草原土地利用變化多智能體仿真模型

潘理虎，秦世鵬，李曉文

(太原科技大學(xué) 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，山西 太原 030024)

0 引 言

草原生態(tài)系統(tǒng)是一種重要的可更新資源，具有經(jīng)濟(jì)、生態(tài)和社會(huì)多種功能效益，在國(guó)內(nèi)的畜牧業(yè)生產(chǎn)以及生態(tài)調(diào)節(jié)方面發(fā)揮著重要作用[1]。然而，由于草原特殊的自然地理環(huán)境，加之草原人口的急劇膨脹和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，草原土地發(fā)生了大范圍和不同程度的退化，嚴(yán)重制約了草原生態(tài)系統(tǒng)的正常發(fā)展[2-3]。因此，如何理解和掌握草原土地利用變化的驅(qū)動(dòng)因素和一般發(fā)展規(guī)律，高效合理地利用草原成為政府和草原人民面臨的重大挑戰(zhàn)。

草原土地利用變化過(guò)程是一個(gè)人與自然耦合交織在一起的復(fù)雜系統(tǒng)，且該復(fù)雜系統(tǒng)各項(xiàng)要素之間存在眾多的非線(xiàn)性關(guān)系和復(fù)雜的交互行為，從而使得研究復(fù)雜化[4-5]。而運(yùn)用多智能體建模仿真思想，可以對(duì)非線(xiàn)性的智能體交互進(jìn)行合理表征[6]。周淑麗等[7]僅通過(guò)將新遷入城市的人口抽象為模型中的智能體來(lái)研究廣州市的土地動(dòng)態(tài)擴(kuò)張，以智能體遷入地的地理位置分析了該區(qū)域土地?cái)U(kuò)張的動(dòng)態(tài)趨勢(shì)。Dan Yan等[8]選取鄱陽(yáng)湖區(qū)為研究區(qū)域，利用多智能體系統(tǒng)理論建立了一個(gè)土地利用變化模擬系統(tǒng)，使用主成分分析法對(duì)驅(qū)動(dòng)因素進(jìn)行了簡(jiǎn)化，并將農(nóng)戶(hù)主體作為土地利用決策的直接制定者。Kocabas等[9]以溫哥華地區(qū)為研究區(qū)域，使用多智能體模型模擬了居民智能體對(duì)土地的利用行為和該區(qū)域土地類(lèi)型的動(dòng)態(tài)變化?？v觀以上研究，目前土地利用變化智能體模型的研究區(qū)域主要集中在城市和農(nóng)村，對(duì)于其他典型地區(qū)的研究較少[10]。智能體的決策條件和決策行為較為單一，大多只考慮對(duì)于研究問(wèn)題影響最大的決策條件和行為[11]。同時(shí)，模型常簡(jiǎn)化智能體的智能決策能力[12-13]。因此，如何細(xì)化當(dāng)前智能體模型中智能體的決策行為，完善模型內(nèi)部調(diào)度和仿真結(jié)果的可視化展示，是解決智能體模型現(xiàn)存問(wèn)題的重點(diǎn)內(nèi)容。

該文采用多智能體建模思想，在計(jì)算機(jī)中建立一個(gè)全面的草原土地利用變化仿真模型。以收集到的內(nèi)蒙古草地、牧民、牲畜和政策等真實(shí)數(shù)據(jù)作為模型初始化參數(shù)，將草原中的牧民、牧戶(hù)和政府以智能體的形式進(jìn)行描述。同時(shí)依據(jù)現(xiàn)實(shí)情況和調(diào)查數(shù)據(jù)制定智能體的微觀行為規(guī)則。通過(guò)智能體與空間環(huán)境的不斷交互有效地還原草原土地利用變化機(jī)理和驅(qū)動(dòng)因素，從而分析草原草地類(lèi)型未來(lái)的變化趨勢(shì)及各驅(qū)動(dòng)因子的作用結(jié)果。最后模擬了不同政策條件對(duì)草原土地和草原區(qū)牧民產(chǎn)生的影響，為草原發(fā)展提供科學(xué)指導(dǎo)。

