Integrated Agent-Based Modeling wit

Integrated Agent-Based Modeling with GIS
for Large Scale Emergency Simulation
Dan Guo, Bo Ren, and Cheng Wang
College of Hydropower and Information Engineering,
Huazhong University of Science and Technology,
430074 Wuhan, China
[e-mail]
Abstract. Recent development in the area of complex dynamic systems includes the integration of agent-based modeling (ABM) and Geographical Information Systems (GIS), which is used to simulate spatial dynamic processes.
The use of ABM for experimenting and exploring geographical phenomena is
still in its infancy. The paper has presented an architecture which integrates
ABM with GIS, and developed a generic model for emergency response planning against catastrophes, which applied to an urban firefighting simulation in
Foshan city. Through the integration, agent-based models including real-time
GIS data feeds to simulate and visualize situations unfolding in real time. It
provides an accessible way to model the emergence of phenomena through individual interactions of features and real geographies over time and space.
Keywords: ABM, GIS, Emergency Simulation, Repast.
1 Introduction
It has been long recognized that it was difficult to describe and predict the behavior of
a complex dynamic system with analytical approaches, especially for the application
domain of human-environment interactions, such as large scale emergency simulation. In recent years, the agent-based approach is of particular interest to social/management scientists because human groups, organizations and societies may
also be thought of as agents interacting with each other. Emergence has meaningful
orderly patterns from the non-linear interactions between autonomous disaggregated
parts (agents) and the landscape. Using agent-based modeling (ABM) within a GIS
environment becomes an attractive alternative. ABM enables us to simulate the individual actions of diverse agents and measure the resulting system behaviors and
outcomes over time. Unlike cellular automata (cells are identical, and always homogeneous and dense), agents in ABM have diverse, heterogeneous, and dynamic in
their attributes and behavioral rules, and GIS is a useful medium for representing
model input and output of a geospatial nature while space is not grid-based. Although
agent-based models have been developed for a diverse range of applications, the use
of ABM for experimenting and exploring geographical phenomena, specifically linking it to GIS is still in its infancy(see Gimblett, 2002; Parker, 2005 for some recent
applications)[1],[2]. Current GIS and ABM software do not support each other in a
seamless manner, and an integrated platform that would support both is needed.

Kết quả (Việt) 1:

Đại lý dựa trên mô hình tích hợp với GIScho mô phỏng khẩn cấp quy mô lớnDan Guo, Bo Ren và Cheng WangTrường cao đẳng thủy điện và kỹ thuật thông tin,Đại học khoa học và công nghệ,430074 Vũ Hán, Trung Quố[e-mail]óm tắt. Phát triển gần đây trong khu vực của hệ thống năng động phức tạp bao gồm sự tích hợp của đại lý dựa trên mô hình (ABM) và địa lý thông tin hệ thống (GIS), được sử dụng để mô phỏng các quá trình năng động không gian.Việc sử dụng ABM cho thử nghiệm và khám phá hiện tượng địa lývẫn còn trong giai đoạn trứng của nó. Giấy đã trình bày một kiến trúc mà tích hợpABM với GIS, và phát triển một mô hình chung cho kế hoạch chống lại thảm họa, áp dụng cho một mô phỏng đô thị chữa cháy trong phản ứng khẩn cấpFoshan city. Thông qua tích hợp, đại lý dựa trên mô hình bao gồm thời gian thựcGIS dữ liệu nguồn cấp dữ liệu để mô phỏng và hình dung tình huống unfolding trong thời gian thực. Nócung cấp một cách tiếp cận để mô hình sự nổi lên của các hiện tượng thông qua sự tương tác cá nhân tính năng và các vùng địa lý thực sự trong thời gian và không gian.Từ khóa: ABM, GIS, mô phỏng khẩn cấp, Repast.1 giới thiệuNó đã được dài nhận ra rằng nó là khó khăn để mô tả và dự đoán hành vi củamột hệ thống phức tạp năng động với phương pháp tiếp cận phân tích, đặc biệt là cho các ứng dụngtên miền tương tác nhân môi trường, chẳng hạn như mô phỏng khẩn cấp quy mô lớn. Những năm gần đây, đại lý dựa trên phương pháp tiếp cận là quan tâm đặc biệt đến các nhà khoa học xã hội/quản lý bởi vì con người nhóm, tổ chức và xã hội có thểcũng được dùng như các tác nhân tương tác với nhau. Nổi lên đã có ý nghĩaCác mô hình có trật tự từ sự tương tác phi tuyến tính giữa tự trị phân tách theo giớibộ phận (đại lý) và cảnh quan. Sử dụng đại lý dựa trên mô hình (ABM) trong vòng một GISmôi trường trở thành một thay thế hấp dẫn. ABM cho phép chúng tôi để mô phỏng những hành động cá nhân của các đại lý khác nhau và đo lường hành vi hệ thống kết quả vàkết quả theo thời gian. Không giống như các tế bào automata (tế bào là giống hệt nhau, và luôn luôn đồng nhất và dày đặc), đại lý tại ABM có đa dạng, không đồng nhất, và năng động trongthuộc tính và hành vi quy tắc và GIS của họ là một phương tiện hữu ích cho đại diện choMô hình đầu vào và đầu ra của một bản chất không gian địa lý trong khi không gian là không dựa trên lưới điện. Mặc dùĐại lý dựa trên mô hình đã được phát triển cho một phạm vi đa dạng của các ứng dụng, việc sử dụngcủa ABM cho thử nghiệm và khám phá hiện tượng địa lý, cụ thể liên kết nó với GIS là vẫn còn trong giai đoạn trứng của nó (xem Gimblett, 2002; Parker, 2005 đối với một số tạiứng dụng) [1], [2]. Hiện tại GIS và ABM phần mềm hỗ trợ lẫn nhau trong mộtcách liền mạch, và một nền tảng tích hợp sẽ hỗ trợ cả hai cần thiết.

