Entwicklung von Simulationsmodellen

Präsentation zum Thema: "Entwicklung von Simulationsmodellen"—  Präsentation transkript:

1 Entwicklung von Simulationsmodellen
WS 2007/08 Dr. Falk-Juri Knauft Mittwoch 9.15 Uhr – Uhr S25 Praktikum zur Entwicklung von Simulationsmodellen: Mittwoch Uhr – Uhr GEO CIP-Pool Modul: 22a Es ist sinnvoll, die hier angegebenen Veranstaltungen zu kombinieren. Die Themen ergänzen sich gegenseitig.

2 Entwicklung von Simulationsmodellen WS 2007/2008 – Überblick I
Einführung, Ziele, Definition System, Model Systemanalyse vs. –simulation, Zustandsbeschreibung Diskretisierung, Auswertung der Excel-Simulation Programmierparadigmen Klassische Wachstumsmodelle Stabilität Delay, Delay-Modellanwendung Klee-Weidelgras Weltmodell nach Forrester Modell-Validierung Individuen-orientiertes Populationsmodell „Fuchs“ Dieser Themenkatalog ist nur eine ungefähre Auflistung. Insbesondere die Termine sind eher unverbindlich.

3 Entwicklung eines Fuchs-Populationsmodells
Der Rotfuchs Diese Paper ist als pdf-Dokument von den Web-Seiten zur Vorlesung (Link-Seite) herunterladbar! In D größter der allgemein verbreiteten räuberischen Säuger +- global verbreitet, extrem anpassungsfähig Starkes Sozialverhalten Potentiell Hauptüberträger der Tollwut

4 Entwicklung eines Fuchs-Populationsmodells
Rotfuchs-Modelle Populationsentwicklung (a la Lotka-Volterra) Tollwutverbreitung und -bekämpfung Diese Paper ist als pdf-Dokument von den Web-Seiten zur Vorlesung (Link-Seite) herunterladbar!

5 Entwicklung eines Fuchs-Populationsmodells
Rotfuchs-Modelle Populationsentwicklung (a la Lotka-Volterra) Tollwutverbreitung und -bekämpfung Diese Paper ist als pdf-Dokument von den Web-Seiten zur Vorlesung (Link-Seite) herunterladbar! H.-H. Thulke et al. :Ecological Modelling 117 (1999) 179–202 (Literatur-Links am Ende der Präsentation!)

6 Entwicklung eines Fuchs-Populationsmodells
Rotfuchs-Modelle Populationsentwicklung (a la Lotka-Volterra) Tollwutverbreitung und -bekämpfung Diese Paper ist als pdf-Dokument von den Web-Seiten zur Vorlesung (Link-Seite) herunterladbar! H.-H. Thulke et al. :Ecological Modelling 117 (1999) 179–202 (Literatur-Links am Ende der Präsentation!)

7 Entwicklung eines Fuchs-Populationsmodells
Rotfuchs-Modelle Populationsentwicklung (a la Lotka-Volterra) Tollwutverbreitung und -bekämpfung dito Fuchsbandwurm Mortalität (Jagd, Seuchen) Verhaltensbiologie Diese Paper ist als pdf-Dokument von den Web-Seiten zur Vorlesung (Link-Seite) herunterladbar! (Literatur-Links am Ende der Präsentation!)

8 Entwicklung eines Fuchs-Populationsmodells
Ziel unseres Modells: Modellierung der Dynamik einer räumlich begrenzten, aber heterogenen (Reviere) Population mit arttypischem Reproduktionsverhalten Diese Paper ist als pdf-Dokument von den Web-Seiten zur Vorlesung (Link-Seite) herunterladbar!

9 Entwicklung eines Fuchs-Populationsmodells
Zu modellierende (?) Fakten: Ein reproduzierendes Paar belegt ein Revier Nichtreproduzierende Jungtiere werden +- geduldet (Wanderungen in/aus Jungfuchspool) Mortalität für Alttiere durch Alter, Krankheiten, Verkehr, Jagd Mortalität für Jungtiere durch Verkehr, Krankheiten, Jagd Mortalität für Welpen durch Futterverfügbarkeit, Krankheiten Verstorbenes Alttier wird durch Jungtier ersetzt Beute für Jungtiere (Mäuse) mit relativ unabhängiger Dynamik vom Räuber Reviere mit unterschiedlichem Beuteangebot Diese Paper ist als pdf-Dokument von den Web-Seiten zur Vorlesung (Link-Seite) herunterladbar!

10 Entwicklung eines Fuchs-Populationsmodells
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11 Entwicklung eines Fuchs-Populationsmodells
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12 Entwicklung eines Fuchs-Populationsmodells
Alter der Faehe = A FUNCTION OF( "Mort-Alter-Faehen") Alter der Faehe= INTEG (IF THEN ELSE("Mort-Alter-Faehen"<Alter der Faehe, -Alter der Faehe, IF THEN ELSE( Alter der Faehe>0, +1, -Alter der Faehe)),1) Alter des Rueden = A FUNCTION OF( "Mort-Alter-Rueden") Alter des Rueden= INTEG (IF THEN ELSE("Mort-Alter-Rueden"<Alter des Rueden, -Alter des Rueden, IF THEN ELSE( Alter des Rueden>0, + 1,-Alter des Rueden)),1) Welpen=+Reproduktion-(IF THEN ELSE( "Mort-Welpen">0, "Mort-Welpen", 0)) Tote Faehe=IF THEN ELSE("Mort-Alter-Faehen"<Alter der Faehe, 1, 0) Toter Ruede=IF THEN ELSE( "Mort-Alter-Rueden"<Alter des Rueden, 1,0) Mortalität=+IF THEN ELSE( "Mort-Welpen">0, "Mort-Welpen", 0)+Tote Faehe+Toter Ruede "Mäuse-Kapazität"= INTEG (RANDOM UNIFORM(-2000, 2000, 0),10000) "Mäuse-Welpen-Effizienz"= [1e-005,0.0008,1e-005] "Mort-Alter-Faehen"=10*(1-SQRT(RANDOM UNIFORM( 0 ,1 , 1 ))) "Mort-Alter-Rueden"=10*(1-SQRT(RANDOM UNIFORM( 0 ,1 , 1 ))) "Mort-Welpen"=INTEGER(Min(Reproduktion, Reproduktion-"Mäuse-Kapazität"*"Mäuse-Welpen-Effizienz")) Reproduktion=INTEGER(IF THEN ELSE(Alter der Faehe>0:AND:Alter des Rueden>0, RANDOM NORMAL(0, 10, 5, 3, 1), 0)) Diese Paper ist als pdf-Dokument von den Web-Seiten zur Vorlesung (Link-Seite) herunterladbar!