1 草原土地利用變化多智能體模型構(gòu)建

1.1 模型概述

草原土地利用變化多智能體模型作為系統(tǒng)仿真模型，主要用途是對(duì)在規(guī)定時(shí)間范圍、規(guī)定地理區(qū)域內(nèi)的草原生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和消耗過(guò)程進(jìn)行仿真，通過(guò)分析牧民、牧戶(hù)等主體在自然環(huán)境、社會(huì)環(huán)境和政府生態(tài)政策影響下的決策行為，研究草原生態(tài)發(fā)展和牧民生產(chǎn)決策的合理化方法。

基于以上目的，結(jié)合草原生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)和消耗理論，定義了草原土地利用變化多智能體模型的輸入信息和輸出結(jié)果[14]。模型主要將現(xiàn)實(shí)草原的自然地理環(huán)境、社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境以及牧民、牧戶(hù)和政府等行為主體數(shù)據(jù)作為輸入信息。之后智能體模型對(duì)這些信息進(jìn)行不斷地演化和計(jì)算，從而最終輸出未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的草原利用狀態(tài)信息、政府政策作用結(jié)果以及模型中主體生產(chǎn)生活狀況等。目前，現(xiàn)實(shí)草原系統(tǒng)主要表現(xiàn)為牧民和牧戶(hù)以草地為原料進(jìn)行牧業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，在牧民和牧戶(hù)不同程度地利用強(qiáng)度下，草原不斷更新其狀態(tài)，并將狀態(tài)信息反饋給牧民和牧戶(hù)。牧民、牧戶(hù)在獲得信息后，對(duì)自身的生產(chǎn)生活模式進(jìn)行調(diào)整。由此，形成了一個(gè)隨時(shí)間不斷演變的時(shí)空演化系統(tǒng)。

1.2 模型空間環(huán)境

1.2.1 自然地理環(huán)境

(1)地域空間與土地類(lèi)型。

圖1 模型地域空間及土地類(lèi)型分布

地域空間是指模型研究的地理區(qū)域，土地類(lèi)型則為土地的狀態(tài)信息。草原土地利用變化模型以國(guó)內(nèi)典型的以草甸草原類(lèi)型為主的內(nèi)蒙古呼倫貝爾市作為研究對(duì)象，選取呼倫貝爾市鄂溫克旗1∶10 000的土地利用圖中的200*200塊柵格為模型的地域空間，如圖1所示。其中柵格為模型地理空間的最小單位，大小為100 m*100 m。除草地之外，研究區(qū)域還包括其他土地類(lèi)型。由于該文旨在探索在牧業(yè)生產(chǎn)作用下的草地利用狀態(tài)，因此模型對(duì)于其他類(lèi)型土地不做處理。

(2)草地的生態(tài)供給

植被凈初級(jí)生產(chǎn)力(net primary productivity，NPP)是生態(tài)研究中用于衡量綠色植物能量生產(chǎn)能力的特定概念[15]。該模型中利用此概念來(lái)定量計(jì)算柵格草地生產(chǎn)的能量，以此表示牧民智能體實(shí)際可利用的草原生態(tài)能量。模型中的低覆蓋度草原、中覆蓋度草原和高覆蓋度草原對(duì)應(yīng)的單位面積內(nèi)可利用供給的NPP值(gC/m2)分別為16.9、33.7和52.5。

(3)草原氣候因子。

模型中定義的氣候因子為在某范圍內(nèi)波動(dòng)的隨機(jī)數(shù)，從而更加符合現(xiàn)實(shí)草原系統(tǒng)。

1.2.2 社會(huì)環(huán)境

模型中考慮社會(huì)經(jīng)濟(jì)環(huán)境和人口分布環(huán)境兩類(lèi)社會(huì)環(huán)境。在本模型中，牧民和牧戶(hù)在牧業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中所獲得的收入與社會(huì)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率息息相關(guān)。人口分布環(huán)境直接決定了智能體的空間地理位置。

1.3 智能體定義

1.3.1 智能體類(lèi)型及屬性

該模型根據(jù)現(xiàn)實(shí)草原系統(tǒng)的利用模式和運(yùn)行機(jī)理抽象出牧民、牧戶(hù)和政府三類(lèi)智能體。

牧民智能體的屬性包括ID、性別、年齡、受教育程度、職業(yè)、所在柵格、放牧數(shù)量、收入、所屬牧戶(hù)。牧民是進(jìn)行牧業(yè)生產(chǎn)的基本勞動(dòng)力。

