一种人工雨林微生态系统的模拟方法与流程

本发明涉及生态模拟系统技术领域，具体为一种人工雨林微生态系统的模拟方法。

背景技术：

人工生态系统是指经过人类干预和改造后形成的生态系统，它决定于人类活动、自然生态和社会经济条件的良性循环，人类对于自然生态的作用，主要表现在人类对自然的开发、改造上。农业生产就不仅改变了动植物的品种和习性，也引起气候、地貌等的变化，自然生态对人类的影响是多方面的，衣、食、住、行无所不及，不同的社会制度、生产关系和生产力水平，制约着人的活动能力和对自然资源的利用方式，从而也深刻影响着人类活动与自然条件，人工生态系统如城市生态系统，农业生态系统，人工林生态系统，果园生态系统等，人工生态系统的特点是：①社会性，即受人类社会的强烈干预和影响；②易变性，或称不稳定性。易受各种环境因素的影响，并随人类活动而发生变化，自我调节能力差，人工雨林生态系统是人工生态系统中的一种生态系统，在进行人工雨林生态系统的研究过程中，需要对生态系统进行模拟，以便研究人员能够通过计算机得到人工雨林生态信息的数据图表，进行结论验证。

目前在进行人工生态系统模拟过程中，大多是直接通过计算机建立人工生态系统模型，然后需要工作人员花费大量的时间在模型内输入不同物种的数据信息进行实验模拟，然而，这样的模拟方法功能较为局限，且模拟的结果具有瞬时性和偶然性，不能实现通过将人工创建生态系统与计算机模拟系统之间建立数据连接，来对生态系统进行实时动态模拟，无法达到通过实时动态模拟，来避免模拟结果的偶然性的目的，不能实现既快速又方便的对生态系统进行智能化数据采集和模拟，从而给研究人员的人工生态系统的研究工作带了极大不便。

技术实现要素：

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本发明提供了一种人工雨林微生态系统的模拟方法，解决了现有的模拟方法功能较为局限，且模拟的结果具有瞬时性和偶然性，不能实现通过将人工创建生态系统与计算机模拟系统之间建立数据连接，来对生态系统进行实时动态模拟，无法达到通过实时动态模拟，来避免模拟结果的偶然性的目的，不能实现既快速又方便的对生态系统进行智能化数据采集和模拟的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种人工雨林微生态系统的模拟方法，具体包括以下步骤：

s1、传感设备的安装：首先在人工建立的雨林生态系统内设置安装好人工生态传感层，分别将芯片控制模块、二氧化碳气体浓度传感器、空气湿度传感器、温度传感器、气压传感器、土壤湿度传感器、光照强度传感器和信号处理电路分别安装在人工雨林生态系统内响应的位置；

s2、数据的采集和存储：通过步骤s1安装好的各个传感设备对人工雨林生态系统内进行数据采集，并将采集的数据传送至数据层内，然后分别通过数据分配模块和数据收集及存储模块进行各个数据的分配和收集处理，再将收集后的数据传送至数据库内进行存储，以备生态模拟使用；

s3、生态物种信息登记：当需要进行生态系统模拟时，先通过物种信息录入单元内的物种信息登记模块对待模拟生态系统内部的各个物种信息进行登记，然后通过物种信息分析模块判断是否为非常规数据，并剔除非常规数据，之后通过物种标签生成模块生成相应标签；

s4、数据信息的获取：之后通过物种信息获取单元内的关键词信息编辑模块向系统内输入所要模拟物种的信息，然后通过数据信息检索模块向步骤s2的数据库发送检索指令，之后通过数据信息提取模块提取所检索到的数据信息，并将提取的数据信息传送至中央处理模块内；

s5、生态模拟：中央处理模块控制生态模拟单元内的生态建模模块创建生态模拟模型，再通过模拟算法提取模块将待使用的模拟算法提取并传送至模型测试模块内，然后通过生态信息导入模块将生态信息导入至模型测试模块内，之后通过动态模拟模块进行实时数据传输的动态模拟，并通过模拟结果发送模块将模拟结果发送至模拟结果分析模块内，模拟结果分析模块对模拟结果进行分析；

s6、数据的实时更新：在进行生态模拟时，也能够通过数据编辑单元将模拟数据直接输入到系统内进行生态模拟，同时生态数据实时更新模块对生态数据在时间戳服务器设置的时间短内进行实时更新，经过步骤s5模拟后的数据传送至系统应用层内，来供监控人员进行查阅。

优选的，所述步骤s1中人工生态传感器层包括芯片控制模块、二氧化碳气体浓度传感器、空气湿度传感器、温度传感器、气压传感器、土壤湿度传感器、光照强度传感器和信号处理电路。