13 Entwicklung eines Fuchs-Populationsmodells
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14 Entwicklung eines Fuchs-Populationsmodells
... Alter der Faehe= INTEG (IF THEN ELSE("Mort-Alter-Faehen"<Alter der Faehe, -Alter der Faehe, IF THEN ELSE( Alter der Faehe>0, +1, -Alter der Faehe))+Rückwanderung einer Fähe,1) Alter des Rueden= INTEG (IF THEN ELSE("Mort-Alter-Rueden"<Alter des Rueden, -Alter des Rueden, IF THEN ELSE( Alter des Rueden>0,+ 1, -Alter des Rueden))+Rückwanderung eines Rueden,1) Rückwanderung einer Fähe=IF THEN ELSE(Alter der Faehe=0:AND:"Jungfuchs-Pool">0, 1, 0) Rückwanderung eines Rueden=IF THEN ELSE(Alter des Rueden=0:AND:"Jungfuchs-Pool">0, 1, 0) "Jungfuchs-Pool"= INTEG (Welpen-Rückwanderung einer Fähe-Rückwanderung eines Rueden,0) Diese Paper ist als pdf-Dokument von den Web-Seiten zur Vorlesung (Link-Seite) herunterladbar!

15 Entwicklung eines Fuchs-Populationsmodells
Zu modellierende (?) Fakten: Ein reproduzierendes Paar belegt ein Revier Nichtreproduzierende Jungtiere werden +- geduldet (Wanderungen in/aus Jungfuchspool) Mortalität für Alttiere durch Alter, Krankheiten, Verkehr, Jagd Mortalität für Jungtiere durch Verkehr, Krankheiten, Jagd Mortalität für Welpen durch Futterverfügbarkeit, Krankheiten Verstorbenes Alttier wird durch Jungtier ersetzt Beute für Jungtiere (Mäuse) mit relativ unabhängiger Dynamik vom Räuber Reviere mit unterschiedlichem Beuteangebot Diese Paper ist als pdf-Dokument von den Web-Seiten zur Vorlesung (Link-Seite) herunterladbar!

16 Entwicklung eines Fuchs-Populationsmodells
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17 Entwicklung eines Fuchs-Populationsmodells
Lösungen zur Begrenzung des Jungfuchspools: Mortalität durch Straßenverkehr a. proportional: M=N*a b. Kapazität: M=N*a*(N/K) Mortalität durch Seuchen a. proportional b. Kapazität c. proportional nach erreichen einer Schwelle: if (N>x) then M=N*a Problem: Wann erlischt die Seuche? Diese Paper ist als pdf-Dokument von den Web-Seiten zur Vorlesung (Link-Seite) herunterladbar!

18 Entwicklung eines Fuchs-Populationsmodells
Weitere Steuerungsmöglichkeiten: Mortalitäts-Alter der Alttiere Initial- und Grenzwerte des Mäuse-Randomprozesses ... des Reproduktions-R.prozesses Diese Paper ist als pdf-Dokument von den Web-Seiten zur Vorlesung (Link-Seite) herunterladbar!

19 Entwicklung eines Fuchs-Populationsmodells
Erweiterung zum Modell mit zwei Revieren: Jungfuchspool Fuchsrevier Fuchsrevier II Diese Paper ist als pdf-Dokument von den Web-Seiten zur Vorlesung (Link-Seite) herunterladbar!

20 Entwicklung eines Fuchs-Populationsmodells
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21 Entwicklung eines Fuchs-Populationsmodells
Erweiterung zum Modell mit x Revieren ...: Jungfuchspool Diese Paper ist als pdf-Dokument von den Web-Seiten zur Vorlesung (Link-Seite) herunterladbar!

22 Entwicklung eines Fuchs-Populationsmodells
Weitere ungelöste Probleme: Wie kann das Geschlechterverhältnis (1:1,36) modelliert werden? Wie kann den Wanderungen der Jungfüchse gefolgt werden? Wie alt sind die Füchse wirklich, wenn sie ein Revier übernehmen? Wie kann das Erlöschen der Seuche, etwa durch Immunität des Restbestandes oder gesunkene Populationsdichte simuliert werden? Diese Paper ist als pdf-Dokument von den Web-Seiten zur Vorlesung (Link-Seite) herunterladbar!

23 Entwicklung eines Fuchs-Populationsmodells
Viel Erfolg! Ergänzende Literatur: Thulke et al. (1999): From pattern to practice... (908kB) Selhorst and Müller (1999): An evaluation of the efficiency of rabies...(211kB) Diese Paper ist als pdf-Dokument von den Web-Seiten zur Vorlesung (Link-Seite) herunterladbar!