БиоМА - BioMA

Логотип BioMA 2013.PNG
Применение биофизических моделей
BioMA - это общедоступная программная среда для разработки, параметризации и запуска решений моделирования в области сельского хозяйства и окружающей среды.
Компоненты модели и решения для моделирования можно повторно использовать в различных средах.
Программное обеспечение разработано с использованием Microsoft C # платформы .NET.

Структуры моделирования используются при моделировании и имитационном моделировании и могут включать программную инфраструктуру для разработки и запуска математических моделей . Они сделали существенный шаг вперед в области биофизического моделирования по сравнению с монолитными реализациями. Отделение алгоритмов от данных, возможность многократного использования процедур ввода-вывода и интеграционных сервисов, а также выделение решений моделирования в дискретных единицах дали существенное преимущество в разработке систем моделирования. Структуры моделирования для сельского хозяйства развивались с течением времени, с разными подходами и целями.

BioMA - это программная среда, разработанная с акцентом на независимые от платформы, повторно используемые компоненты, включая многомодельные реализации с высокой степенью детализации.

БиоМА - приложения для биофизических моделей

BioMA (приложения для биофизических моделей) - это общедоступная программная среда, разработанная и реализованная для разработки, параметризации и запуска решений моделирования на основе биофизических моделей в областях сельского хозяйства и окружающей среды. Он основан на дискретных концептуальных единицах, кодифицированных в свободно расширяемых программных компонентах .

Цель этой структуры - быстро перейти от прототипов к рабочим приложениям, позволяя запускать и сравнивать различные решения для моделирования. Ключевым аспектом структуры является прозрачность, которая позволяет качественно оценивать результаты на различных этапах рабочего процесса моделирования. Фреймворк основан на независимых от фреймворка компонентах как для решений моделирования, так и для графических пользовательских интерфейсов . Цель состоит не только в том, чтобы обеспечить основу для разработки и эксплуатации модели, но также, что не менее важно, в предоставлении свободной коллекции объектов, которые можно повторно использовать либо отдельно, либо в других структурах. Программное обеспечение разработано с использованием языка Microsoft C # в среде .NET .

Эти рамки являются развитием работы, выполненной в рамках задачи APES в рамках проекта 6-й Рамочной программы ЕС SEAMLESS .

Были использованы развертывания платформы и ее инструментов и компонентов:

  • для создания наборов данных о погоде для биофизического моделирования:
  • оценить влияние на растениеводство в Европе и адаптацию,
  • для моделирования развития почвенных патогенов в условиях изменения климата,
  • воспроизводить рост и развитие древесных пород,
  • оценить выживаемость насекомых, повреждающих кукурузу, в условиях изменения климата
  • оценить пригодность урожая к окружающей среде,
  • выполнить сравнение решений моделирования на уровне подмоделей,
  • разработать библиотеку многоразовых моделей для развития и роста сельскохозяйственных культур,
  • оценить влияние изменения климата на растениеводство в Латинской Америке,
  • для моделирования грибковых инфекций и динамики эпидемий растений,
  • для оценки агрометеорологических переменных,
  • разработать библиотеку функций для оценки гидравлических свойств грунта,
  • оценить качество сельскохозяйственной продукции.
  • моделировать сроки и применение методов управления сельским хозяйством
  • разработать библиотеку для проведения анализа чувствительности сельскохозяйственных моделей
  • для определения библиотеки для оценки характеристик модели культур при воспроизведении полевых экспериментов
  • разработать новую модель количественных и качественных аспектов производства озимого рапса.
  • адаптировать модель сахарного тростника Канегро к гигантскому тростнику

Приложения и решения для моделирования BioMA - это инструменты моделирования, используемые подразделением MARS Европейской комиссии для моделирования сельскохозяйственного производства при сценариях изменения климата . BioMA также используется в проекте MODEXTREME в Европейской программе FP7 .

Архитектура

Система моделирования разбита на слои, каждый со своими особенностями и требованиями. Такими уровнями являются уровень модели (ModL), где модели с мелкой детализацией реализованы как дискретные единицы, уровень композиции (CompL), где базовые модели связаны с более сложными агрегированными моделями, и уровень конфигурации (ConfL), который позволяет предоставлять контекстно-зависимая параметризация (в программном смысле) для оперативного использования. Приложения могут варьироваться от простых консольных приложений до приложений, взаимодействующих с пользователем, на основе шаблона модель-представление-контроллер , в простейших случаях связываясь либо напрямую с ModL, либо с CompL, либо с доступом к модели ConfL. Во всех случаях компонентно-ориентированная архитектура позволяет реализовать набор функций, влияющих на полноту функциональности системы и ее прозрачность. Уровни не реализуют зависимости между ними сверху вниз, что облегчает независимое повторное использование инструментов, утилит и компонентов модели в различных приложениях и фреймворках.

Архитектурные слои системы моделирования BioMA
  • Слой модели : мелкозернистые / составные модели, реализованные в компонентах
  • Слой композиции : моделирование решений из компонентов модели
  • Уровень конфигурации : адаптеры для расширенных функций в контроллерах
  • Приложения : от консоли до расширенных реализаций MVC
  • Инструменты разработки : инструменты, в основном использующие генерацию кода
  • Повторно используемые компоненты, реализующие библиотеки моделей, объединяются в решения для моделирования.
  • Решения по моделированию не относятся к одной структуре моделирования.
  • Адаптер создает версию специфического моделирования решения к применению структуры, такие как Bioma.
  • Семантически явные интерфейсы позволяют создавать многофункциональные приложения.
От компонентов модели до решений для моделирования и адаптеров

Приложения

Библиотеки моделей, используемые в BioMA для создания решений для моделирования

Продвинутые приложения можно разделить на две категории:

  • BioMA-Spatial, где модели запускаются итеративно относительно пространственно явных единиц, таких как ячейки сетки или многоугольники. Эти приложения могут включать в себя слой для моделирования взаимодействия между пространственными единицами;
  • BioMA-Site, где модели запускаются для конкретных сайтов. Эти приложения могут быть специализированы для определенных культур и в целом обеспечивать более подробный доступ к составляющим блокам модели и выходным данным.

Приложения могут быть созданы на основе библиотек, как показано на следующем рисунке. Библиотеки могут быть расширены путем внедрения новых моделей, как показано в наборах для разработки программного обеспечения, и могут быть добавлены новые библиотеки.

Доступность

Компоненты и инструменты модели могут быть автономно загружены с помощью SDK на портале компонентов. То же и для модельных решений (с 2016 г.).

Приложения должны быть запрошены по электронной почте, и, как и компоненты, приложения будут доступны для бесплатной автономной загрузки в течение 2016 года.

Ссылки

Модель прав интеллектуальной собственности BioMA

Код основных компонентов доступен по лицензии MIT , однако повторное использование двоичных файлов подпадает под лицензию Creative Commons, как указано ниже, что подразумевает некоммерческие положения о равноправии.

Приложение и инструменты доступны по лицензии Creative Commons в виде двоичных файлов, однако код может быть передан в соответствии с конкретными соглашениями между сторонами. Разработчики компонентов модели могут сделать код доступным, однако они должны сделать двоичные файлы доступными для повторного использования.

Ссылки