作物生长模拟模型研究进展_薛林
收稿日期:2010-09-13基金项目:河南省科技攻关计划重点项目(029*********);河南省农业科学院科研发展专项资金项目(豫农科管(2007)12号)作者简介:薛 林(1985-),男,甘肃兰州人,在读硕士研究生,研究方向:农业信息技术。E -mail :x ue lin852@126.co m ＊通讯作者:郑国清(1964-),男,河南淅川人,研究员,博士,硕士研究生导师,主要从事农业信息技术、数字农业研究。
E -mail :zgqzx @hnag ri .o rg .cn
作物生长模拟模型研究进展
薛 林1,郑国清2﹡,戴廷波1
(1.南京农业大学农学院,江苏南京210095;2.河南省农业科学院农业经济与信息研究中心,河南郑州450002)
摘要:作物生长模拟模型是对作物生长发育过程及其与环境条件、栽培管理技术的动态关系进行的定量描述和预测,模型的研究有利于农业科学成就的综合集成,同时也是作物种植管理决策现代化的基础。为此,较系统阐述了作物生长模拟模型的定义、发展、特点及建模原理。分析了目前国内外取得的成果及存在的问题。在此基础上指出作物生长模拟模型研究应趋于微观和宏观研究,应加强宏观研究与微观研究的沟通。
关键词:作物模型;生长模型;定量描述中图分类号:S126 文献标识码:A 文章编号:1004-3268(2011)03-0019-06
A Review on the Research of Crop Simulation M odel
XU E Lin 1,ZH ENG Guo -qing 2﹡,DA I Ting -bo 1
(1.Co llege of Ag riculture ,N anjing Ag ricultural U niversity ,Nanjing 210095,China ;2.Institute of Ag ricultural Eco no my &Info rmation ,H enan A cademy o f Ag ricultural Scie nces ,Zheng zho u 450002,China )
A bstract :Crop g row th simulatio n mo del is used for quantitative description and prediction the dy -namic relatio nship of crop grow th and development process ,enviro nmental conditions ,cultiv ation and management ,as w ell as the basis for crop management in a mo dern w ay .The sim ulation mod -el also could be co nduciv e to the comprehensive integ ration o f scientific achievements .This paper has described the definition of cro p g row th m odel ,development and cha racteristics ,the principle of establishing model and achievements and problem s fro m the dom estic and abroad .On the basis of crop g row th simulatio n m odel ,the future w ork should be tended to micro and macro study ,streng then communicatio n between macro and micro studies .Key words :Simulation model ;Grow th mo del ;Q uantitative description 1 作物模型的定义及特点
作物生长模拟模型简称作物模型,是作物科学中引进系统分析方法和应用计算机后兴起的新型研究领域
[1]
。它将作物、环境和栽培技术作为一个整体系
统,应用系统分析的原理和方法,综合大量的作物遗传学、植物生理学、生态学、农业气象学、农学、土壤肥料学等学科的理论和研究成果,对作物生长发育、光合生产、器官建成和产量形成等生理过程及其与环境和技术的关系加以理论概括和数量分析,建立相应的
数学模型,然后在计算机上进行动态的定量化分析和作物生长过程的模拟研究
[2-4]
。作物模型的建成有利
于科学研究成果的综合集成利用,同时也是作物种植管理决策现代化的基础,对农业生产和作物管理具有重要意义
[5]
。目前,许多国家已经对水稻、小麦、玉
米、棉花、花生、番茄、大豆、苜蓿等多种作物建立了模拟模型。据不完全统计,现有的作物专用模型有30
多种,多作物通用模拟模型有10余种。
作物生长模型是对作物生长发育生理生态过程基本规律及其相互关系的量化表达,因此具有基础
河南农业科学,2011,40(3):19-24
Jo urna l of Henan A g ricultur al Sciences
性、量化性及一般性的特征。比较理想的作物生长模型应该具有系统性、动态性、机制性、预测性、通用性、易用性、灵活性、研究性、应用前景广泛等特征。其中系统性和预测性是其最显著的2个特征。2 作物模型的发展历史
自20世纪60年代由荷兰的De Wit 和美国的Duncan 开创作物生长模拟研究以来,随着计算机技术和系统科学的发展以及作物学知识的累积,作物模型研究发展十分迅速。目前,国际上作物模型可以概括为3个学派
[2,5]
,分别以荷兰、美国和中国为代表。荷兰和美国的作物模拟研究在国际上具有良
好的学术地位和较大的影响力,并获得了较大范围的应用。
Bouman 等[6]
将荷兰作物模拟研究的发展分为3个阶段,即早期、中期和近期。Sinclair 等[2]将美国作物生长模拟的发展比喻为一个生命过程:经历了从婴儿期到成熟期的过程。在模型研究的侧重点上,2个国家也有所不同。荷兰的作物模拟模型研究主要强调作物的机制性和共性。1970年de Wit 等开创了作物生长动力学理论,开发了著名作物生产模拟系统ELC ROS (Elementary C ro p G row th Sim ulator )。它可以模拟作物生长的一系列基本过程,包括农田小气候、光合作用、呼吸消耗、水分平衡和生长发育。1987年建立的BACROS (Basic C ro p G row th Sim ulator )综合模型,对作物蒸腾作用碳素平衡过程进行了详细描述,后来又在此基础上建立了1a 生作物的概括性模型M ACROS (M odules for Annual Crop Sim ulation )和小麦模型SUC ROS (Simple and Unive rsal Crop Simulato r )。美国作物模型的显著特点是实用性和综合性。如20世纪80年代初,由美国农业部农业研究署主持完成的棉花生长模拟模型GOSS YM (Gossypium Simulatio n
Mo dels )[7]
、大豆生长模拟模型GLYCIM [8],以及Ritchie 等[9]研制的禾本科作物生长模型CE RES (Crop Environment Re source Synthesis )系列,这些模型在生产中都有较多的应用。
我国作物生长模拟模型的研究起步较晚,但是发展很快。目前,已经在作物生育期模拟模型及优化决策支持系统的不同方面取得了一些成绩。如高亮之等[10]
建立了水稻“钟模型”模型,并将作物模拟与水稻栽培优化原理结合,研制水稻栽培模拟优化决策系统RCSODS (Rice Cultivation -Simulation -Optimization Decision Making System )[11];冯利平
等[12]
建立了小麦发育期动态模拟模型;潘学标等[13-15]研制了棉花生长发育模拟模型CO TG ROW (Co tto n Grow th and Development Sim ulation M odel );郑国清等
[16]
建立了玉米发育期动态模拟模
型;汤亮等[17]
建立油菜生育期模拟模型。我国模型
一般注重实用性和预测性,在研究环境和作物关系时引入许多统计模型,虽然解决实际问题时较实用,但在机制上比较欠缺。
随着科技进步,各种先进仪器相继应用于模型研究中,作物模拟模型资料获取方法日益成熟,准确性日益提高,模型与计算机技术的结合应用更加紧密。在此基础上,出现了一系列关于提高作物模型预测性和监测性的报道。如颜春燕等[18]利用PROSPECT 模型和实测的玉米叶片光谱数据,得出了叶肉结构参数N ,进而在理论上模拟了植被单叶光谱特性;赵巧丽等[19]、冯晓等[20]利用冠层反射光谱建立夏玉米LA I 估算模型和干物质估测模型;常丽英等
[21]
利用SPAD 仪测定水稻叶绿素含量建立
水稻叶色变化动态模拟模型;冯伟等[22]
、黄芬等[23]
利用高光谱遥感建立了小麦产量预测模型;胡昊等[24]利用可见光-近红外光光谱对冬小麦进行氮素营养诊断与生长检测;郭建茂等[25]
利用遥感对冬小麦生长模拟进行了研究;王幼奇等[26]利用LARS -WG 天气发生器模拟产生黄土高原地区日气象资料以应用于作物研究。作物模拟模型研究虽然取得了一定的成果,但仍然处于探索阶段,研究方法相对陈旧,没有取得突破性进展。
国外主要从事作物模拟模型研究的学者和国内主要相关科研单位如表1所示,建立的有代表性的模拟模型见表2
[27-33]
。
表1 国外主要从事植物模拟模型研究的学者和国内主要相关科研单位
国外学者
国内从事植物生长模拟研究的主要单位
de Wit ,Goudrian ,Penning de Vries ,Van Koulen ,中国科学院、中国农业科学院、江苏省农业科学院、河南省农业科学院、Ducan ,Ritchie ,Jones ,Cur ry ,A rkin ,Fick ,Godw in ,北京市农林科学院、山东省农业科学院、浙江大学、中国农业大学、Rickman ,Sinclair ,Seligman ,Bouman ,et a l .
