农作物空间格局变化模拟模型的MATLAB实现及应用

作     者：余强毅 吴文斌 陈羊阳 杨鹏 孟超英 周清波 唐华俊 Yu Qiangyi;Wu Wenbin;Chen Yangyang;Yang Peng;Meng Chaoying;Zhou Qingbo;Tang Huajun

作者机构：中国农业科学院农业资源与农业区划研究所/农业部农业信息技术重点实验室北京100081 中国农业大学信息与电气工程学院北京100083 

基　　金：国家重点基础研究发展计划项目(2010CB951504) 国家自然科学基金项目(40930101和41271112) 中央级公益性科研院所专项资金资助项目(IARRP-2014-16) 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2014年第30卷第12期

页      码：105-114页

摘      要：Agent模型是研究农业土地系统复杂性与动态性的有效工具。在农作物空间格局变化模拟模型(CroPaDy,an agent-based model for simulating crop pattern dynamics)概念化设计的基础上,借助MATLAB平台开放性、矩阵运算能力强等特点,实现CroPaDy模型的数值模拟,并以黑龙江省宾县调查数据为依据,完成模型的区域实证研究。基于MATLAB的模型实现过程充分考虑了CroPaDy模型的多层次性(土地流转行为与作物选择行为)成功实现了3个子模块的动态嵌套模拟:1)Agent生成模块。基于已有的多源GIS数据、统计数据、典型调查数据、以及个体的通用规则,利用蒙特卡洛方法生成每一个个体Agent的属性信息;2)Agent分类模块。基于调查数据对受访农户进行态度聚类分析,然后借助人工神经网络方法确定所有生成的Agent所在的类型;3)Agent决策模块。利用概率方法,计算特定周期内每个Agent的决策行为。区域实证研究中,直接将空间耕地网格作为个体Agent,实现区域全覆盖(网格大小设置为114 m×114 m,约等于户均耕地面积),模拟结果表明,研究区2010年玉米、大豆、水稻、烤烟的模拟结果分别为2 6055.9、5 192.2、3 506.8、3 983.9 hm2,利用宾县统计年鉴(2010)进行验证,模型总体模拟精度达90%以上。CroPaDy模型的设计与实现科学合理,具有较强的理论性与可操作性,能够用以表达特定区域内的农作物空间格局及其动态变化过程。

主 题 词：农作物 模型 MATLAB Agent模型 态度 土地流转 农业土地系统 

学科分类：0710[理学-生物科学类] 08[工学] 09[农学] 0802[工学-机械学] 0901[农学-植物生产类] 081101[081101] 0811[工学-水利类] 081102[081102] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1002-6819.2014.12.013

馆 藏 号：203996835...