国家陆地生态系统碳收支动态评估和决策支持系统

1、 史忠植史忠植 2006年年4月月6日日一、一、 引言引言二、二、 科学决策科学决策三、三、 决策支持系统决策支持系统四、四、 协同决策支持协同决策支持五、五、 结束语结束语 今年今年2 2月月1616日联合国气候变化框架公约之下日联合国气候变化框架公约之下的的京都议定书京都议定书开始生效，进入正式执开始生效，进入正式执行阶段，同时开始了第二承诺期（行阶段，同时开始了第二承诺期（20122012年年以后）气候变化公约的新一轮谈判。尽管以后）气候变化公约的新一轮谈判。尽管目前我国不承担减排义务，但是在京都议目前我国不承担减排义务，但是在京都议定书的执行和新一轮谈判中，我国将不可定书的执行和新一轮

2、谈判中，我国将不可避免的进入国际政治经济和外交博弈之中。避免的进入国际政治经济和外交博弈之中。 为提高对国家气候变化公约谈判的服务能力，建立国家陆为提高对国家气候变化公约谈判的服务能力，建立国家陆地生态系统碳收支动态评估和决策支持系统。该评估和决地生态系统碳收支动态评估和决策支持系统。该评估和决策支持系统的建立以多源和多尺度的观测数据整合、数策支持系统的建立以多源和多尺度的观测数据整合、数据据模型融合和新一代生态系统机理模型的建立和应用为模型融合和新一代生态系统机理模型的建立和应用为中心内容。它不仅强化了对国家目标的服务能力，而且能中心内容。它不仅强化了对国家目标的服务能力，而且能够把各个课题

3、的通量观测、遥感观测，调控机制研究、模够把各个课题的通量观测、遥感观测，调控机制研究、模型开发和应用，样点、区域和全国尺度研究有机的联系在型开发和应用，样点、区域和全国尺度研究有机的联系在一起，提高项目集成研究的深度和水平。该评估系统和决一起，提高项目集成研究的深度和水平。该评估系统和决策支持系统的建立可以在观测技术，过程机制和模型模拟策支持系统的建立可以在观测技术，过程机制和模型模拟等一系列关键科学问题上取得突破，产生具有国际影响和等一系列关键科学问题上取得突破，产生具有国际影响和重大显示度的研究成果，更好的实现项目的科学目标。重大显示度的研究成果，更好的实现项目的科学目标。n决策是为了达到

4、一个预定的目标。n决策是在某种条件下寻求优化目标和优化达到目标的手段。n决策是在若干个有价值的方案中选择一个作为行动方案。n准备实施的决策方案可能出现的几种后果是可以预测或估计的。设计方案设计方案环境环境实施方案实施方案评价方法评价方法确定目标确定目标反馈 决策支持系统是以信息技术为手段，应用管理科学、计算机科学及有关学科的理论和方法，针对半结构化和非结构化半结构化和非结构化的决策问题，通过提供背景材料、协助明确问题、修改完善模型、列举可能方案、进行分析比较等方式，为管理者做出正确决策提供帮助的人机交互信息系统。 决策支持系统决策支持系统电子数据处理电子数据处理EDP（Electronic D

5、ata Processing） 管理信息系统管理信息系统MIS（Management Information Systems）决策支持系统决策支持系统DSS（Decision Support Systems） 技术背景： 运筹学模型发展已经比较完善，多目标决策分析突破了单一效用理论的框架，计算机软、硬件及网络技术的迅猛发展，人工智能特别是知识处理技术的发展，数据库技术、图形显示技术、各类工具软件的发展与完善，构成了DSS形成与发展的技术基础。 70年代，Scott Morton在管理决策系统（1971）一书中首次提出DSS。Peter G. W. Keen等人编写了一套丛书，阐明DSS的主要观