Kết quả (Việt) 2:

Tích hợp Agent-Based Modeling với GIS
cho quy mô lớn mô phỏng khẩn cấp
Dan Guo, Bo Ren, và Cheng Wang
Cao đẳng Thủy điện và Kỹ thuật Thông tin,
Huazhong Đại học Khoa học và Công nghệ,
430.074 Vũ Hán, Trung Quốc
[e-mail]
Tóm tắt. Phát triển gần đây trong lĩnh vực hệ thống năng động phức tạp bao gồm việc tích hợp các mô hình đại lý dựa trên (ABM) và Địa lý Hệ thống thông tin (GIS), được sử dụng để mô phỏng các quá trình năng động không gian.
Việc sử dụng ABM để thử nghiệm và khám phá các hiện tượng địa lý là
vẫn còn trong còn rất mới. Giấy đã trình bày một kiến trúc tích hợp
ABM với GIS, và phát triển một mô hình chung cho việc lập kế hoạch ứng phó khẩn cấp với thảm họa, mà áp dụng cho một mô phỏng chữa cháy đô thị ở
thành phố Phật Sơn. Thông qua việc tích hợp, mô hình đại lý dựa trên bao gồm cả thời gian thực
dữ liệu GIS nguồn cấp dữ liệu để mô phỏng và hình dung các tình huống diễn ra trong thời gian thực. Nó
cung cấp một cách tiếp cận để mô hình xuất hiện của hiện tượng thông qua tương tác cá nhân của tính năng và khu vực địa lý thực qua thời gian và không gian.
Từ khóa:. ABM, GIS, cấp cứu mô phỏng, bữa cơm
1 Giới thiệu
nó đã lâu đã công nhận rằng rất khó để mô tả và dự đoán hành vi của
một hệ thống năng động phức tạp với các phương pháp phân tích, đặc biệt là cho các ứng dụng
tên miền của các tương tác của con người-môi trường, chẳng hạn như mô phỏng khẩn cấp quy mô lớn. Trong những năm gần đây, các phương pháp tiếp cận đại lý dựa trên là đặc biệt quan tâm đến các nhà khoa học xã hội / quản lý vì các tổ chức nhân, tổ chức và xã hội có thể
cũng được coi là tác nhân tương tác với nhau. Sự xuất hiện có ý nghĩa
mô hình trật tự từ sự tương tác phi tuyến tính giữa phân tách tự trị
phần (đại lý) và cảnh quan. Sử dụng mô hình đại lý dựa trên (ABM) trong vòng một GIS
môi trường trở thành một lựa chọn hấp dẫn. ABM cho phép chúng tôi để mô phỏng các hành động cá nhân của các nhân đa dạng và đo lường hành vi và hệ thống kết quả
kết quả theo thời gian. Không giống như các thiết bị tự động của tế bào (tế bào giống hệt nhau, và luôn luôn đồng nhất và dày đặc), các đại lý tại ABM có đa dạng, không đồng nhất, và năng động trong
các quy định thuộc tính của họ và hành vi, và GIS là một phương tiện hữu ích cho đại diện cho
mô hình đầu vào và đầu ra có tính chất không gian địa lý trong khi không gian không phải là dựa trên lưới điện. Mặc dù
mô hình đại lý dựa trên đã được phát triển cho một phạm vi đa dạng của các ứng dụng, việc sử dụng
của ABM để thử nghiệm và khám phá các hiện tượng địa lý, cụ thể kết nối nó với GIS vẫn còn trong giai đoạn trứng nước (xem Gimblett, 2002; Parker, 2005 đối với một số gần đây
các ứng dụng) [1], [2]. GIS hiện tại và phần mềm ABM không hỗ trợ nhau trong một
cách liền mạch, và một nền tảng tích hợp mà sẽ hỗ trợ cả hai là cần thiết.