牧戶(hù)智能體的屬性包括牧戶(hù)ID號(hào)、所在柵格編號(hào)、成員結(jié)構(gòu)、地塊數(shù)量、擁有地塊的坐標(biāo)。該智能體是由若干個(gè)牧民組合而成的。在草原土地利用變化模型中以牧戶(hù)為單位進(jìn)行牧業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)。

政府智能體的屬性包括坐標(biāo)和管轄區(qū)域。政府是草原管理者，可對(duì)草原進(jìn)行一系列的管理工作。

1.3.2 智能體行為

智能體行為是推動(dòng)模型演化的主要因素[16-17]。模型中各智能體根據(jù)其在模型中的角色和自身屬性具有不同行為。本模型結(jié)合現(xiàn)實(shí)草原生態(tài)消耗與土地利用變化過(guò)程抽象定義了模型中的八項(xiàng)主要行為。各項(xiàng)行為的具體描述和適用主體如表1所示。

表1 智能體行為與描述

1.3.3 土地利用狀態(tài)衡量指標(biāo)

模型利用草原生態(tài)壓力指數(shù)定量評(píng)估草原土地的利用程度。具體的計(jì)算方式如式(1)所示：

(1)

其中，Consumed-NPPg表示牧戶(hù)的生產(chǎn)消耗NPP；Supply-NPP表示牧戶(hù)智能體可獲得的草原供給NPP。每個(gè)牧戶(hù)智能體所獲取的草原供給NPP的計(jì)算如式(2)所示：

(2)

其中，i表示第i類(lèi)草原；Yi為第i類(lèi)草原實(shí)際可利用供給NPP值，其數(shù)值在1.2.1節(jié)有詳細(xì)介紹；Ai為牧戶(hù)所擁有的該類(lèi)草原面積，單位為m2。

模型中的草原供給在每個(gè)周期會(huì)根據(jù)當(dāng)年的氣候狀況和牲畜數(shù)量發(fā)生變化。因此，模型設(shè)定的草原供給NPP的變化規(guī)則如式(3)所示：

Supply-NPPi=αi*λi*Supply-NPP

(3)

其中，Supply-NPPi表示第i年草原供給NPP值；αi表示第i年的草原氣候因子；λi表示第i年的草原退化因子；Supply-NPP表示根據(jù)式(2)計(jì)算得到的初始草原供給NPP值。

模型中每個(gè)柵格每年的草原草地退化因子與上一年的草原供給NPP和上一年的柵格生產(chǎn)消耗有關(guān)，具體變化規(guī)則如式(4)所示：

(4)

其中，Supply-NPPi-1表示第i-1年的草原供給NPP值；Consumed-NPPgi-1表示第i-1年的生產(chǎn)消耗NPP值。

Consumed-NPPg是牧戶(hù)智能體進(jìn)行牧業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中，飼草所需的NPP消耗量，其具體計(jì)算方式將在下一章詳細(xì)介紹。

2 智能體行為規(guī)則

2.1 牧民職業(yè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換行為

依據(jù)內(nèi)蒙古統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)和草原實(shí)地調(diào)研問(wèn)卷數(shù)據(jù)的分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果，模型中的牧民智能體被劃分為不同職業(yè)狀態(tài)，并按模型運(yùn)行周期遵循一定的規(guī)則轉(zhuǎn)換。牧民智能體的職業(yè)狀態(tài)共包括學(xué)前或初等教育、高等教育、牧民、城市臨時(shí)打工、城市固定就業(yè)、城市退休和草原退休七種。學(xué)前或初等教育狀態(tài)指牧民智能體處于幼兒或九年義務(wù)教育階段；高等教育狀態(tài)指牧民智能體處于中專(zhuān)、大學(xué)及以上教育狀態(tài)；牧民狀態(tài)代表牧民智能體從事牧業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)，即作為草原生產(chǎn)勞動(dòng)力的狀態(tài)；城市臨時(shí)打工狀態(tài)指牧民智能體外出打工的狀態(tài)；城市固定就業(yè)狀態(tài)指牧民智能體從事城市正式工作的狀態(tài)；城市退休狀態(tài)和草原退休狀態(tài)均指牧民智能體已不具有勞動(dòng)能力，其區(qū)別在于有無(wú)退休金。