优选的，所述步骤s2中数据层包括数据分配模块、数据收集及存储模块和数据库。

优选的，所述步骤s3中物种信息录入单元包括物种信息登记模块、物种信息分析模块和物种标签生成模块。

优选的，所述步骤s4中物种信息获取单元包括关键词信息编辑模块、数据信息检索模块和数据信息提取模块。

优选的，所述步骤s5中生态模拟单元包括生态建模模块、模型测试模块、生态信息导入模块、动态模拟模块和模拟结果发送模块。

(三)有益效果

本发明提供了一种人工雨林微生态系统的模拟方法。具备以下有益效果：

(1)、该人工雨林微生态系统的模拟方法，具体包括以下步骤：s1、传感设备的安装：首先在人工建立的雨林生态系统内设置安装好人工生态传感层，分别将芯片控制模块、二氧化碳气体浓度传感器、空气湿度传感器、温度传感器、气压传感器、土壤湿度传感器、光照强度传感器和信号处理电路分别安装在人工雨林生态系统内响应的位置，s2、数据的采集和存储：通过步骤s1安装好的各个传感设备对人工雨林生态系统内进行数据采集，并将采集的数据传送至数据层内，s3、生态物种信息登记：当需要进行生态系统模拟时，先通过物种信息录入单元内的物种信息登记模块对待模拟生态系统内部的各个物种信息进行登记，s4、数据信息的获取：之后通过物种信息获取单元内的关键词信息编辑模块向系统内输入所要模拟物种的信息，然后通过数据信息检索模块向步骤s2的数据库发送检索指令，s5、生态模拟：中央处理模块控制生态模拟单元内的生态建模模块创建生态模拟模型，再通过模拟算法提取模块将待使用的模拟算法提取并传送至模型测试模块内，s6、数据的实时更新：在进行生态模拟时，也能够通过数据编辑单元将模拟数据直接输入到系统内进行生态模拟，可实现通过将人工创建生态系统与计算机模拟系统之间建立数据连接，来对生态系统进行实时动态模拟，很好的达到了通过实时动态模拟，来避免模拟结果的偶然性的目的，实现了既快速又方便的对生态系统进行智能化数据采集和模拟，无需工作人员花费大量的时间在模型内输入不同物种的数据信息进行实验模拟，大大扩展了模拟系统的适用范围，使模拟的结果具有更高的准确性和普遍性，从而大大方便了研究人员的人工生态系统的研究工作。

(2)、该人工雨林微生态系统的模拟方法，人工生态传感器层包括芯片控制模块、二氧化碳气体浓度传感器、空气湿度传感器、温度传感器、气压传感器、土壤湿度传感器、光照强度传感器和信号处理电路，可实现在建立的生态系统环境中分别通过各个传感器进行数据采集，并将采集的数据传送至数据层内进行存储。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明系统的结构原理框图；

图3为本发明生态数据模拟层的结构原理框图；

图4为本发明生态模拟单元的结构原理框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明实施例提供一种技术方案：一种人工雨林微生态系统的模拟方法，具体包括以下步骤：

s1、传感设备的安装：首先在人工建立的雨林生态系统内设置安装好人工生态传感层，分别将芯片控制模块、二氧化碳气体浓度传感器、空气湿度传感器、温度传感器、气压传感器、土壤湿度传感器、光照强度传感器和信号处理电路分别安装在人工雨林生态系统内响应的位置，人工生态传感器层包括芯片控制模块、二氧化碳气体浓度传感器、空气湿度传感器、温度传感器、气压传感器、土壤湿度传感器、光照强度传感器和信号处理电路；

s2、数据的采集和存储：通过步骤s1安装好的各个传感设备对人工雨林生态系统内进行数据采集，并将采集的数据传送至数据层内，然后分别通过数据分配模块和数据收集及存储模块进行各个数据的分配和收集处理，再将收集后的数据传送至数据库内进行存储，以备生态模拟使用，数据层包括数据分配模块、数据收集及存储模块和数据库；

s3、生态物种信息登记：当需要进行生态系统模拟时，先通过物种信息录入单元内的物种信息登记模块对待模拟生态系统内部的各个物种信息进行登记，然后通过物种信息分析模块判断是否为非常规数据，并剔除非常规数据，之后通过物种标签生成模块生成相应标签，物种信息录入单元包括物种信息登记模块、物种信息分析模块和物种标签生成模块；

s4、数据信息的获取：之后通过物种信息获取单元内的关键词信息编辑模块向系统内输入所要模拟物种的信息，然后通过数据信息检索模块向步骤s2的数据库发送检索指令，之后通过数据信息提取模块提取所检索到的数据信息，并将提取的数据信息传送至中央处理模块内，物种信息获取单元包括关键词信息编辑模块、数据信息检索模块和数据信息提取模块；

s5、生态模拟：中央处理模块控制生态模拟单元内的生态建模模块创建生态模拟模型，再通过模拟算法提取模块将待使用的模拟算法提取并传送至模型测试模块内，然后通过生态信息导入模块将生态信息导入至模型测试模块内，之后通过动态模拟模块进行实时数据传输的动态模拟，并通过模拟结果发送模块将模拟结果发送至模拟结果分析模块内，模拟结果分析模块对模拟结果进行分析，生态模拟单元包括生态建模模块、模型测试模块、生态信息导入模块、动态模拟模块和模拟结果发送模块；

s6、数据的实时更新：在进行生态模拟时，也能够通过数据编辑单元将模拟数据直接输入到系统内进行生态模拟，同时生态数据实时更新模块对生态数据在时间戳服务器设置的时间短内进行实时更新，经过步骤s5模拟后的数据传送至系统应用层内，来供监控人员进行查阅。

综上，本发明可实现通过将人工创建生态系统与计算机模拟系统之间建立数据连接，来对生态系统进行实时动态模拟，很好的达到了通过实时动态模拟，来避免模拟结果的偶然性的目的，实现了既快速又方便的对生态系统进行智能化数据采集和模拟，无需工作人员花费大量的时间在模型内输入不同物种的数据信息进行实验模拟，大大扩展了模拟系统的适用范围，使模拟的结果具有更高的准确性和普遍性，从而大大方便了研究人员的人工生态系统的研究工作。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。