Программная реализация математических моделей адаптации вредителей к изменению кормовой базы
Создание программного комплекса "Corn Вase". Моделирование развития агроэкосистем и прогнозирование объема урожая и концентрации вредителей на поле с трансгенными агрокультурами. Изучение динамики распределения кукурузы вследствие эффекта запаздывания.
Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
Вид | статья |
Язык | русский |
Дата добавления | 31.07.2018 |
Размер файла | 108,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Программная реализация математических моделей адаптации вредителей к изменению кормовой базы
Технические науки
Жабоев Жамал Жабраилович, преподаватель Кабардино-Балкарский университет
Ляпунова Ирина Артуровна, кандидат наук, старший преподаватель Южный федеральный университет
В качестве примера сельскохозяйственной культуры рассматривается кукуруза, используются характеристики ее основного вредителя - кукурузного мотылька и западного кукурузного жука. На основе полученных моделей создан программный комплекс «Corn Вase», включающий в себя программы для исследования динамики распределения кукурузы вследствие эффекта запаздывания, для моделирования взаимного пространственного распределения двух видов агрокультур, а также моделирования и прогнозирования урожая с учетом видов таксиса. Программы реализованы на ЭВМ в интегральной среде разработки Borland C++ Builder 11.0 под операционной системой MS Windows 7. Каждая программа выполнена с учетом дружественности и интуитивности графического интерфейса пользователя [1-2]. Разработанное экспериментальное программное обеспечение на базе ЭВМ предназначено для математического моделирования развития агроэкосистем и прогнозирования объема урожая и концентрации вредителей на поле с трансгенными агрокультурами и обеспечивает выполнение следующих функций:
· расчет концентрации растительного ресурса с учетом эффекта последействия,
· расчет концентрации растительного ресурса с учетом пятнистости его распределения,
· расчет концентраций растительного ресурса и вредителей в зависимости от вида таксиса.
На рисунке 1 приведена структурная схема программного комплекса «Corn Base», включающая три основных компоненты: «Запаздывание», «Пятнистость» и «Таксис». Каждая составляющая структурной схемы (рисунок 1) представляет собой независимую программную реализацию, результаты которой сохраняются в формате файлов «.txt» и «.jpg». При сохранении результатов в подпапку блока «Таксис», указанная программа обращается результатам блоков «Запаздывание» и «Пятнистость».
Рисунок 1 - Структурная схема программного комплекса «Corn Base»
программный комплекс моделирование урожай
Программный комплекс включает в себя следующие компоненты:
· расчет плотности растительного ресурса с учетом эффекта последействия, который носит название «Запаздывание»;
· расчет плотностей растительного ресурса «обычного» и трансгенного типов - «Пятнистость»;
· расчет плотностей растительного ресурса и вредителей в зависимости от вида перемещения - «Таксис».
Каждая составляющая программного комплекса содержит управляющую компоненту, что позволяет тестировать их работу независимо друг от друга.
Первая программная компонента предназначена для расчета концентраций растительного ресурса в зависимости от длительности эффекта запаздывания, и включает в себя следующие блоки:
· управляющий блок;
· блок расчета концентрации растительного ресурса;
· блок визуализации.
Структура данных программной компоненты «Запаздывание». В программной компоненте «Запаздывание» задаются следующие переменные: шаг сетки h, период lt и время t; формируется массив концентрации растительного ресурса [3]; выполняется работа функции концентрации растительного ресурса. Вторая программная компонента предназначена для расчета концентраций растительного ресурса трансгенного и «обычного» видов:
· управляющий блок;
· блок расчета концентрации «обычного» растительного ресурса;
· блок расчета концентрации модифицированного растительного ресурса;
· блок расчета концентрации вредителей;
· блок расчета высоты и диаметра ствола агрокультуры;
· блок визуализации.
Вторая часть программного комплекса «Corn Base» - «Пятнистость» позволяет провести моделирование неоднородного распределения агрокультуры на границе двух видов. Каждая точка в графической реализации программной компоненты «Пятнистость» соответствует одному растению, что позволяет достоверно оценить масштабы поля.
Программная компонента «Таксис» программного комплекса «Corn Base» предназначена для расчета концентраций растительного ресурса и вредителей в зависимости от вида перемещения вредителей, и включает в себя следующие блоки:
· управляющий блок;
· блок расчета концентрации растительного ресурса «обычного» вида;
· блок расчета концентрации растительного ресурса трансгенного вида;
· блок расчета концентрации вредителей, находящихся в пассивом состоянии и не обладающих Bt - устойчивостью;
· блок расчета концентрации вредителей, находящихся в пассивом состоянии и обладающих Bt - устойчивостью;
· блок расчета концентрации вредителей, находящихся в активном состоянии;
· блок расчета скоростей перемещения вредителей в пассивном состоянии;
· блок расчета скоростей перемещения вредителей в активном состоянии. Структура данных программной компоненты «Таксис». В программной компоненте «Таксис» задаются следующие переменные: шаг сетки по пространственным hx, hy и временной координатам ht, размеры поля NxЧNy, период lt и время t; формируются следующие массивы: концентрации растительного ресурса обоих видов, концентрации вредителей в пассивном и активном состоянии для всех генотипов, скоростей перемещения вредителей в пассивном и активном состоянии.