南京农业大学、华南农业大学、河南农业大学、江西农业大学等
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20· 河南农业科学 第40卷
表2 国内外建立的有代表性的模拟模型
国外较有影响的模型
国内较有影响的模型
CERES (Crop Environment Resource Sy nthes is )GOSS YM (Gos sypium Simu lation M odels )
S OYG RO (S oyb ean G row th )
SUC ROS (Sim ple and Univers al Crop Simu lator )
SIM COT (Simulation of C otton )
ELCROS (Elementary Crop Grow th Sim ulator )BAC ROS (Basic Crop G row th Simu lator )M AC ROS (M odules for Annual Crop S imulation )EPIC (Erosion -productivity Im pact Calculator )
COM AX (C rop M anagement Ex pert )
APSIM (Agricu ltural Production Sys tem Simulator )
WOFOS T (W orld Food Studies )SIM COY (S imulation of Corn Yield )
水稻“钟模型”[10](Rice Clock M odel )
RCS ODS [11](Rice C ultivation -Simulation -Op timiz ation
Decision M aking System )CC SODS
[27-28](C rop
Cultivation -Simulation -Optimization
Decision M aking System )
RSM [29](Rice Simu lation M odel )CGS M [30](Cotton Grow th Simulation M odel )作物知识模型[28-30](C rop Know ledge M odels )
玉米发育期动态模拟模型[16](Simulation M odel of M aize Phenology )COTGROW [13-15](Cotton Grow th and Development S imulation M odel )油菜生育期模型[32](A Process -Based M odel for Sim ulatin g Phenological
Development in Rapeseed )RICAM (Rice Grow th Calendar M odel )
3 作物模拟模型建立的原理及技术路线
作物模拟模型建立原理如下:假设作物生产系统状态在任何时刻都能够定量表达,该状态中各种物理、化学和生理机制的变化可以用各种数学方程
加以描述;且作物在较短时间间隔内物理、化学和生
理过程不发生较大的变化。这样则可以对一系列的过程(如光合、呼吸、蒸腾、生长等)进行估算,并逐时累加为日过程,再逐日累加为生长季,最后计算出整
个生长期的干物质产量或可收获的作物产量[34]。建立模型技术路线如图1所示
。
图1 作物生长模型子模型的建立、调试及应用
So lomo n 等
[35]
将模型的建立分为3个水平,即对温度和辐射有响应的仅含有基本生理过程模拟模块、作物光温水生产潜力模拟、作物光温水营养生产潜力模拟。作物模拟模型的建立及利用应在第三水平的基础上,建立覆盖面更加宽广、适用性更加简洁明了,程序设计更加完善的智能模拟模型系统。智能模拟模型系统建立及输出如图2。
建立作物模型时,将整个植株分割成不同部分分别进行模拟。一般将作物分成植株、器官、组织、根系、基因调控子模型,然后将这些不同的子模型进
行整合建立智能型模型。下面就植物株形、组织和器官、基因调控网络3个方面进行介绍。
3.1 作物株形模拟
植物株型的模拟是在生态环境下将植物生长过程划分为不同的阶段,并建立半自动模拟模块,将这些模拟模块整合对植株生长进行描述[36]。植物株型数学模拟表达原理L 系统,是将模型分割成不同类型以模拟复杂的作物生长[37]。近年来,在L 系统基础上对株型的模拟得到了快速发展,如Fourcaud [38]等利用树木分支生长受重力的机械影响
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21· 第3期 薛 林等:作物生长模拟模型研究进展
图2 作物生长模型建立及输出技术路线
模拟了树枝形状的发展。Soler等[39]模拟了植物冠层太阳辐射的转换模型。
3.2 植物组织和器官模拟
植物组织和器官通常以外观表现或者体积增长进行离散和连续描述,这个描述比起植物株型模型需要更多数学通用公式,并且至今未得出一个通用模型[40]。近几年通过物理试验、数学分析和计算机模拟已经证明叶片和花瓣形状的皱缩是突发现象,但并不是直接由基因控制[41];在一个更具体的个体中,利用连续和离散的试验分析方法重塑模型证明了局部生长速率决定金鱼草花瓣的形状[42],组织器官生长决定了植物生长。因此,模拟植物组织和器官的生长将在以后的研究中处于重要的地位。3.3 结合基因调控网络的模拟
在几何和机械限制范围内,植物发展模式和生长形式最终是由基因决定。为此,Mendoza等[43]综合众多试验数据得到基因调控网络。这个网络系统被描述成一个类似于电脑系统的逻辑电路,它控制着植物芽分化和拟南芥植物的开花。近年来,基因调控网络模拟模型由于一些技术原因没有得到进一步发展,但若在一些遗传因素得到发展和突破后,基因模拟软件将在植物生长发育研究中起到重要作用。
随着计算机多媒体技术、网络技术、3S技术、基因图谱的克隆发展,基因网络调控与宏观调控技术为作物栽培管理计算机模拟研究注入了新的活力。
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22
· 河南农业科学 第40卷
4 作物模拟模型研究中存在的问题及解决办法
随着计算机和模拟技术的发展,作物模拟模型得到了长足发展,但由于作物模拟模型的建立是一个系统工程,受到各种条件和因素的影响,存在许多局限性和不足,主要表现在以下5个方面:
(1)模型参数与生态因子机制性弱[44]。现有模型参数的确定方法,大多数来自文献及实际试验结果,缺乏生理学机制及生态学物质循环的逻辑推断。
(2)模型多是半经验半机制性[45]。大多数作物模型仅限于几个因素限制的生产水平,并没有考虑全部的限制因子对模型的影响,模型的准确性不够。
(3)模型的通用性较差[46]。很多模型仅是对作物在某个区域生产过程的模拟,推广范围窄。
(4)模型开发至今没有统一的方法与标准。各种模型对作物生长过程的量化描述各不相同,各类参数取值差别很大。
(5)模型不够简洁实用。作物模拟模型最终目的是面向用户,简洁实用必不可少,但现在的模型由于科学性强,普适性差,操作复杂,使用不便。
鉴于模型研究中出现的问题,在后续的模型研究中应向全面综合化、生产实践化、网络化、智能化、系统化方向发展,并且做到与现代仪器、计算机技术进一步结合,增强模型的适用性、扩大应用范围,并且开展多学科联合研究和推广网络化应用,形成多学科、多组织的协同合作,进而建立更加完善的作物计算机管理系统,为农业可持续发展服务。
5 作物生长模拟模型研究展望
