Математическое моделирование и разработка программного обеспечения структуризации территорий в социальных объектах городского кадастра

• Автор: Коротеева, Любовь Ивановна
• Шифр специальности: 05.13.18
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Комсомольск-на-Амуре
• Количество страниц: 160 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВ 1ЫХ СИМВОЛОВ И СОКРАЩЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ МЕТОДОВ МОДЕЛИРОВАШЯ СОЦИАЛЬНЫХ ПРОЦЕССОВ В УПРАВЛЕНИИ ГОРОДСКИМИ ТЕРРИТОРИЯМИ

1.1. Имитационное моделирование

1.2.Теоретическое и эмпирическое моделирование социальных процессов и явлений

1.3. Анализ существующей системы формирования статистической информации

1.4. Кадастровая модель учета, оценки и анализа городских территорий.

1.5. Географические информационные системы.

1.6.Прикладная теория графов в социальных задачах

1.7. Основные выводы и постановка задач

ГЛАВА 2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ В ЗАДАЧАХ
РАЗБИЕНИЯ ГОРОДСКИХ ТЕРРИТОРИЙ
2.1. Разбиение территории города на территориальные единицы
с заданными целевыми функциями и ограничениями
2.2. Формальное представление топологии разбиения
2.2.1.Формализация разбиения территории на территориальные единицы.
2.2.2. Процедуры деления и слияния вершин на основе критерия оптимальности.
2.3. Метод решения задачи об оптимальном разбиении территории
2.3.1. Задача о наименьшем разбиении ЗНР.
2.3.2. Формулировка задачи о разбиении территории в
интерпретации ЗИР.
2.3.3. Исследование существования решения задачи о разбиении территории.
2.3.4. Семейство связных подграфов исходного графа
неделимых вершин.
2.3.5. Семейство связных подграфов исходного графа с вершинами, допускающими деление
ГЛАВА 3. АЛГОРИТМЫ И ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ
РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ О НАИМЕНЬШЕМ РАЗБИЕНИИ ВЗВЕШЕННОГО ПО ВЕРШИНАМ ГРАФА
3.1. Алгоритм формирования семейства связных подграфов неделимых вершин. А1.
3.2. Алгоритм формирования семейства связных подграфов
с вершинами, допускающими деление. А2
3.2.1. Алгоритм А
3.2.2. Алгоритм А.
3.3. Алгоритм наименьшего разбиения взвешенного по вершинам графа. АЗ
3.3.1. Алгоритм АЗ 1.
3.3.2. Алгоритм А
3.4. Описание комплекса программ Разбиение территорий на учетные единицы в социальных объектах и явлениях городской среды на основе демографических данных
3.4.1. Модуль редактирования графа.
3.4.2. Модуль ввода и редактирования параметров участков разбиения.
3.4.3. Модуль генерирования подграфов и поиска оптимального разбиения в режиме автоматического решения.
3.4.4.Модуль генерирования подграфов и поиска эффективного разбиения в режиме пошагового решения
3.4.5. Модуль представления результатов решения.
3.4.6. Направления развития программного комплекса
ГЛАВА 4. МОДЕЛЬ СОЦИАЛЬНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ
ГОРОДСКОГО КАДАСТРА КАК ИНФОРМАЦИОННАЯ ОСНОВА МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ В ЗАДАЧАХ СТРУКТУРИЗАЦИИ.
4.1. Моделирование социальностатистических показателей
4.1.1. Выбор системы показателей предметной области.
4.1.2. Анализ пространственных связей между показателями
4.2. Разработка информационной модели представления социальностатистических показателей городского кадастра
ГЛАВА 5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА
ОПТИМАЛЬНОГО РАЗБИЕНИЯ ГОРОДСКОЙ ТЕРРИТОРИИ
5.1. Переписное районирование.
5.1.1. Описание задачи переписного районирования.
5.1.2. Постановка и формализация задачи переписного районирования.
5.1.3. Разбиение заданной жилой зоны на переписные участки.
5.1.4. Оптимальное разбиение переписного участка на счетные
участки.
5.2. Оптимальное распределение терапевтических участков в
границах территории обслуживания поликлинических медицинских учреждений.
5.2.1. Описание задачи распределения терапевтических
участков.
5.2.2. Постановка и формализация задачи распределения
терапевтических участков.
5.2.3. Оптимальное разбиение территории обслуживания
поликлинического медицинского учреждения на терапевтические участки
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНЫХ ИСТОЧ1ЕИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
ПРИЛОЖЕНИЕ 2
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ СИМВОЛОВ И СОКРАЩЕНИЙ
в исходный плоский граф в искомый плоский граф
V У у множество вершин графа
Е еем множество ребер графа
х, у, 2 множество целых чисел
Г V функция, ставящая в соответствие каждой вершине некоторое
положительное целое число р нормативное значение веса подграфа
Рт1п Ртак наименьшие и наибольшие допустимые веса подграфов
Г, I множество индексов объединяемых вершин
0 пустое множество и универсальное множество
символ эквивалентности
отношение эквивалентности
АиВ объединение множеств А и В
АпВ пересечение множеств А и В
I объединение к множеств Ь Ьк
V дизъюнкция л конъюнкция
ViV множество У включено в множество V
Пу множество показателей
Ту этапы работ
ЗНР задача о наименьшем разбиении
ГИС географическая информационная система
МГИС муниципальная географическая информационная система
ГОЕПХ модель графическое представление данных в среде.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