Выполняется работа следующих функций:
· расчета концентрации растительного ресурса «обычного» вида;
· расчета концентрации растительного ресурса трансгенного вида;
· расчета концентрации вредителей, находящихся в пассивом состоянии и не обладающих Bt - устойчивостью;
· расчета концентрации вредителей, находящихся в пассивом состоянии и обладающих Bt - устойчивостью;
· расчета концентрации вредителей, находящихся в активном состоянии;
· расчета скоростей перемещения вредителей в пассивном состоянии;
· расчета скоростей перемещения вредителей в активном состоянии. Работа алгоритма сводится к многократному применению адаптивного модифицированного попеременно-треугольного итерационного метода вариационного типа.
Список литературы
1. Ляпунова И.А. Сorn Base - программный комплекс для прогнозирования урожая зерновых. Материалы региональной научно-практической онлайн конференции «Становление Молодой инновационной России. Перспективы и пути развития», 30 апреля 2012 г., г. Брянск, с. 100-101
2. Ляпунова И.А. Разработка программного комплекса прогнозирования урожая кукурузы. Сборник научных трудов международной конференции научно-практической интернет-конференции «Перспективные инновации в науке, образовании, производстве и транспорте `2012», 19-30 июня 2012 г.
3. Ляпунова И.А., Жабоев Ж.Ж. Разработка демо-генетической модели и программная реализация задачи динамики вредителей с учетом эффекта последействия. Современные научные исследования. Выпуск 2. Концепт. - 2014. ART 54483. - URL: http://e-koncept.ru/2014/54483.htm?download.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Имитационное моделирование кредитной системы коммерческого банка с применением экспоненциального, дискретного равномерного и нормального распределения. Создание и программная реализация математической модели на языке С++ и ее построение в MathCad.
курсовая работа [319,1 K], добавлен 13.02.2013Разработка клиент-серверного приложения, определяющего объемы закупок товаров; автоматизация построения тренда с целью уменьшения затрат времени на прогнозирование объемов продаж. Программная реализация: структура базы данных, интерфейс программы.
курсовая работа [3,0 M], добавлен 23.05.2013Создание программного продукта, представляющего моделирование на компьютере логнормального распределения, определение вероятностной оценки стоимости актива. Описание работы программного продукта. Работа с графиками, таблицами, математическими функциями.
курсовая работа [742,7 K], добавлен 08.01.2009Математическое моделирование. Изучение приёмов численного и символьного интегрирования на базе математического пакета прикладных программ, а также реализация математической модели, основанной на методе интегрирования. Интегрирование функций MATLAB.
курсовая работа [889,3 K], добавлен 27.09.2008Анализ входной и выходной информации на предприятии. Осуществление функционального и информационного моделирования базы данных, создание ее структуры. Программная реализация системы автоматизации учета работы автотранспорта. Оценка трудоемкости проекта.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 09.07.2012Логнормальное распределение. Применение моделирования логнормального распределения. Постановка и реализация поставленной задачи. Математическое ожидание. Инструкция пользователю. Описание программного модуля. Общие данные логнормального распределения.
курсовая работа [364,6 K], добавлен 08.01.2009Оптимизационные модели на производстве. Компьютерное моделирование и программные средства. Трехмерное моделирование в T-Flex. Инженерный анализ в ANSYS. Интерфейс табличного процессора MS Excel. Построение математической модели задачи, ее реализация.
курсовая работа [5,2 M], добавлен 13.04.2014Проектирование структуры информационной базы и разработка программного комплекса, позволяющего автоматизировать процесс учета налогоплательщиков. Разработка конфигурации и создание интерфейса базы данных, форм и отчетов в программе "1С Предприятие".
дипломная работа [3,2 M], добавлен 21.06.2015Разработка и программная реализация сайта и базы данных, наполнение базы данных тестовой информацией о товарах. Инструментальные средства создания сайта. Организация тестирования сайта, модуль визуализации интерфейса. Создание запросов в базе данных SQL.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 24.12.2012Вычисление определенных интегралов методом Симпсона. Функциональная схема программного комплекса. Реализация функции разбора произвольно заданных математических функций. Методика сохранения графика в графический файл. Интерфейс программного комплекса.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 15.06.2009