作物模拟模型的研究正处于发展阶段。随着计算机技术不断更新和植物生理学、生态学、气象学等学科研究不断进步,作物内部机制逐渐明确,模型研究必然经历由对温度和辐射有响应的,仅含有基本生理过程模拟模块,到作物光温水生产潜力模拟,再到作物光温水营养生产潜力模拟,最终到包括各种条件在内的智能型模拟。在现有模型研究中,第一、第二和第三这3个水平已经得到发展,未来模型的发展趋势将以建立智能型模拟模型为重点[1,5]。
智能型模拟模型的研究将朝着宏观和微观2个方向发展,且做到微观和宏观相互反馈、互补发展,而植物生长模型起到联接微观和宏观的桥梁作用。微观上,作物模拟模型的研究进一步具体化、机制化,对作物品种、个体、器官、组织、细胞以及生理生化过程进行模拟,甚至可以微观到分子,进而提高育种工作效率;宏观上,模拟模型与新型技术结合[46-47],使得作物模型生长信息的检测能力从田块尺度扩展到了区域尺度;在模型建立及应用上,要做好微观与宏观的结合,使得作物模拟模型成为微观检测和宏观发展的桥梁,宏观发展建立模型为微观发展提供方向,微观发展中遇到问题反馈于宏观调控,进而改进模型,发展模型,完善模型。
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· 河南农业科学 第40卷
国内认知语言学研究综述
国内外认知语言学研究综述 摘要：认知语言学是20世纪70年代在认知科学的基础上发展起来的一个语言学流派。80到90年代，诞生于美国的认知语言学，迅速影响到其他国家，并被越来越多的语言学学者所接受和采纳。国内语言学界自90年代开始接触认知语言学之初，就发现其在解决汉语具体问题上的可适用性，从而越来越多地关注这一学派的动向。三十年来，国内学者在这一领域也做出了许多贡献，同时也有很多不足的地方。此文主要就认知语言学在中国的发展情况进行介绍，同时简单回顾认知语言学的发展历程和主要理论方法。 关键词：认知语言学，国内研究，国外研究，综述 认知是当今人类最感兴趣的课题之一，因为它关系到我们对人类思维过程的破译，因此越来越多的学者投入认知科学的研究。随着结构主义学派和转换生成语言学派的学者们在语言学各领域研究的深入，他们越来越发觉自身理论和方法的局限，为了解决现有理论方法力所不及的问题，学者们开始寻求新的办法。认知科学无疑给语言学家们指明了一条道路。乔姆斯基的转换生成语言学就已经在语言学研究中加入了认知概念，他认为语言是认知系统的一部分。认知与语言学的结合是不可避免的一种趋势，当这种趋势越来越显露，认知语言学的出现也就成为了必然。20世纪70年代诞生于美国的认知语言学，从80到90年代开始迅速影响到其他国家，其发展势头大有成为继结构主义学派和转换生成学派之后又一个在语言学史上具有重大历史意义的学派，在21世纪成为占主导地位的显学。国内语言学界和外语界从90年代开始陆续引进认知语言学派的一些理论和方法。三十年来，认知语言学在中国的发展也是势如破竹，几乎所有语言学的刊物中都会有相关论文。国内学者在这一领域都做出了许多贡献，特别是用认知语言学理论来解释汉语中的具体问题方面。但是也存在着明显的不足，如最主要的是重理论引进和解释，轻创新。 一、何为认知语言学？ 最早提出“认知语言学”这一术语的是Sidney Lamb，他在1971年就在论文中采用这一术语，并将其解释为：“用以指真正研究大脑中的语言，语言与心智、神经之间的关系。”对于认知语言学的界定，学者们从一开始就有所争议。于是跟其他的学科一样，学者们一般使用狭义和广义来区别不同的观点。认知语言学理论家Tayler（2002）在术语上用以区别狭义和广义的认知语言学的办法是：将狭义的认知语言学用“Cognitive Linguistics”表示，而将广义的认知语言学用“cognitive linguistics”表示。显然作为心理学家的Sidney Lamb 的观点是广义的。在语言学领域里的讨论，一般都是从狭义的角度。国内学者王寅（2007）将狭义的认知语言学可以定义为：“坚持体验哲学观①，以身体经验和认知为出发点，以概念、结构和意义研究为中心，着力寻求语言事实背后的认知 ①王寅在《Lakoff和Johnson的体验哲学》文中提到，“Lakoff认为认知语言学的哲学基础既不是经验主义，又不是理性主义，而是体验哲学。”
DSSAT模型在农业应用领域研究综述
DSSAT模型在农业应用领域研究综述 摘要：为了掌握农业转移支持决策系统(Decision Support System for Agrotechnology Transfer, DSSAT)模型在国内农业应用领域的研究进展，更好地让模型在今后气候变化对农业生产影响评估和适应研究中应用，本文以近年来国内的研究和实践为基础，全面总结了模型的应用进展。结果表明：DSSAT模型在中国应用比较广泛，包括不同地区和不同作物之间；利用DSSAT模型研究气候变化对农业生产的影响的研究较多，研究结果比较丰富。但模型在应用中存在研究方法和结果比较分散、应用的作物种类有限、数据需求量大而试验数据有限等问题，这些都需要在今后的研究中不断完善解决。 关键词：DSSAT;气候变化;农业；应用进展 引言 本文综述了近年来农业技术转让决策支持系统(Decision Support System for Agrotechnology Transfer, DSSAT)模型在我国农业与气候变化领域的应用，为模型的进一步应用，即在气候变化对农业影响与适应方面，以及产量及生产潜力预测、种植制度选择等方面提供研究依据，也对未来模型的进一步应用研究有着积极的支撑作用。 自20世纪90年代，中国开始引进DSSAT模型，在不同田间管理和气象条件下进行土壤水分变化、产量潜力进的大量研究，对DSSAT模型在中国不同地区的适用性进行了验证，并提出了不同模拟试验和数据库构建方法，以及参数的修订和优化方案，为模型的应用提供了参考，取得了丰硕成果。随着气候变化研究的不断深入，DSSAT模型在农业与气候变化领域的应应逐渐广泛和深入，有效支撑了气候变化对农业生产的影响与适应研究，推动了模型应用研究的创新与进步。 1 DSSAT模型概况 农业技术转让决策支持系统(DSSAT)山美国乔治亚大学组织丌发，其可以通过一系列程序将作物模拟模型与土壤、气候及试验数据库相结合，进行长期、短期的气候应变决策[1]。其在中国的气候变化对农业生产的影响评估和适应性研究的应用已经丌展很多工作，是目前气候变化影响评估领域应用比较广泛的作物模型之一。DSSAT包括主程序（实验设计和数据管理）和八大功能模块：实验模块(XBuild);画图工具模块(GBuild)；土壤数据模块(SBuild)；实验数据文件模块(Experiment Data)；气象数据文件模块(Weather Data)；单季实验分析模块(Seasonal analysis)；轮作实验分析模块(Sequence analysis)；空间实验分析模块(Spatial analysis)[2]。 自模型引进国内以来，许多研究者介绍了模型的基本情况和应用动态。1996年，罗群英等[3]以DSSAT 3.0的研究和实践为基础，从DSSA T 3.0外壳和作物模型两方面来阐述其新特点以及应用前景，这是国内较早的关于DSSAT模型的介绍。随着模型应用和研究的深入，近年来，刘海龙等[4]针对农业技术推广决策支持系统DSSAT作物系统模型的发展历程、模型结构、数据输入输出、研究进展等进行了综述。王文佳[5]利用CropWat计算得出的冬
作物模拟模型
