《作物生長模擬模型資源構建機制與集成模式》是姜海燕為項目負責人，南京農業大學為依託單位的面上項目。
基本介紹
- 中文名：作物生長模擬模型資源構建機制與集成模式
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：姜海燕
- 依託單位：南京農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
綜合利用基於本體的知識整合技術和模型驅動架構（MDA）技術等，基於作物生長模型的頂層本體結合作物生理生態過程，抽取主要大田作物生長模擬模型構建流程、驅動要素、模型結構與模型算法中的通用特徵和關係，構建基於本體的作物生長模型的驅動要素框架、模型組分框架和模型算法框架；通過研究模型結構、模型算法、模型組件、模型參數等不同構模資源的綜合表示與映射機制，構建作物生長模型的知識基和作物生長元模型；通過研究不同構模資源之間的協作關係和組裝技術，確立基於元模型的作物生長模型資源的集成模式，並研製支持模型資源集成模式的、開放式作物生長輔助建模系統。研究結果可將作物生長建模活動轉化為從元模型到模型結構、模型算法和模型參數的不斷推理、擴展、反饋與積累的學習過程，有效促進作物生長模擬模型資源的廣泛共享與高效利用，縮小作物生長建模工作與代碼編程工作之間的縫隙。
結題摘要
為了提高作物生長模型的共享與集成能力，項目探索了如何將不同作物的生長模擬過程轉化為從元模型到模型結構、算法和參數的集成過程。在作物生長知識級元模型構建、模型映射方法以及模型集成方式等方面研究如下：1、利用領域本體技術分析與抽取了小麥、水稻作物生長模型驅動要素的共性概念、屬性、屬性關係，構建了模擬時間、模擬空間、氣象、土壤、作物、模擬活動等6個領域本體。2、為了解決不同作物的生長模擬過程的共享問題，從元知識和多級知識單元表示的角度，構建了作物生長模型的4級知識層次和多級知識結構；利用共性概念、屬性、屬性約束、結構和結構計算五元組，構建了作物生長元知識模式以及階段發育與物候期模擬、光合生產與物質積累、物質分配與產量形成的元過程模型。3、以作物生長元知識模式和元過程模型為基礎，提出了分層次、分粒度地將作物生長模型對象映射為.Net組件、Web服務組件模型，以及與UML類圖和順序圖元素映射的方法，並利用該方法構建了WheatGrow生育期UML模型和EJB組件，提高了模型算法開發效率；構建了作物模型組件的描述模型和關聯模型，實現了對基於主題地圖的作物模型組件的統一表示與訪問。4、研究了模型結構、模型算法和模型參數等方面的集成模式並最佳化計算效率。在模型組件層次上，利用元過程模型實現模型算法動態組裝，通過對大麥生育期模型重構驗證了有效性；在分散式集群環境下，試驗並分析模型組件粒度對計算效率的影響；在Web服務層次上，提出了基於Web服務的模型結構集成方法，驗證了驅動數據與模型計算線上服務組合的並發處理算法，可提高模型集成效率；利用個體優勢遺傳算法實現作物生長模型參數最佳化，以RiceGrow和ORYZA2000生育期模型為例，驗證了自動化參數估算方法的有效性。已發表學術論文16篇，其中EI收錄論文9篇。登記計算機軟體著作權1項。培養研究生5名。