6、点，初步构造出DSS的基本框架。1978至1988年，DSS得到迅速发展，许多实用系统被开发出来，投入实际应用，产生明显效益。1988至现在，DSS技术持续发展，目前已基本成熟。新一代DSS研究仍然十分活跃。 其中专家系统（Expert Systems , 即ES ） 研究，取得了许多实用化的成果。当今世界上已经有上万个专家系统，应用于医疗、诊断、探矿、军事、调度、质谱分析、计算机配置、辅助教育等各种领域，并已开始涉足财务分析、计划管理、工程评估、法律咨询等管理决策领域。 IDSS = DSS + ESES：利用知识和推理机，处理半结构化和非结构化问题。DSS：使用使用数据数据和和模型模型，处

7、理，处理结构化结构化问题，问题，与与ES结合后，可处理结合后，可处理半结构化半结构化和和非结非结 构化构化问题。问题。 数据驱动的数据驱动的DSSDSS是是DSSDSS的一种。通过查的一种。通过查询和检索进行访问的简单的文件系统提供询和检索进行访问的简单的文件系统提供了最基本的功能。了最基本的功能。 数据仓库系统提供另数据仓库系统提供另外一些功能。数据仓库系统允许采用应用外一些功能。数据仓库系统允许采用应用于特定任务或设于特定任务或设 置的特制的计算工具或置的特制的计算工具或者较为通用的工具和算子来对数据进行操者较为通用的工具和算子来对数据进行操纵。结合了联机分析纵。结合了联机分析 处理（处理

8、（OLAPOLAP）的数）的数据驱动据驱动DSSDSS提供最高级的功能和决策支持，提供最高级的功能和决策支持，并且此类决策支持是基于大规模历史数据并且此类决策支持是基于大规模历史数据分析的。分析的。 模型驱动的模型驱动的DSSDSS强调对于模型的访问和操纵，比强调对于模型的访问和操纵，比如，如， 统计模型，金融模型，优化模型和统计模型，金融模型，优化模型和/ /或仿或仿真模型。简单的统计和分析工具提供最基本的真模型。简单的统计和分析工具提供最基本的功能。一般来说，模型驱动的功能。一般来说，模型驱动的DSSDSS综合运用金综合运用金融模型，仿真模型，优化模型或者多规格融模型，仿真模型，优化模型或

9、者多规格 模型模型来提供决策支持。模型驱动的来提供决策支持。模型驱动的DSSDSS利用决策者提利用决策者提供的数据和参数来辅助决策者对于某种状况进供的数据和参数来辅助决策者对于某种状况进行分析。行分析。 模型驱动的模型驱动的DSSDSS通常不是数据密集型通常不是数据密集型的，也就是说，模型驱动的的，也就是说，模型驱动的DSSDSS通常不需要很大通常不需要很大规模的数据库。规模的数据库。模型库模型库（Model Base）提供模型的存提供模型的存储和表示模式。储和表示模式。模型库管理系统模型库管理系统提供模型的提取、访问、提供模型的提取、访问、更新和合成等操作。更新和合成等操作。 知识驱动的知识

10、驱动的DSSDSS是具有解决问题的专门知识是具有解决问题的专门知识的人的人机系统。机系统。“专门知识专门知识”包括理解特定领包括理解特定领域问题的域问题的“知识知识”，以及解决这些，以及解决这些 问题的问题的“技技能能”。数据挖掘通过对大量数据进行筛选，以。数据挖掘通过对大量数据进行筛选，以产生数据内容之间的关联。构建知识驱动的产生数据内容之间的关联。构建知识驱动的DSSDSS的工具有时也称为智能决策支持方法。的工具有时也称为智能决策支持方法。 三库系统：数据库系统、模型库系统、知三库系统：数据库系统、模型库系统、知识库系统识库系统知识库 提供知识的表示和存储。知识库管理系统提供对知识（规则）

11、的存储、检索、修改、检查等操作。推理机 利用知识库中的知识进行推理，对给定问题进行求解，得到结论。知识库系统 基于仿真的基于仿真的DSSDSS可以提供决策支持信息可以提供决策支持信息和决策支持工具，以帮助管理者分析通过和决策支持工具，以帮助管理者分析通过仿真形成的半结构化问题。仿真形成的半结构化问题。 这些种类的这些种类的系统全部称为决策支持系统。系统全部称为决策支持系统。DSSDSS可以支可以支持行动，金融管理，以及战略决策。包括持行动，金融管理，以及战略决策。包括优化以及仿真优化以及仿真 等许多种类的模型均可应等许多种类的模型均可应用于用于DSSDSS。 基于基于GISGIS（地理信息系统