В первой главе проведен обзор современного состояния методов моделирования социальных процессов в управлении городскими территориями. Анализируются достоинства и недостатки существующих методов моделирования. Сделана постановка задачи. Во второй главе рассмотрен метод решения задачи об оптимальном разбиении территории. Построена математическая модель оптимального разбиения территории. В третьей главе разработаны алгоритмы и программное обеспечение, реализующее модель оптимального разбиения. В четвертой главе разработана и представлена модель социальных показателей городского кадастра, которая является основой математического моделирования в задачах структуризации. В пятой главе даны постановки задач переписного районирования и распределения терапевтических участков медицинских учреждений, получены практические решения по данным задачам. ГЛАВА 1. Управление устойчивым развитием городской среды возможно на основе применения таких методов моделирования социальных объектов и процессов явлений, которые предполагают полное владение информацией не только в целом по всей территории города, но и по фрагментным участкам городской территории, отличающихся друг от друга характером среды обитания, составом населения и т. Для организации такой системы информации необходима структуризация территорий. Структуризация это разделение территории города на основные учетные единицы, в качестве которых принимаются административные районы города, кварталы, переписные, избирательные, медицинские, жилищноэксплуатационные участки и т. Особое место при проведении структуризации занимают карты и планы, как эффективное средство структуризации, систематизации, обработки и анализа географических сведений и как адекватные и удобные в пользовании модели объектов территориальных и отраслевых подсистем, пространственных свойств и отношений городской системы . Выбор эффективного метода управления городскими территориями по социальным объектам и явлениям основывается на анализе современного состояния методов моделирования в данной области. Имитационное моделирование. Имитационное моделирование это процесс конструирования модели реальной системы объекта, явления и постановки экспериментов на этой модели с целью либо понять поведение системы объекта, явления, либо оценить различные стратегии, которые обеспечивают функционирование данной системы объекта, явления. Таким образом, процесс имитационного моделирования следует понимать как процесс, включающий и конструирование модели, и аналитическое применение модели для изучения в той или иной отрасли науки, в том числе имитационное моделирование широко связывается с задачами построения управленческих информационных систем. Например, в 6 рассматриваются различные управленческие задачи, среди них и транспортная задача организации вывоза городских отходов, которые решаются методами имитационного моделирования. Имитационное моделирование используется также при изучении динамики развития городов. В 8 с помощью имитационной модели изучается жизненный цикл городской территории. На модели наблюдаются все этапы продолжительного развития урбанизированной территории развитие, стагнация, упадок, на протяжении которых меняется экономическая деятельность, назначение земельных участков и строений, происходит миграция населения. Однако следует отметить, что имитационное моделирование, базируясь в основном на теории вычислительных систем, математике, теории вероятностей и статистике, практически не очень приспособлено для выяснения причин того или иного явления, так как не дает ответа на вопрос почему. Его роль заключается в том, чтобы давать ответ на вопрос что будет, если а также для возможностей пространственного анализа, который, как известно, начинается с двух основных вопросов где находится объект и что находится в этом месте 9. Таким образом, в управлении городскими территориями, имитационное моделирование ориентированно на решение технологических процессов и изучение динамических процессов развития городской среды в целом, без разбиения территории города на определенные единицы учета.