核心——人地关系,进行了再认知研究,得到了相应的认知概念模型Geo-AO和认知框架“Geo-A02Geo-A0";随之,研究并建立了基于地理角色（Geo-AO）和人地关系认知框架“Geo-A02Geo-A0"的地理动态建模与模拟机制与技术模型；最后,把上述地理模拟建模机制和技术模型应用于艾滋病传播机制的研究中,基于Geo-AO构建了一个艾滋病传播地理模拟模型系统原型,据之围绕静脉注射式吸毒者（IDU）等主要艾滋病传染途径进行相应的艾滋病传播模拟研究本文结尾前进行了总结,归纳了论文的创新之处,提出了下一步的工作重点。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第1章 引言
• 1.1 研究背景
• 1.2 研究的目的和意义
• 1.3 相关研究领域概述
• 1.3.1 基于本体的地理建模（Ontology Based Modeling,OBM）的研究进展与分析
• 1.3.2 基于智能主体的地理建模（Agent Based Modeling,ABM）的研究进展与分析
• 1.3.3 基于Agent和ontology的地理建模（Geo-Agent and Geo-ontology BasedModeling or Simulation）研究动态及现状
• 1.4 研究思路与论文结构
• 1.4.1 研究基本思路
• 1.4.2 论文结构安排
• 1.5 小结
• 第2章 复杂性与本体理论及ABM与OBM建模理论方法
• 2.1 复杂系统与地理系统复杂性
• 2.1.1 复杂系统概念
• 2.1.2 复杂系统的特点
• 2.1.3 地理系统复杂性
• 2.2 复杂适应性系统与地理主体
• 2.2.1 CAS理论
• 2.2.2 CAS理论的核心思想
• 2.2.3 主体（Agent）
• 2.2.4 多主体系统（Multi-Agent system,MAS）
• 2.2.5 地理主体（Geo-Agent）
• 2.3 ABM（AGENT BASED MODELING）建模的理论方法
• 2.3.1 ABMS的主要概念与思想
• 2.3.2 ABMS的特点
• 2.3.3 ABM建模流程
• 2.4 本体论与地理本体
• 2.4.1 哲学本体
• 2.4.2 信息本体
• 2.4.3 地理本体概念
• 2.5 OBM（ONTOLOGY BASED MODELING）建模的理论方法
• 2.5.1 地理本体的构建准则和方法
• 2.5.2 本体的建模元语
• 2.5.3 地理本体构建过程
• 2.5.4 地理本体建模工具
• 2.6 小结
• 第3章 基于主体（GEO-AGENT）与本体（GEO-ONTOLOGY）的地理空间认知
• 3.1 地理空间认知
• 3.2 人地关系
• 3.3 人-地关系分析
• 3.3.1 人-地关系中的"人"
• 3.3.2 人-地关系中的"地"
• 3.3.3 人-地关系中的"关系"
• 3.4 人-机-地关系分析
• 3.4.1 地-GIS关系
• 3.4.2 人-GIS关系
• 3.4.3 人-地关系与人-GIS-地关系
• 3.5 基于本体（GEO-ONTOLOGY）的人地关系认知
• 3.6 基于主体（GEO-AGENT）的人地关系认知
• 3.6.1 基于主体的"人-地"关系认知模型Ⅰ——A2地—A2GIS
• 3.6.2 基于主体的"人-地"关系认知模型Ⅱ——A2GIS—A2A
• 3.7 基于地理主体（GEO-AGENT）与本体（GEO-ONTOLOGY）的人地关系认知
• 3.7.1 地理对象的基本概念模型Geo-AO
• 3.7.2 基于Geo-AO的人地关系认知模型和地理建模框架Geo-AO2Geo-AO
• 3.8 小结
• 第4章 基于主体（GEO-AGENT）与本体（GEO-ONTOLOGY）的地理建模
• 4.1 地理本体（GEO-ONTOLOGY）构建
• 4.1.1 地理本体逻辑层次与构架
• 4.1.2 地理本体与规则
• 4.1.3 地理本体建立
• 4.2 地理主体（GEO-AGENT）构建
• 4.2.1 社会人主体（Social Human Agent）的构建
• 4.2.2 空间主体（Spatial Agent）的构建
• 4.3 基于地理主体（GEO-AGENT）与本体（GEO-ONTOLOGY）的GEO-AO技术模型构建机制
• 4.3.1 Geo-AO构建机制
• 4.3.2 Geo-AO地理模拟模型构建机制
• 4.4 小结
• 第5章 基于GEO-AO机制的艾滋病传播模拟
• 5.1 艾滋病传播基本概念
• 5.1.1 艾滋病传播的基本条件
• 5.1.2 HIV/AIDS传播的途径
• 5.2 基于GEO-AO机制的艾滋病传播模拟
• 5.2.1 基于Geo-AO的艾滋病传播模拟模型原型
• 5.2.2 基于Geo-Ao的艾滋病传播模拟之例——艾滋病在IDU人群中的传播模拟
• 5.3 GEO-AO动态模拟模型有效性确认
• 5.4 小结
• 第6章 结论与展望
• 6.1 主要研究工作和研究结论
• 6.2 研究的创新点及存在的问题
• 6.3 研究工作展望
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文和研究成果
• 致谢