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《安徽大学》 2006年
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基于商空间粒度理论的商分形模型及其应用

毛军军  
【摘要】:自从Benoit B.Mandelbrot的《Fractal Geometry of Nature》一书于1982年出版后,分形受到了各行各业人士的关注,在许多科学领域得到了一定的应用。但是严格而且正式地定义分形是一件非常复杂而且困难的事情,要准确地反映千姿百态的分形现象及其丰富多彩的特征更不是一件易事。正是由于这个“瓶颈”,进入21世纪,分形的研究停滞不前。 1990年,张钹、张铃两位教授提出商空间粒度计算理论。商空间理论作为一种问题求解的方法,其坚实的理论基础,多侧面、多角度、多层次的问题求解模式,是描述现象和解决问题的强有力工具。Zhang指出:“人类智能的一个公认特点,就是人们能从极不相同的粒度上观察和分析同一问题。人们不仅能在不同粒度的世界上进行问题求解,而且能够很快地从一个粒度世界跳到另一个粒度的世界,往返自如,毫无困难。”商空间粒度计算理论重点研究不同粒度世界之间的互相转换、互相依存的关系和结构。 本文在深入研究商空间粒度理论的基础上,讨论分形和商空间粒度的关系,结合商空间理论和分形特征,建立商分形模型。然后将其应用于生物信息学中的蛋白质结构研究和经济学中的城市发展和规模分布分析。主要工作包括: 1.建立商分形模型。 本文首先从分形空间的度量距离出发,证明了分形的生成对应着模糊相似关系,而模糊相似关系可以改造为模糊等价关系,模糊等价关系又对应着一簇通常等价关系链,每一簇通常等价关系链对应一个商空间的有序链——分层递阶结构。这样,从理论上保证了新模型的存在性和合理性。具体模型的构建方法是:给定函数迭代系统IFS(W),通过分形映射W定义分划,形成有序商集链,接着在商集链上引入距离,证明该距离空间是完备紧致距离空间,从而形成有序分形商空间链。这就形成了商分形模型。然后,我们讨论了分形映射、分形、商分形之间的关系,从侧面说明商空间理论中引入结构的重要性。最后,我们论述了新建模型的唯一性。 2.商分形模型的描述。 本文讨论五个参数主要想既反映模型的分形特征(如:维数,测度,密度),又表达模型的商空间思想(如粒度,细度)。其中:盒维数、覆盖维数描述静态
【学位授予单位】:安徽大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP301

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