作物模拟模型的概念、类型、基本原理及其研究和应用进展 作物生产系统是一个复杂的多因子系统，受气候、土壤、作物及栽培管理技术等因素的影响。在综合考虑这些因子的相互作用，预测和分析作物生长趋势等方面，作物信息技术有着其它工具不可替代的优势。而作物模拟模型则是作物信息技术中的一个重要组成部分。它在快速决策农艺措施的效应等方面起着重要作用。作物生长模拟系统是用系统的观点，把作物生产看成一个由作物、环境、技术、经济4个要素构成的整体系统，综合多种相关学科的理论和成就，通过建立数学模型来描述作物生长发育、器官建成和产量品质形成等与环境之间的数学关系，并在计算机上实现模拟作物生产全过程的一个软件系统。作物生产管理决策系统是以作物模拟模型为中心，与知识工程和专家系统、决策支持系统等一起构成的用于作物生产管理和生产决策的大型软件系统，是作物模拟模型发展的最终目的，是其向综合性和应用性发展的表现。 一、模型的定义、类型及特征 1、定义 系统是一组相关成分的集合体。系统模型是对系统成分及其相互关系的一种简化的数学表达。作物模拟模型着重对作物生长发育过程及其与环境的关系进行定量描述和预测。作物生长模型，其全称为作物生长模拟模型（CropGrowthSimulationModel），简称为作物模型（CropModel），是指能定量地和动态地描述作物生长、发育和产量形成的过程及其对环境反应的计算机模拟程序。它是对气候、土壤、作物和管理复杂系统的简化表达形式。作物生长模型对作物生长和发育的基本生理生态机制和过程的模拟，又被称为机理模型（functionalmodel）或过程模型（processmodel）。可在全球范围内用来帮助理解、预测和调控作物的生长发育及其对环境的反应。 2、类型 作物模型按其不同的功能可分为经验模型与机理模型，描述模型与解释模型等。其中前一类模型经验性的成分多一些，后一类模型则机理性的成分多一些。 按照模型所描述的作物种类，作物生长模型可分为单作物专用模型和多作物通用模型。单作物专用模型（modelforsinglecropspecie）是根据某一具体作物的生理生态特性开发研制而成并专门用于该作物生长模拟的模型。多作物通用模型（modelformultiplecropspecies）是根据各种作物生理生态过程的共性研制而成模型的主体框架，再结合各种作物的生长参数和田间管理参数分别进行各种作物的生长模拟。 3、特征 成功的作物模拟模型应该具有系统性、动态性、机理性、预测性、通用性、便用性、灵活性、研究性等特征。 二、原理 作物模拟模型建立原理如下：假设作物生产系统状态在任何时刻都能够定量表达，该状态中各种物理、化学和生理机制的变化可以用各种数学方程加以描述；且作物在较短时间间隔内物理、化学和生理过程不发生较大的变化。这样则可以对一系列的过程(如光合、呼吸、蒸腾、生长等)进行估算，并逐时累加为日过程，再逐日累加为生长季，最后计算出整个生长期的干物质产量或可收获的作物产
国内外关于心理理论相关研究的研究综述(精)
国内外关于心理理论相关研究的研究综述 教管 1103班王维彬摘要:心理理论” (Theory-of-mind 指个体对他人和自己心理状态及其与他人 行为关系的推理或认识。心理理论使得个体能过对自身及其他个体的行为进行解释和预测, 从而在个体的社会认知、社会行为、个体间理解与社会交往中起至关重要的作用。本文综合了国内外的各种心理理论, 包括社会认知、内外情绪智力、游戏教学等理论。 关键字:心理理论社会认知情绪智力游戏教学 引言:本文通过对国内外各种心理理论的阐述, 让人们更好地认识和了解这些 理论, 从而能使这些理论研究能运用的实际生活中去, 发挥它应有的价值, 本文主要介绍了社会认知理论、情绪智力理论和游戏教学理论的基本概念以及其特点等, 希望这些东西能对人们有所启示与帮助。接下来就一一介绍一下这三个理论:一、社会认知理论 (一、社会认知的简介 1、社会认知的概念 对“社会认知”的定义 , 不同的学者从他们各自的研究取向来定义 , 所以关于社会认知的定义有许多种。信息加工心理学认为社会认知研究包括所有影响个体对信息的获得表征和提取的因素的研究 , 以及对这些过程与知觉者的判断之间的关系的思考 [2]。而社会心理学家则认为 : 社会认知代表着一种观点 , 即对认知过程的理解是认识人的复杂的社会行为的关键。弗拉维尔 (Flavell 1998 年提出 : 社会认知的对象是人以及人类的事件 , 它是关于人和人的行为的知识与认知。方富熹认为社会认知是人对自己和他人的认识 [3]。时蓉华认为社会认知是个人对他人的心理状态、行为动机和意向做出推测和判断的过程 [4]。 2、社会认知的基本对象
专业文献综述-遥感信息与作物生长模型的耦合应用研究进展
专业文献综述 题目: 遥感信息与作物生长模型的耦合应用研究进展姓名: 学院: 专业: 班级: 学号: 指导教师: 职称: 教授 2012年5月28日 南京农业大学教务处制
遥感信息与作物生长模型的耦合应用研究进展 作者： 指导教师： 摘要：遥感信息与作物生长模型的耦合应用可以解决作物长势监测和产量预测等一系列农业问题，越来越受到相关研究人员的关注。本文首先介绍了农业遥感技术和作物模型的发展状况，并在分析遥感数据和作物模型在农业应用中各自优缺点的基础上，阐明二者结合的必要性，综述了遥感信息与作物生长模型的耦合应用的2种方式—强迫法和同化法；其次介绍了遥感数据与作物模型结合的应用领域和目前国内外的应用状况，并分析了其在农业生产各领域的应用潜力；最后提出了二者耦合存在的问题以及未来研究的展望。 关键词：遥感；作物生长模型；耦合应用；研究进展 Research progress on application of remote sensing information coupled with the crop model Author: Instructor: Abstract: Remote sensing information and crop growth model can solve the coupling application of crop growth monitoring and yield forecasting and a series of problems of agriculture, more and more researchers' attention.This paper first introduces the agricultural remote sensing technology and crop model development, and in the analysis of remote sensing data and crop model in agricultural application advantages and disadvantages on the basis of the combination of the two, clarify the necessity, reviews the remote sensing data and crop growth model of coupled application in 2 ways - forced and assimilation method; secondly the paper introduced the remote sensing data and crop model combined with the application domain and application status at home and abroad, and analyses its application in agricultural production potential; finally proposed the two coupling problems and future research prospects. Key words:Remote sensing; Crop models; Coupled applications; Research Progress 1 遥感技术与作物模型的发展 遥感技术是20世纪60年代以来,在现代物理学(包括光学技术、红外技术、微波雷达技术、激光技术和全息技术等)、空间科学、电子计算机技术、数学方法和地球科学理论的基础上发展起来的一门新兴的、综合性的边缘学科,是一门先进的、实用的探测技术[1]。卫星遥感技术具有快速、宏观、准确、客观、及时、动态等特点，在农作物种植面积监测，作物叶面积指数、生物量、光合有效辐射