各職業(yè)狀態(tài)的轉(zhuǎn)換主要是由牧民的自然年齡增長(zhǎng)驅(qū)動(dòng)的。轉(zhuǎn)換規(guī)則的具體制定來(lái)源于鄂溫克旗實(shí)際調(diào)研數(shù)據(jù)和內(nèi)蒙古統(tǒng)計(jì)年鑒。

2.2 牧戶(hù)牧業(yè)生產(chǎn)行為

當(dāng)模型中的牧民智能體完成職業(yè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換之后，開(kāi)始進(jìn)行牧業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)。牧戶(hù)智能體首先判斷其生產(chǎn)勞動(dòng)力狀況，然后根據(jù)判斷結(jié)果執(zhí)行牧業(yè)生產(chǎn)決策。若該家庭中的生產(chǎn)勞動(dòng)力大于0，則進(jìn)行正常的牧業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)；否則在模型運(yùn)行當(dāng)年的年初，將飼養(yǎng)的牲畜全部出欄。牧戶(hù)的生產(chǎn)消耗NPP計(jì)算方法如式(5)所示:

Consumed-NPPg=NUM×GW×GD×(1-MC)×Fc

(5)

其中，NUM表示飼養(yǎng)牲畜數(shù)量；GW表示單只牲畜一天所需的干草重量；GD表示牲畜當(dāng)年的食草天數(shù)；MC表示干草含水比例(15%)；Fc表示草生物量(單位為g)與碳含量(單位為gC)的轉(zhuǎn)換系數(shù)(0.45)。本模型中，牧戶(hù)飼養(yǎng)牲畜的種類(lèi)為羊。

牧戶(hù)智能體養(yǎng)羊數(shù)量的變化由每年的產(chǎn)仔率和出欄率計(jì)算。在模型的實(shí)際運(yùn)行中牲畜出欄率與政策、環(huán)境和牧戶(hù)生產(chǎn)勞動(dòng)力三個(gè)因素有關(guān)。出欄率μ的具體變化規(guī)則如式(6)所示:

(6)

其中，k的計(jì)算如式(7)所示:

(7)

其中，kp，ke，kf三種影響因素分別表示政策、環(huán)境和生產(chǎn)勞動(dòng)力因子，它們的取值如式(8)～式(10)所示:

(8)

(9)

(10)

2.3 政府草原綜合效益評(píng)估

模型在每個(gè)仿真年份計(jì)算每個(gè)柵格的綜合效益，包括經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。具體計(jì)算方式分別如式(11)與式(12)所示:

Benefit-Econt=C*Consumed-NPPgt

(11)

(12)

其中，C表示單位NPP對(duì)應(yīng)的價(jià)值，Consumed-NPPgt和Supply-NPPt分別表示第t年牧業(yè)生產(chǎn)消耗NPP值和草原生態(tài)供給NPP值，ECO-Pt-1表示上一年該柵格的草原生態(tài)壓力指數(shù)。

柵格綜合效益為經(jīng)濟(jì)效益與生態(tài)效益的加權(quán)總和。該文采用遺傳算法優(yōu)化柵格綜合效益，使其最大[18-19]。采用下述方法將最大化問(wèn)題轉(zhuǎn)換為最小化問(wèn)題。目標(biāo)函數(shù)及約束條件如式(13)所示:

生：我是像圖3一樣添上幾條輔助線(xiàn)，把梯形變成一個(gè)長(zhǎng)12厘米、寬8厘米的長(zhǎng)方形，而圖中的陰影部分正好與圖中的空白部分相等，所陰影部分的面積就12×8÷2=48（平方厘米）。

(13)

其中，α1和α2分別為經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益的權(quán)重，累加和為1；Imax為一個(gè)常量，是根據(jù)模型最大供給柵格所求的效益最大值，由模型敏感性測(cè)試設(shè)定。約束條件：生產(chǎn)消耗不可超過(guò)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)供給；經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益達(dá)到一定程度的均衡，即：|α1-α2|≤0.4。