12、）的（地理信息系统）的DSSDSS通过通过GISGIS向管理者或商情分析者提供决策支持向管理者或商情分析者提供决策支持信息或决策支持工具。通用目标信息或决策支持工具。通用目标GISGIS工具工具是诸如是诸如ARC/INFO, MAPInfoARC/INFO, MAPInfo 以及以及 ArcViewArcView这样一些程序，具有广泛的功能，但对于这样一些程序，具有广泛的功能，但对于那些不熟悉那些不熟悉GISGIS以及地图概念的用户来说，以及地图概念的用户来说，比较难于掌握。比较难于掌握。 通信驱动通信驱动DSSDSS强调通信、共享决策支持。简单的公告板或强调通信、共享决策支持。简单的公告板或

13、者线程电子邮件就是最基本的功能。组件比较者线程电子邮件就是最基本的功能。组件比较FAQ FAQ （常见（常见问题解答）定义诸如问题解答）定义诸如“构建共享交互式环境的软、硬件构建共享交互式环境的软、硬件”，目的是支撑和扩大群体的行为。组件是一个更广泛目的是支撑和扩大群体的行为。组件是一个更广泛 的概的概念念协作计算的子集。通信驱动协作计算的子集。通信驱动DSSDSS能够使两个或者更能够使两个或者更多的人互相通讯，共享信息，以及协调他们的行为。多的人互相通讯，共享信息，以及协调他们的行为。 群群体决策支持系统或称体决策支持系统或称GDSSGDSS是一种混合型的是一种混合型的DSSDSS，允许多个

14、，允许多个用户使用不同的软件工具在工作组内协调工作。群体用户使用不同的软件工具在工作组内协调工作。群体 支支持工具的例子有：音频会议，公告板和网络会议，文件共持工具的例子有：音频会议，公告板和网络会议，文件共享，电子邮件，计算机支持的面对面会议软件，以及享，电子邮件，计算机支持的面对面会议软件，以及 交交互电视。互电视。 GDSS的基本类型：决策室局域决策网虚拟会议基于Web决策支持 - 协同决策协同决策 - - 自适应基础设施自适应基础设施 - - 多模台人机交互多模台人机交互 - - 新型资源管理新型资源管理 智能道路智能道路 - - 多传感器多传感器 - - 更详细的信息更详细的信息 -

15、 - 信息融合信息融合 在计算机和人工智能领域中，主体可以看作是一个实体，它通过传感器感知环境，通过效应器作用于环境。环境主体感知作用环境交互信息融合信息处理作用交互感知作用需求分析需求分析系统设计系统设计系统开发系统开发行为层行为层主体层主体层主体社会主体社会系统部署、运行系统部署、运行主体统一建主体统一建模平台模平台AUMPAUMP可视化主体开发可视化主体开发 环境环境VAStudioVAStudioMAGEMAGE运行环境运行环境MAGE主体主体管理系统主体管理系统AMS目录服务其目录服务其DF主体主体主体消息传输系统消息传输系统MTS非主体软件主体库功能构件其他主体平台其他主体平台消息

16、传输系统MTSBeijing!PhaseAgent Platform AgentBuilderJackZeusMAGEAnalysisCompleteness: Applicability: Complexity: Reusability DesignCompleteness:Applicability:Complexity:Reusability DevelopmentCompleteness:Applicability:Complexity:ReusabilityDeploymentCompleteness:Applicability:Complexity:Reusability 开放性 自主性 协同性 可复用 分布性 智能性 Emergency SignalEmergency CenterEmergency Case BaseRetrivalC a s e BaseSolutionsD e c i s i o n Making in T e r m s o f Reasoning EmergencyExecution 提高对国家气候变化公约谈判的服