温室植物生长数字化模型构建技术
2010年1月农业机械学报第41卷第1期DO I:10.3969/.j issn.1000-1298.2010.01.030 温室植物生长数字化模型构建技术* 唐卫东1朱平1郭晨1刘昌鑫1李萍萍2卢章平3 (1.井冈山大学信息科学与传媒学院,吉安343009;2.江苏大学现代农业装备与技术省部共建教育部/ 江苏省重点实验室,镇江212013;3.江苏大学图形技术研究所,镇江212013) =摘要> 根据试验观测值提取植物生长特征信息,以累积生长度日为参数构造植物的形态发生模型,采用信息映射与归一化方法对信息进行重构,建立植物生长数字化模型。通过实例验证表明,该方法实现了植物生长受外部环境作用下的动态模拟,为实时掌握与合理决策植物适宜的生长条件提供依据。 关键词:温室植物生长数字化模型 中图分类号:S126;TP391文献标识码:A文章编号:1000-1298(2010)01-0159-04 D igital Construction of P l ant Gro w th M odel i n Greenhouse Tang W eidong1Zhu P i n g1Guo Chen1L i u Changx i n1Li Pingpi n g2Lu Zhangpi n g3 (1.Schoo l of Informati on and M ulti-med i a S cience,J inggangshan University,J i.an343009,Ch i na 2.K ey Laboratory of M odern Agr icultural Equi pm ent and T echnology,M i nistry of Education&J iangsu Province,J iangsu University, Zhenj i ang212013,Chi na3.Institute of Graphics T echnology,J i angsu U ni ver sity,Zhenjiang212013,Ch i na) Abst ract The features o f plant gro w t h cou l d be extracted fro m the experi m ental results,and the m orpho log ica l m odel of p lant cou l d be constructed w ith the para m eter of accumu lative gro w ing degree day.Add itionally, the dig ita l gro w th m ode l o f plant cou l d be perfor m ed using i n for m ation reconstr uction m ethod such as i n f o r m ation nor m a lizati o n and m app i n g process.The experi m ent results show ed that the pr oposed m ethod w as effecti v e in dyna m ically si m ulati n g the plant gro w th under the interacti o n of env iron m en.t It cou l d prov i d e valuab le ev i d ences for rea l ti m e obta i n i n g and deter m ining the proper cond iti o ns for plan t deve l o p m en.t K ey w ords G reenhouse,Plant gro w t h,D i g italization,M ode l 收稿日期:2009-03-20修回日期:2009-05-31 *高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20060299003)、江西省教育厅青年科学基金资助项目(G JJ09591)和江西省教育厅科技计划资助项目(GJJ08417) 作者简介:唐卫东,副教授,博士,主要从事信息可视化、虚拟植物技术、温室环境控制研究,E-m ai:l t wd -1974@126.co m 引言 温室环境调控水平对发挥设施农业优质高效的生产功能具有重要影响。荷兰、日本、美国等发达国家在该领域的研究起步较早,其中一些学者将作物生长模型应用于温室环境控制,对温室作物生长所需环境进行预测[1~5]。然而,在利用作物生长模型对温室作物实施环境调控时,常因模型参数选择不当而使调控效果不佳,信息滞后也影响模型功能和效率,因此在实施作物生产与微观管理方面受限;而采用计算机手段和信息技术,在现代温室可控环境下构建反映植物生长机理的虚拟植物模型[6],则不仅可以实现植物生长信息的数字化,还为温室环境智能控制提供决策依据。目前有关虚拟植物的研究多以农田作物为主,而对温室虚拟植物的研究则不多见,尤其是植物生长数字化及其在温室环境调控中的研究尚未见报道。为此,本文在分析植物受外部环境作用规律的基础上,对温室植物生长数字化方法进行研究,通过温室植物生长的动态模拟,为有效实施现代温室生产与管理提供决策和技术支持。 1植物与外部环境的信息交互 植物在生长过程中离不开光照、温度、湿度、水肥等环境因子的作用,而植物生长同时也对外部环
当前我国警力不足原因分析与对策研究
当前我国警力不足原因分析与对策研究摘要：随着改革开放的逐步深入和社会的迅速发展，人流、物流、信息流也在不断发展和变化,境内外、传统与非传统安全因素等给公安工作提出了许多新问题, 特别是治安形势的不断变化和警力不足的矛盾日益突出,当前我国警力不足的原因并不仅仅是公安机关自身的问题，也不是最近几年才出现的，而是由各种复杂的因素所造成的，警力不足的问题已成为制约当前公安工作发展的瓶颈，更影响了我国国家安全和社会的稳定。本文试对当前我国警力不足的原因进行分析，进而得出解决我国警力不足这一问题的对策。 关键词:警力不足原因对策 一、警力的概念 警力,从习惯意义上理解仅是代表警察的数量,但是从深层次意义上理解,警力代表着警察的素质以及警察的组织指挥、装备、后勤保障等因素的总和。警力是指依据有关法律法规, 系统地进行社会安全控制的社会力量。既包括警察的数量, 又包括警察的素质、对警察的组织指挥、警察装备、后勤保障等多种因素。警力是公安机关得以正常运转的决定性因素, 它不仅关系公安机关的可持续发展, 更关系到国家的长治久安和安居乐业。 二、当前我国警力不足的原因 警力不足是一个我们必须正视而且要引起深刻思考的问题，笔者认为目前影响我国警力不足的原因有着复杂的社会、经济、当前的国内外形势等诸多因素，是各种内外因素交错而成的。
