基於Holon的分散式協同地理建模控制模式研究

《基於Holon的分散式協同地理建模控制模式研究》是依託中國礦業大學，由楊慧擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於Holon的分散式協同地理建模控制模式研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：楊慧
• 依託單位：中國礦業大學

項目摘要

分散式協同地理建模是實現網路空間地理模型資源的重用、共享與集成的基礎。然而，此建模環境研究中建模成員間的協同控制一直沒有得到解決，限制了分散式協同地理建模技術的發展和套用。本項目擬基於Holon和Holarchy理論，梳理分散式協同地理建模的總體過程，構建團隊組織和建模管理兩個層面上的Holarchy；研究地理建模團隊組織中的地理建模成員的角色化過程，將地理建模團隊組織看作是一系列契約安排的結果；設計基於HTN規劃的地理建模任務形式化方法，並提出地理建模任務分解與分派的遞歸算法。在此基礎上，結合地理模型的自身特點，深入分析其所具有的計算複雜性、組織多方性、尺度定義、模型聯結以及層級等特徵，並支持地理建模資源Web服務的遠程調用，構建分散式協同地理建模Holarchy，進而從求解控制角度提出分散式協同地理建模控制模式，為分散式協同地理建模環境的進一步研究與套用提供新的理論與方法。

結題摘要

為了有效地實現分散式協同地理建模中的合作規劃和資源共享，本研究以網路空間地理模型資源的重用、共享與集成為目標，針對網路環境中建模成員間協調控制薄弱的問題，模擬地理領域專家尋求合作規劃地理協同建模的思考方式，從求解控制角度提出分散式協同地理建模控制模式，為分散式協同地理建模環境的進一步研究與套用提供新的理論與方法。結合Holon和Holarchy理論，梳理分散式協同地理建模的總體過程，分析團隊組織子過程和建模管理子過程的內容和特點，辨識分散式協同地理建模過程中存在的Holon種類，並定義各種Holon的功能和形式，分別構建團隊和建模成員兩個層面上的Holarchy，並深入分析多種Holon之間的互動關係及其互動過程；分析基於動態虛擬簇的分散式協同地理建模團隊組織空間，將建模成員自身難以執行的地理建模任務設定為期望角色，識別並匹配候選建模成員Holon的建模規劃和執行能力，分別簽訂建模契約和協同契約，將地理建模團隊組織看作是一系列建模契約和協同契約簽訂的結果，分析地理建模成員Holon的角色化過程；設計基於HTN規劃的地理建模任務形式化方法，提出基於順序任務分解（OTD）的地理建模任務動態分解與分派的遞歸算法，分析計算複雜性、組織多方性、尺度定義、模型聯結以及層級等地理模型特徵，作為子模型所對應的Holarchy層級水平的判斷依據和標準，實現空間信息元數據標準的自動映射，研究基礎地理資源庫和複雜地理建模資源Web服務的遠程調用方式；通過參與各種地理建模專家的地理建模實踐工作，追尋地理學家進行地理問題求解的思路，積累地理建模經驗和實驗數據基礎，甄選流域水文SWAT模型作為實驗模型，分析SWAT模型的特點、模型結構和數據組織方式，編譯和解讀SWAT的FORTRAN模型原始碼，構建分散式協同地理建模環境原型系統，提供直觀而實時地友好的線上交流方式等協同工具，實現文字、語音和影像交流等多種多媒體通信途徑，進行分散式協同構建SWAT模型的拆解和組合實驗對比分析。課題已經形成了涉及Holon功能及定義、地理建模成員角色化、地理模型任務形式化、任務分解與分派、異構建模資源服務封裝方法和地理模型服務動態組合等成果，建立了分散式協同地理建模控制模式原型平台，實現了SWAT模型拆解模組實驗及組合驗證，集成了地理模型任務列表、契約列表、元數據標準自動映射以及多媒體協同方式等系統功能。