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《中南林业科技大学》 2010年
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基于复杂网络的林业应用系统功能结构模型研究

夏栗  
【摘要】:层次性高、组织性强的林业应用系统功能结构模型能加速系统的数据流动,加快系统的运行,有利于系统维护。随着林业信息化的普及,林业应用系统的发展日新月异。林业信息化促进了林业现代化。在数字林业、数字地球的大背景下,林业应用系统对其功能结构模型的要求也越来越高,重点在于增强林业应用系统功能结构模块间的连通性和可达性。 本研究以复杂网络相关理论为基本工具,全面分析了林业应用系统功能结构模型的特点,选取广州市野生动植物管理信息系统作为实例,并对实例系统进行了相应的数据统计。在数据分析的基础上运用无标度网络择优链接的特点对原系统功能结构模型进行优化重构,并对优化重构的结果进行了合理评价。主要内容和结论如下: (1)通过分析系统的特性,列举部分常用林业应用系统的功能结构模型,提出对林业应用系统这个范畴较广概念的整体认识。它包括应用于林业的所有管理系统,如森林资源管理信息系统、林业有害生物预警管理信息系统、森林防火信息系统、林业有害生物预警系统等等。 (2)选取广州市野生动植物管理信息系统作为实例进行研究,统计调查大量用户执行该系统功能模块结点的结点连接比例,以该比例作为研究的数据基础。 (3)通过数据特征分析,并结合无标度网络择优连接性的特点,得到的结论为实例系统的功能结构模块间的相互关系符合复杂网络中无标度网络的基本特征,该结论也使得基于复杂网络的研究方法具有合理性。 (4)运用复杂网络的无标度特性,对实例系统的34个功能模块进行结构优化,共建立102项优化链接。以系统功能结构图的34个叶子结点所对应的模块为结点,以相互连接的95项连接为边(102项优化链接除去重复连接的连接数),重新构建系统功能结构模型。 (5)通过对优化后构建的系统功能结构模型图的特征值统计,得到重构的系统功能结构模型图的度分布为k=2.794,特征路径长为L(G)=3.17,聚集系统为C(G)=0.70。具有高聚集度、低特征路径长的特性,正符合小世界网络特征,其连通性分布呈指数分布。 (6)从幂律指数兄、度分布p(k)两个复杂网络的重要指标,以及平均连通步长△L之差来评价构建的系统功能结构模型。经统计得到的统计结果为优化前后幂律指数λ由2.72减小到2.32,度分布函数曲线随之变化,平均连通步长之差随考虑的结点个数的增加而以0.23为基数成倍增加(△Lpn=0.23×(N-1),N≥2,即△Lp2=0.23△Lp3=0.46,ALp4=0.69,以此类推)。 将复杂网络思想运用到林业应用系统功能结构模型研究,在思维方式上有一定的创新,但还存在一些问题有待进一步研究与探讨。如林业应用系统目前没有统一的概念;复杂网络理论尚未完善,我国对复杂网络的研究尚处于起步阶段,没有形成的比较完善的复杂网络体系;优化重构结果评价指标体系尚未完善,指标体系的建立有待探讨。
【学位授予单位】:中南林业科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S757.1

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