使用遺傳算法求解使柵格綜合效益最優(yōu)的Consumed-NPPgt后，將其作為政府智能體當(dāng)年的決策參數(shù)，之后政府參考該值對(duì)模型柵格區(qū)域進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，并將調(diào)整策略運(yùn)用于下一年仿真。調(diào)整策略具體表現(xiàn)為政府智能體每年獲取使用遺傳算法求解的生產(chǎn)消耗NPP參數(shù)，并與當(dāng)年實(shí)際生產(chǎn)消耗NPP量進(jìn)行對(duì)比，若其差距超過(guò)實(shí)際值的一半，則政府調(diào)整該柵格的相應(yīng)政策，若其差距在剩余范圍內(nèi)，則政府維持該柵格的現(xiàn)有生產(chǎn)模式。

2.4 智能體行為交互

在草原土地利用變化多智能體模型運(yùn)行的每個(gè)周期內(nèi)，模型中的各類(lèi)智能體遵循各自的行為規(guī)則不斷地與其他智能體和草原土地環(huán)境進(jìn)行交互。在這一過(guò)程中，各類(lèi)智能體不斷感知其他智能體信息和草原環(huán)境信息，以此來(lái)做出符合自身角色的動(dòng)作和行為，并將這些動(dòng)作和行為帶來(lái)的影響效應(yīng)反饋于模型的空間環(huán)境。在草原土地利用變化多智能體模型中，智能體的交互流程如圖2所示。模型依據(jù)牧民的自然屬性調(diào)整、職業(yè)狀態(tài)轉(zhuǎn)換和行為規(guī)則完成周期性更新，并將更新結(jié)果作用于牧戶(hù)智能體。同時(shí)牧戶(hù)智能體遵循牧戶(hù)生產(chǎn)消耗行為規(guī)則進(jìn)行牧業(yè)生產(chǎn)行為，將生產(chǎn)消耗數(shù)據(jù)傳遞給模型的草原環(huán)境，從而計(jì)算出草原的土地利用狀態(tài)。之后，政府和牧戶(hù)智能體根據(jù)草原的實(shí)時(shí)狀態(tài)做出響應(yīng)動(dòng)作，從而最終完成人與草原土地的交互反饋。

圖2 智能體交互流程

3 模型實(shí)現(xiàn)與實(shí)驗(yàn)分析

3.1 模型實(shí)現(xiàn)

該研究遵循模型規(guī)則并在Repast Simphony仿真平臺(tái)的基礎(chǔ)上[20-21]，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了草原土地利用變化多智能體仿真模型。結(jié)合草原生態(tài)系統(tǒng)消耗過(guò)程以及多智能體系統(tǒng)特性將草原土地利用變化仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分為四個(gè)模塊，如圖3所示。

圖3 草原土地利用變化多智能體模型運(yùn)行架構(gòu)

數(shù)據(jù)輸入模塊為模型提供了可操作的數(shù)據(jù)，可實(shí)現(xiàn)模型中的智能體、空間環(huán)境等要素的初始化。

多智能體模型模塊刻畫(huà)智能體之間的數(shù)據(jù)傳遞和智能體與空間環(huán)境的交互反饋。該模塊描述了智能體的重要行為決策，并對(duì)草原生態(tài)供給與消耗情況進(jìn)行計(jì)算，從而完成模型中所有與智能體相關(guān)的行為活動(dòng)。模塊控制部分包括智能體調(diào)度、狀態(tài)控制、仿真時(shí)鐘控制和環(huán)境控制，主要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)模型各項(xiàng)要素的有序運(yùn)轉(zhuǎn)。

模型演化模塊根據(jù)仿真年份的不斷推進(jìn)實(shí)現(xiàn)模型事件的重復(fù)和演化，智能體根據(jù)其獲取到的信息和學(xué)習(xí)結(jié)果做出自適應(yīng)調(diào)整。

數(shù)據(jù)管理模塊在每個(gè)仿真年份可將仿真結(jié)果進(jìn)行提取、統(tǒng)計(jì)與可視化表示，并將其最新數(shù)據(jù)保存至存儲(chǔ)器中，作為模型下一年運(yùn)行時(shí)的變量。

3.2 實(shí)驗(yàn)與分析

3.2.1 模型設(shè)定與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

表2 模型運(yùn)行參數(shù)與變化規(guī)則

3.2.2 仿真情景與結(jié)果

根據(jù)研究區(qū)現(xiàn)狀及未來(lái)可能的發(fā)展趨勢(shì)，在仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)，設(shè)計(jì)三種情景，模擬各情景未來(lái)30年生態(tài)消耗狀況及草原生態(tài)壓力的發(fā)展。

