基于元胞自動機和多智能體的潰決時空分析模型.pdf

1、大壩或其他擋水建筑物、擋水物體突然潰決，發(fā)生水體突泄所形成的洪水叫做潰決洪水。一旦潰決發(fā)生，將會在較短時間內(nèi)對下游區(qū)域形成較強的沖擊破壞，可能導(dǎo)致嚴重的生命財產(chǎn)損失，故采用潰決洪水演進模擬分析來進行風險評估就顯得尤為重要。但現(xiàn)有研究大多考慮靜態(tài)輸入的單一流動進行模擬分析，難以處理動態(tài)交互環(huán)境下多復(fù)雜因素帶來的影響。因此，本文擬結(jié)合元胞自動機和多智能體方法，采用虛擬地理環(huán)境研究框架，深入探索潰決時空模擬分析方法，構(gòu)建潰決洪水演進過程時空分

2、析模型，并開發(fā)虛擬地理環(huán)境原型系統(tǒng)，支持潰決發(fā)展和潰決洪水演進過程可視化模擬，進行潰決風險評估分析，并根據(jù)風險等級及下游區(qū)域的地理情況設(shè)立一定的泄洪區(qū)作為應(yīng)急手段，這對于洪水的應(yīng)急防護工作具有極大的應(yīng)用價值。
　　 本文首先分析了傳統(tǒng)元胞自動機的構(gòu)成，分析了有關(guān)潰決洪水演進所需的相關(guān)數(shù)據(jù)，以及元胞狀態(tài)轉(zhuǎn)換規(guī)則的設(shè)計，并重點討論了潰決元胞自動機數(shù)值模型在模擬潰決洪水演進過程中的不足;其次，引入多智能體系統(tǒng)，通過設(shè)計多因素的智能體結(jié)

3、構(gòu)，側(cè)重模擬過程中的動態(tài)分析和交互控制，處理多種因素對潰決現(xiàn)象和時空變化過程模擬帶來的影響;接著借助虛擬地理環(huán)境與實驗地理學(xué)的新一代GIS研究框架，加強兩者的集成，利用Visual Studio 2005.NET、Open Scene Graph和osg Earth構(gòu)建原型實驗系統(tǒng)，以直觀、自然的三維虛擬地理環(huán)境模擬潰決洪水發(fā)展過程，并進行洪水演進效果分析，比較多種元胞尺度下的潰決模擬效率;最后，選擇案例區(qū)域，在分析案例區(qū)域相關(guān)地形、人