（一）影响我国警力不足的外部因素 1 、我国治安形势日趋严峻 当前，中国仍处于体制转轨、社会转型时期，社会经济成分、组织形式、就业方式和利益关系日趋多样化，人财物和信息流动频繁，社会经济快速发展，但社会管理和治安防控却相对滞后，加上市场经济的负面影响及外来暴力、色情等腐朽文化渗透等原因，滋生和诱发违法犯罪的因素增多，社会治安形势依然严峻，并呈现出新的特点：犯罪总量增加，恶性程度提高，社会危害性加大，隐蔽性增强；犯罪手段升级，智能化程度提高；黑恶势力犯罪仍然存在，犯罪组织化趋势明显，抢劫、盗窃等侵财犯罪和涉毒犯罪居高不下；犯罪人员呈现低龄化趋势，未成年人犯罪比例上升等。这无形中也增加了公安机关和民警的负担,公安工作量的加大和负担的增加彰显出了我国警力的不足。 2执法要求越来越高 2012年3月14日修改的《刑事诉讼法》对辩护制度、证据制度、强制措施、侦查和审判制度作重大修正，并新增四个特别程序，将尊重和保障人权原则贯彻始终。这是我国刑事诉讼制度的重大发展和进步，也给公安机关的刑事侦查工作带来重大挑战。这些情况在基层派出所反映地尤为明显，办案的时间比以往更长，此外严禁刑讯逼供在某种程度上也对提高办案效率产生了一定的制约作用，间接地削弱了警力。另一方面，随着社会公众素质、文化水平及法制观念的提高，人民群众对公安机关执法和服务的要求水平也越来越高，这就要求基层执法民警必须提高执法水平和服务质量，然而许多办案民警还没有完全过渡过来，不适宜当前的执法环境，导致办案效率低，在一定程度上造成了警力的下降。 3、警力编制不足
投资者认知偏差研究综述
投资者认知偏差研究综述 摘要：本文介绍了认知偏差的定义、成因和特征，梳理了有关认知偏差相关领域的理论与实证研究的成果，在此基础之上提出了对后续研究的展望。 关键词：认知偏差；行为金融；有限理性 现代认知心理学家认为，认知偏差对经济行为个体的经济决策的影响具有普遍性，并经常扮演核心的角色。行为金融学则认为，由于金融决策更具不确定性和动态性，投资者的认知性偏差可能更具显著性，所以研究投资者的各种认知偏差很有意义。认知偏差的研究和发现为解释传统金融学所不能解释的市场异象提供了一条可行的途径，为行为金融学的发展奠定了基础。 1.认知偏差与金融市场的异象 进入八九十年代后，对金融市场的研究结果就涌现出不少与有效市场假说相矛盾的统计异象，在股票收益的历史可预测性方而，按照弱有效市场的观点，投资者无法利用历史价格信息来构造投资策略获得超额利润（按照资产定价模型进行风险调整以后的收益）。从1980年开始，有很多研究发现股票收益是可预测的证据。例如，De Bondt和Thaler（1985）发现股票长期的历史累计收益与未来的长期股票收益负相关。基于这个现象构造的投资策略可以获得超额收益，这个现象称之为“长期反转”。Jegadeesh和Titman（1993）的研究显示股票中期的历史统计收益与未来的中期股票收益正相关，基于这个现象构造的投资策略也可以获得超额收益，这个现象称之为“中期惯性”。面对传统金融无法解释的市场异象，行为金融学从心理学的角度，从人类在不确定条件下的认知偏差的出发，为解释市场异常现象做出了重大贡献。 2.认知偏差的定义与分类 把心理研究应用到投资决策中经历了漫长的过程。自Slovic首次在论文中论证了心理因素对投资决策的影响，再到De Bondt和Thaler正式揭开行为金融学发展的序幕，认知偏差研究的发展经历了缓慢萌芽到快速发展的过程。在20世纪80年代末到90年代，许多金融学领域的学者（如：Roben Shiller，Richard Thaler.Meir Statman，Hersh Shefrin及De Bondt 等）结合心理学对个体行为决策的研究结果，在认知偏差研究方面做了大量工作，为行为金融学的发展奠定了坚实的基础。认知偏差概念作为行为金融学的核心范畴，起源于认知心理学。按照认知心理学的实验解析，个体的信息加工能力具有局限性，个体的判断和决策因此都会产生偏差（Tversky和Kahne-man，1974）。这种认识与进化心理学的观点相吻合，即自然选择的结果逐步将人们退化成一种依赖有限理性的决策方式来替代理性决策过程的思维主体，并据此来节约思维成本《Si-mon，1955）。 认知心理学认为，人的认知过程可以看成是人脑的信息处理过程。因此，认知偏差，可以按照认知进行的四个环节中出现的顺序进行分类，即信息识别——信息编辑——信息输出——信息反馈。王宁，茅宁（2005）按认知的信息处理过程将国内外文献中常见的26种认知偏差按照人类信息处理的过程分成分类如下：1）信息识别阶段偏差：易得性偏误，代表性偏差，文化和社会认知，小数字定理，认知失调，从众心理，过度反应，搜寻成本。2）信息编辑阶段偏差：框架依赖，保守性偏差，模糊趋避，无关效果，神奇式思考，准神奇式思考，锚定和调整。3）信息评价阶段偏差：过度自信，后见之明，原赋效果，确定效果，反射效果，后悔厌恶，归因偏差，人性好赌，损失厌恶，宿钱效应，处置效应。李心丹（2003）针对中国股市的特点提出政策依赖性偏差。 3.认知偏差的理论研究 在对认知偏差的研究基础上诞生出一些重要的行为金融模型，对解释金融市场的异象提
数学建模交巡警服务平台的设置与调度模型
交巡警服务平台设置与调度方案 摘要本文主要讨论了交巡警服务平台的设置与调度问题. 对于问题一，首先，运用Floyd算法结合Matlab软件得出了区域A各个节点之间连通的最短路径．引入0-1决策变量建立以平均出警时间最短为目标函数，以3分钟不能到达案发现场的总数最小为约束条件的线性优化模型，得出各交巡警服务平台的管辖范围（见文中表1）．其次，通过分析重大突发事件发生时交巡警服务平台调度的特点，建立了一个以平均出警时间最小，各个服务平台的工作量均衡为目标函数，以一个平台的警力最多封锁一个路口和3分钟内不能到达案发现场总数最小为约束条件的双目标0-1规划模型，运用层次分析法对模型进行改进，用Lingo软件对改进模型进行求解，得出A区交巡警服务平台警力合理的调度方案(见文中表3)．最后，考虑到现有交巡警服务平台的设置情况，建立了以平均出警时间最小，各个服务平台的工作量均衡为目标函数的规划模型，得出需要增加四个交巡警服务平台，分别为节点28，29，38和39． 针对问题二，首先，采用层次分析法得到全市各区域的综合评价指标权重，运用TOPSIS 算法建立多目标决策分析模型，得出其各区交巡警平台设置方案优劣次序为：A>C>F>B>D>E，并给出合理建议． 其次，建立了以交巡警到达犯罪嫌疑人逃离最长路径所需最短时间为目标函数的多元线性优化模型，并采用由内到外逐圈围堵法，直到搜捕到嫌疑犯为止，得出其最佳围堵方案(见文中表6)．关键词0-1规划模型；交警服务平台；综合评价指标；TOPSIS算法 一、问题重述 “有困难找警察”，是家喻户晓的一句流行语．警察肩负着刑事执法、治安管理、交通管理、服务群众四大职能．为了更有效地贯彻实施这些职能，需要在市区的一些交通要道和重要部位设置交巡警服务平台．每个交巡警服务平台的职能和警力配备基本相同.由于警务资源是有限的，如何根据城市的实际情况与需求合理地设置交巡警服务平台、分配各平台的管辖范围、调度警务资源是警务部门面临的一个实际课题． 根据某市设置交巡警服务平台的相关情况，建立数学模型分析研究下面的问题： (1) 附录1中的附图1给出了该市中心城区A的交通网络和现有的20个交巡警服务平台的设置情况示意图，相关的数据信息见附录．请为各交巡警服务平台分配管辖范围，使其在所管辖的范围内出现突发事件时，尽量能在3分钟内有交巡警（警车的时速为60km/h）到达事发地．对于重大突发事件，给出合理的调度方案，使A区20个交巡警服务平台的警力资源对进出该区的13条交通要道实现快速全封锁（实际中一个平台的警力最多封锁一个路口）．