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 13.02.2013

  • Разработка 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 23.05.2013

  • Создание 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 08.01.2009

  • Математическое 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 27.09.2008

  • Анализ 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 09.07.2012

  • Логнормальное 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 08.01.2009

  • Оптимизационные 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 13.04.2014

  • Проектирование 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 21.06.2015

  • Разработка 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 24.12.2012

  • Вычисление 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

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.