(1)正常情景。

此情景模擬草原現(xiàn)階段情況下的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，不考慮政府通過(guò)綜合效益評(píng)估而對(duì)草原實(shí)施的政策調(diào)整，結(jié)果如圖4所示。草原生態(tài)系統(tǒng)消耗壓力保持下降趨勢(shì)，如圖4(a)。說(shuō)明此情景下，基于目前調(diào)研數(shù)據(jù)發(fā)展的草原生態(tài)系統(tǒng)不會(huì)過(guò)載。原因在于牧民養(yǎng)殖牲畜數(shù)量的持續(xù)下降，由此帶來(lái)的生產(chǎn)消耗的下降，如圖4(b)。

圖4 正常情景仿真結(jié)果

(2)進(jìn)城打工率提高情景。

此情景僅調(diào)節(jié)牧民進(jìn)城打工概率，在原本的基礎(chǔ)上增加0.1，其余參數(shù)與正常情景一致，得到仿真結(jié)果如圖5所示。通過(guò)觀察可知，草原生態(tài)壓力指數(shù)同樣呈逐漸下降趨勢(shì)，且對(duì)比正常情景，其下降幅度更大。分析模型中各類(lèi)人口發(fā)現(xiàn)，此情景中，牧民數(shù)量逐漸下降如圖5(d)，從而使得牧業(yè)生產(chǎn)勞動(dòng)力減少，牲畜養(yǎng)殖數(shù)量與牧戶(hù)的牧業(yè)生產(chǎn)收入大幅下降，如圖5(b)。這表明，牧民進(jìn)城務(wù)工率的提高使草原系統(tǒng)的生態(tài)服務(wù)供給難以得到有效利用。

圖5 打工率提高情景仿真結(jié)果

(3)政府宏觀調(diào)控情景。

此情景模擬了政府評(píng)估柵格綜合效益，對(duì)利用模式不合理的柵格實(shí)行政策管理，結(jié)果如圖6所示。

通過(guò)仿真結(jié)果可知，生態(tài)系統(tǒng)壓力初期持上升趨勢(shì)，之后始終保持穩(wěn)定。柵格平均生態(tài)效益經(jīng)過(guò)前期的小幅下降后保持穩(wěn)定，并未發(fā)生明顯繼續(xù)下降現(xiàn)象，如圖6(d)。牧民的牧業(yè)收入在前期保持增長(zhǎng)，當(dāng)增長(zhǎng)到一定值后保持穩(wěn)定。仿真結(jié)果表明，政府對(duì)于牲畜數(shù)量過(guò)多的柵格實(shí)行養(yǎng)殖限制，在一定程度上保護(hù)了草原生態(tài)。此種情景下，牧民的收入和柵格平均生態(tài)收益都維持在一個(gè)相對(duì)高的范圍內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了一種草原利用的合理模式。

圖6 政府政策調(diào)整情景仿真結(jié)果

4 結(jié)束語(yǔ)

在計(jì)算機(jī)中針對(duì)具體現(xiàn)實(shí)問(wèn)題構(gòu)建多智能體模型來(lái)分析以人類(lèi)活動(dòng)為中心的復(fù)雜現(xiàn)實(shí)現(xiàn)象，是目前對(duì)于解決社會(huì)問(wèn)題較為新穎且有效的方式。該文采用多智能體建模技術(shù)構(gòu)建了一個(gè)完整的草原土地利用變化仿真模型，綜合考慮草原系統(tǒng)中影響草地類(lèi)型變化的各項(xiàng)環(huán)境因素，并依據(jù)現(xiàn)實(shí)情況和調(diào)查數(shù)據(jù)制定智能體的微觀行為規(guī)則，實(shí)現(xiàn)了從微觀到區(qū)域的多智能體模擬仿真。仿真結(jié)果證明了模型對(duì)于分析草原土地利用變化過(guò)程的正確性和有效性，對(duì)于完善現(xiàn)有智能體模型具有重要意義。目前，所構(gòu)建的仿真模型是針對(duì)一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的空間區(qū)域進(jìn)行研究的，在接下來(lái)的工作中，還需對(duì)空間尺度大的、包含不同草原類(lèi)型的區(qū)域進(jìn)行研究，從而構(gòu)建大規(guī)模的草原仿真模型。