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Modelling and Architecture of a Generic Framework for Integrative Environmental Simulations

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Der Umwelt zuliebe

Modelling and Architecture of a Generic Framework for Integrative Environmental Simulations

Matthias Ludwig (Unbekannter Einband, Englisch)

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Beschreibung

Im Angesicht des globalen Klimawandels bekam die Erforschung von dessen Auswirkungen auf die Umwelt im Laufe der Zeit immer größere Bedeutung. In diesem Zusammenhang hat sich die rechnergestützte Simulation in vielen wissenschaftlichen Disziplinen als geeignetes Mittel erwiesen, da mit ihrer Hilfe Vorhersagen über zukünftige Auswirkungen des Klimawandels auf der Basis bekannter physikalischer und soziologischer Zusammenhänge getätigt werden können. Dabei ist man heutzutage vor allem an einer fächerübergreifenden ModelIierung interessiert, die zum Beispiel durch Kopplung vormals eigenständiger Simulationsmodelle erfolgen kann. Dadurch lassen sich auch die gegenseitigen Abhängigkeiten, Wirkzusammenhänge und Rückkopplungen der in Natur und Gesellschaft ablaufenden Prozesse im Modell abbilden. Die Kopplung von Modellen aus verschiedenen Fachbereichen ist jedoch keineswegs trivial; die hierbei auftretenden Probleme reichen von der Verwendung unterschiedlicher (physikalischer) Einheiten, unterschiedlicher Granularität in Raum und Zeit, bis hin zu vOllständig verschiedenen Modellierungs- und Implementierungsansätzen. In der vorliegenden Arbeit wird die Entwicklung eines generischen Frameworks zur integrativen Umweltsimulation vorgestellt, mit dem räumlich aufgelöste, zeit-diskrete Simulationsmodelle gekoppelt werden können und zur Laufzeit über Schnittstellen untereinander Daten austauschen. Die Entwicklung und ModelIierung des Frameworks erfolgte nach einer ebenfalls in dieser Arbeit vorgestellten Methodik, die auf verschiedenen Abstraktionsebenen und einer sichtweisen Entwicklung des Systems beruht. Für jede in der Methodik auftretende Abstraktionsebene (Anforderungsanalyse, Entwurf und Komponentenarchitektur) werden präzise Darstellungsregeln für die zu verwendenden ModelIierungselemente sowie Bedingungen für die Konsistenz der statischen und dynamischen Modelle angegeben. Des Weiteren wird eine intuitive Verfeinerungsrelation zwischen den einzelnen Ebenen definiert. Für das betrachtete generische Simulations-Framework wurden die Systemsichten "Datenaustausch zwischen den Simulationsmodellen", "ModelIierung des Simulationsraums" und "Zeitliche Koordination unterschiedlicher Modellzeitschritte" identifiziert. Diese Sichten werden im Verlauf der Arbeit - aufbauend auf einer gemeinsamen Basisarchitektur - getrennt voneinander entwickelt und schließlich zu einer Architektur des gesamten Frameworks integriert. Weiterhin werden Richtlinien zur Verwendung des Frameworks zur Erstellung eines integrativen Simulationssystems gegeben und eine Implementierung des Frameworks als verteiltes System in Java vorgestellt. Schließlich wird über die erfolgreiche Anwendung des Frameworks zur Entwicklung des integrativen Simulations- und Entscheidungsunterstützungssystems DANUBIA berichtet. das im Rahmen des interdisziplinären Umweltforschungsprojekts GLOWA-Danube entwickelt wurde. Mit DANUBIA werden Simulationsläufe zur Erforschung von Strategien für ein nachhaltiges Wasser-Management im Einzugsgebiet der Oberen Donau durchgeführt. Weniger zeigen

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Produktinformationen

Technische Daten

Erscheinungsdatum

26.08.2011

Sprache

Englisch

EAN

9783844003666

Herausgeber

Shaker

Serien- oder Bandtitel

Berichte aus der Informatik

Sonderedition

Nein

Autor

Matthias Ludwig

Seitenanzahl

266

Auflage

Einbandart

Unbekannter Einband

Schlagwörter

System Development, Architecture, Framework, Integrative Environmental Simulations, Modelling

Thema-Inhalt

UY - Informatik

Höhe

210 mm

Breite

14.8 cm

Warnhinweise und Sicherheitsinformationen

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