根据现有交巡警服务平台的工作量不均衡和有些地方出警时间过长的实际情况，拟在A区内再增加2至5个平台，确定需要增加平台的具体个数和位置． (2) 针对全市（主城六区A,B,C,D,E,F）的具体情况，按照设置交巡警服务平台的原则和任务，分析研究该市现有交巡警服务平台设置方案（参见附录）的合理性．如果有明显不合理，请给出解决方案． 如果该市地点P（第32个节点）处发生了重大刑事案件，在案发3分钟后接到报警，犯罪嫌疑人已驾车逃跑．为了快速搜捕嫌疑犯，给出调度全市交巡警服务平台警力资源的最佳围堵方案． 二、问题分析 良好的社会环境是人民生活幸福、经济发展的重要保障．因此，切实加强治安管理的工作成为我国政府及广大公安机关干警必须面对和解决的问题．然而随着城市化进程的加快，城市预警系统的重要性越发突出．所以，交巡警在控制社会治安问题起到了很重要的作用． 针对问题一，首先，已知20个交巡警服务平台在该市中心城区A的交通网络中的设置情况，可以运用图论的思想把题目转化为在一定的时间内求最短路径的问题，计算最短路径的经典算法通常有：Dijkstra算法、Bellman算法和Floyd算法．其中求图中所有的最短路径适合使用Floyd算法．根据题目要求，先求出图中所有节点之间的最短路径，然后通过现有的20个服务平台进行筛选，得出它们各自的管辖范围，为此可以采用Floyd算法求最短路径．其次，要保证每个区域划分后，所包含最长路径小于等于三分钟车程，即交巡警到其管辖范围内最远距离应尽量小，以缩短接到报警后到达现场的时间．
作物生长模拟模型及其应用
作物生长模拟模型及其应用 3 杨京平3 3 王兆骞 (浙江大学农业生态研究所,杭州310029) 【摘要】 论述了作物生长模型在国内外的研究及其发展过程,作物模型的机理及在农业生产中的作用,对作物 生长模型在生产应用中存在的问题及今后的发展方向进行了讨论.关键词 作物生长模型 模拟 应用 C rop grow th simulation model and its application.Y ang Jingping and Wang Zhaoqian (Institute of A gricultural E 2cology ,Zhejiang U niversity ,Hangz hou 310029).2Chin.J.A ppl.Ecol.,1999,10(4):501～505. This paper reviewed the present situation of related study development of Crop Growth Simulation Model (CGSM ),and its mechanism and role in agricultural production.The existing problems of the model in application and its devel 2opmental direction in future were also discussed. K ey w ords Crop growth model ,Simulation ,Application. 3荷兰及国际水稻研究所合作资助项目(SARP 2Ⅲ ). 33通讯联系人. 1997-05-20收稿,1997-10-27接受. 1 引 言 作物生长模拟技术是60年代初在欧洲及美国出现的,其思想方法是从工业生产分析所用的系统工程方法借鉴而来.1965年荷兰的作物生长系统分析及模拟先驱de Wit 扩展了前人的有关作物对光截获和转化、叶层光合作用的知识,并构建了作物冠层的光合作用模型[19].他的开创性工作及后来的类似研究,加上计算机科学技术的飞速发展,导致在作物光合作用、生长过程模型研究的广泛开展[3,20,23].现今,在工业发达的国家,仿真模拟已经成为广泛使用的技术工具,但在发展中国家仍然处在起步阶段.近十几年来,美国及国际上的主要农业研究刊物都发表了许多有关作物生长模型的研究与应用的论文.在全球主要有两大研究机构在进行作物生产模拟研究、应用与推广工作,即荷兰的瓦赫宁根农业大学的理论生态系(TPE 2WAU )、土壤肥力与农业生物研究所(AB 2DLO )及美国的德州大学实验站和国际农业技术推广网络(IBSNA T ),澳大利亚及欧洲现在也在研究开发作物生长及农业生态模型. 2 作物生长模拟模型 模型是对所研究的系统简化与概要的描述[12],因此作物生长模拟模型是利用计算机技术借助数学模型对作物2土壤2大气系统中作物的生长发育及产量形成与外界环境的系统组成与变化进行动态仿真的过程.这种模拟是对作物生理生态过程的动态与概要描述. 由于计算机科学的发展,目前国内外一些研究人 员在作物生长模拟模型上进行的研究工作已经推出了 几种主要的模拟模型(表1)[6,12,16,30,34].从作物生长模型的结构来看,它包括了作物生长发育的一些主要过程:光合作用过程、养分摄取(地下根系的生长动态)、同化产物分配、蒸腾作用过程、生长和呼吸作用、叶片的生长与扩展和形态发育与衰老过程[11].大多数模型都结合了上述所列的主要过程,并以多种方式来处理这些过程.由于作物生长系统的复杂性,因此要建立的模型必须考虑各种外界的环境因素与变化过程对作物本身的影响,这必然使模型变得庞大而失去实际意义.为此1982年de Wit 和Penning de Vries 提出了将作物生长模拟划分为4个水平[12],1)生产水平1:潜在生产.作物生长在水分与养分充分保证的条件下,其生长速率与产量潜力仅受温度与光照条件影响.2)生产水平2:水分限制下的生产.作物生长过程中部分时期受到水分短缺的影响,但养分充足.3)生产水平3:N 素限制下的生产.作物生长过程中部分时期受到N 素短缺的影响,其他时期受到水分与气候因子的影 响.4)生产水平4:养分限制下的生产.作物生长过程 中部分时期受到P 素或其他矿物元素短缺的影响,其余时期受到N 素、水分和气候因子的影响.在上述4种情况下,考虑害虫、杂草的影响将进一步降低作物的产量[12,26,30].但是实际作物生长过程并非如上所述的4种情况.对照表1所列的作物生长模拟模型,目前所研究与开发的作物生长模型主要是在第一及第二生产水平上较多,而在第三水平的作物生长模型则仍在研 应用生态学报 1999年8月 第10卷 第4期 CHIN ESE JOURNAL OF APPL IED ECOLO GY ,Aug.1999,10(4)∶501～505
访问控制模型综述
访问控制模型研究综述 沈海波1,2,洪帆1 (1.华中科技大学计算机学院,湖北武汉430074; 2.湖北教育学院计算机科学系,湖北武汉430205) 摘要:访问控制是一种重要的信息安全技术。为了提高效益和增强竞争力,许多现代企业采用了此技术来保障其信息管理系统的安全。对传统的访问控制模型、基于角色的访问控制模型、基于任务和工作流的访问控制模型、基于任务和角色的访问控制模型等几种主流模型进行了比较详尽地论述和比较,并简介了有望成为下一代访问控制模型的UCON模型。 关键词:角色;任务;访问控制;工作流 中图法分类号:TP309 文献标识码: A 文章编号:1001-3695(2005)06-0009-03 Su rvey of Resea rch on Access Con tr ol M odel S HE N Hai-bo1,2,HONG Fa n1 (1.C ollege of Computer,H uazhong Univer sity of Science&Technology,W uhan H ubei430074,China;2.Dept.of C omputer Science,H ubei College of Education,Wuhan H ubei430205,China) Abst ract:Access control is an im port ant inform a tion s ecurity t echnolog y.T o enha nce benefit s and increa se com petitive pow er,m a ny m odern enterprises hav e used this t echnology t o secure their inform ation m ana ge s yst em s.In t his paper,s ev eral m a in acces s cont rol m odels,such as tra dit iona l access control m odels,role-bas ed acces s cont rol m odels,ta sk-ba sed acces s control m odels,t as k-role-based access cont rol m odels,a nd s o on,are discus sed a nd com pa red in deta il.In addit ion,we introduce a new m odel called U CON,w hich m ay be a prom ising m odel for the nex t generation of a ccess control. Key words:Role;Ta sk;Access Cont rol;Workflow 访问控制是通过某种途径显式地准许或限制主体对客体访问能力及范围的一种方法。它是针对越权使用系统资源的防御措施,通过限制对关键资源的访问,防止非法用户的侵入或因为合法用户的不慎操作而造成的破坏,从而保证系统资源受控地、合法地使用。访问控制的目的在于限制系统内用户的行为和操作,包括用户能做什么和系统程序根据用户的行为应该做什么两个方面。 访问控制的核心是授权策略。授权策略是用于确定一个主体是否能对客体拥有访问能力的一套规则。在统一的授权策略下,得到授权的用户就是合法用户,否则就是非法用户。访问控制模型定义了主体、客体、访问是如何表示和操作的,它决定了授权策略的表达能力和灵活性。 若以授权策略来划分,访问控制模型可分为:传统的访问控制模型、基于角色的访问控制(RBAC)模型、基于任务和工作流的访问控制(TBAC)模型、基于任务和角色的访问控制(T-RBAC)模型等。 1 传统的访问控制模型 传统的访问控制一般被分为两类[1]:自主访问控制DAC (Discret iona ry Acces s Control)和强制访问控制MAC(Mandat ory Acces s C ontrol)。 自主访问控制DAC是在确认主体身份以及它们所属组的基础上对访问进行限制的一种方法。自主访问的含义是指访问许可的主体能够向其他主体转让访问权。在基于DAC的系统中,主体的拥有者负责设置访问权限。而作为许多操作系统的副作用,一个或多个特权用户也可以改变主体的控制权限。自主访问控制的一个最大问题是主体的权限太大,无意间就可能泄露信息,而且不能防备特洛伊木马的攻击。访问控制表(ACL)是DAC中常用的一种安全机制,系统安全管理员通过维护AC L来控制用户访问有关数据。ACL的优点在于它的表述直观、易于理解,而且比较容易查出对某一特定资源拥有访问权限的所有用户,有效地实施授权管理。但当用户数量多、管理数据量大时,AC L就会很庞大。当组织内的人员发生变化、工作职能发生变化时,AC L的维护就变得非常困难。另外,对分布式网络系统,DAC不利于实现统一的全局访问控制。 强制访问控制MAC是一种强加给访问主体(即系统强制主体服从访问控制策略)的一种访问方式,它利用上读/下写来保证数据的完整性,利用下读/上写来保证数据的保密性。MAC主要用于多层次安全级别的军事系统中,它通过梯度安全标签实现信息的单向流通,可以有效地阻止特洛伊木马的泄露;其缺陷主要在于实现工作量较大,管理不便,不够灵活,而且它过重强调保密性,对系统连续工作能力、授权的可管理性方面考虑不足。 2基于角色的访问控制模型RBAC 为了克服标准矩阵模型中将访问权直接分配给主体,引起管理困难的缺陷,在访问控制中引进了聚合体(Agg rega tion)概念,如组、角色等。在RBAC(Role-Ba sed Access C ontrol)模型[2]中,就引进了“角色”概念。所谓角色,就是一个或一群用户在组织内可执行的操作的集合。角色意味着用户在组织内的责 ? 9 ? 第6期沈海波等:访问控制模型研究综述 收稿日期:2004-04-17;修返日期:2004-06-28
2个作物模型
WOFOST模型 1 模型简介 WOFOST是荷兰瓦赫宁根大学开发的众多模型之一，C.T de Wit教授对此做出了突出贡献。相关的比较成熟的模型还有SUCROS模型、Arid Crop模型、Spring Wheat模型、MACROS和ORYZA1模型等等。WOFOST起源于世界粮食研究中心（CWFS）组织的多学科综合的世界粮食潜在产量的研究项目。在过去的十几年中，WOFOST模型取得了极大成功，它的各个版本及其派生模型应用在许多研究中。WOFOST擅于分析产量的年际变化、产量和土壤条件的关系、不同品种的差异、种植制度对产量的影响、气候变化对产量的影响、区域生产力的限制因素等等。模型已被用于产量预测、土地的定量评价，比如评价区域潜在生产力水平，评价通过灌溉和施肥可获得的最大经济收益，评价作物种植的不利因素。有的人还将作物模型进行扩展，使之能够用于森林和牧草的模拟，还有的对源程序进行修改，用更详细的子程序代替原有的子程序，达到对某个方面进行更详细的模拟的目的。 在世界各国科学家的努力下，WOFOST模型自面世以来获得了极大的发展，模型从WOFOST 3.1发展到WOFOST 7.1，应用范围不断扩大，它的适应性及应用研究在世界范围内进行，反馈的结果反过来又促进了模型的发展。值得一提的是WOFOST 6.0，它是个极为成功的作物生长模型，在1989-1994年间不断完善和发展。它是为预报产量而发展起来的，用于预报欧共体各个国家、地区的作物产量。它还被欧洲作物生长监测系统（CGMS）结合，是其中一个重要的子模块。目前，WOFOST 6.0被应用于各种目的，如教学、验证、试验等等，成了一个广泛的应用平台。WOFOST系列都采用类似的子模块，用光截获和CO2同化作为作物生长的驱动过程，用物候阶段控制作物的生长，仅在描述土壤水分平衡和作物氮的吸收上有些差异。 WOFOST（WOrld FOod Studies）是从SUCROS导出的最早面向应用的模型之一。该模型由世界粮食研究中心开发，旨在探索增加发展中国家农业生产力的可能性。SUCROS（Simple and Universal Crop growth Simula）是de Wit学派的第一个概要模型，它的时间步长为一天。SUCROS在自然条件下具有通用性，其所描述的物理过程和生理过程可用于较广范围的环境条件。通过改变作物参数，SUCROS已用于不同种类的作物，如小麦、马铃薯和大豆等。SUCROS已经成为特定面向目标模型的进一步简化和发展的前导模型。W0FOST的过程描述也是通用的，也可通过改变作物参数考虑不同作物。WOFOST可以根据需要选择模拟潜在生产水平、水分胁迫、氮素胁迫三种生产水平。模拟模型运行步长为1天。