南京林业大学系统工程学复习资料1剖析

1、第一章系统：1. 概念：由相互依存、相互作用的若干元素构成并完成某一特定功能的统一体2. 特征/特点/属性：（1）整体性：整体不是部分之和，这是系统思想的基石（2）层次性：一个系统可以分成若干子系统，每个子系统分成不同部分，最基本的单元是要素或元素（3 ）关联性：各个要素单元都有相互联系（4）目的性/结构性：凡是系统都有目的目标与理想（5）稳定性/适应性：一个系统要有稳定性为保证，否则随时变异或者解体3. 了解系统的分类：按复杂性：简单系统，复杂系统；按与环境的关系：孤立系统、封闭系 统和开放系统；按组织特性：自组织系统、他组织系统；按作用关系：线性系统、非线性系 统；按成因划分：天然系统、人

2、造系统；按属性划分：自然系统、社会系统系统工程学：1. 分析步骤：确定问题；目标分析；需求分析；方案策划；系统分析；决策建议；实施方案2. 了解产生和发展1）思想：整体思想和联系思想是核心与实质；一般系统论、控制论、信息论、耗散结构理论、协同及自组织理论等是重要思想2）研究对象和内容：从实体研究对象看，系统工程学是关于系统工程实践的一般规律和技术 方法的知识体系；从本质研究对象看，系统工程学是关于系统工程实践中目标需求与资源供 给的矛盾关系的一般规律及其问题解决方法的知识体系3）内容：系统工程的发展史和渊源；系统学的重要思想与理论；系统工程方法论；其他重要系统工程技术方法；典型系统工程案例第二

3、章城市系统1. 概念：指不同地区不同等级的城市结合成为有固定关系和作用的有机整体2. 特征：复合（人工与自然）；复杂的巨系统（功能复杂、结构多样）;开放的耗散结构系统（开放的空间非均衡发展 有规律的波动与无规则的随机干扰）；动态：（连续性的量变具有时空属性 层次性的质变运动、联系一空间结构）3. 城市系统分析的对象以及内容：（1）目标分析（2）环境分析（3）结构分析（4）预测分析（5）城市系统评价与决策系统工程在城规中运用1. 基本原理的运用：整体决策观、价值标准观、层次因果观、动态寻优观、进取决策观2. 基本方法的运用：预测技术、评价技术、决策技术、模拟技术、规划管理技术、战略分析3. 城市

4、模型：对现实模型的抽象和模拟（反映本质近似）第三章地理数据的类型1. 空间数据1）概念：用于描述地理实体、地理要素、地理现象、地理事件及地理过程产生、存在和发 展的地理位置、区域范围及空间联系。包括点、线、面三种地理几何实体。2）空间分布类型 点状（离散的点，如城市商业网点、郊区居民点） 线状（连续的线，如道路、各种管网等；可忽略其宽度） 离散的区域分布（城市工业区、住宅区、城市建成区等） 连续的区域分布（地形、人口分布、空间污染分布等）2. 属性数据1）用于描述地理实体、地理要素、地理现象、地理事件、地理过程的有关属性特征2） 包括：数量标志数据（间隔尺度数据、比例尺度数据）、品质标志数据（

5、有序尺度数据、 二元数据、名义尺度数据）。数据处理常用的指数和参数1. 一般水平：平均值、中位数、众数、2. 离散程度：极差、离差、离差平方和、方差与标准差、变异系数、3. 分布特征：偏差系数、峰度系数第四章相关性分析1. 概念：对两个或多个具备相关性的变量元素进行分析，从而衡量两个变量因素的密切程度回归分析1. 确定变量2.建立预测模型 3.进行相关分析 4.计算预测误差 5.确定预测值时间序列分析：1. 概念：根据所研究对象的时间序列数据，研究其随时间变化的趋势、周期性变化和不规则变化的规律，并同经验与假设结合起来，建立预测模型，进而对研究对象进行预测的一种统计分析方法2、时间变动的几种类

6、型：（1 ）长期趋势：时间序列随时间的变化而逐渐增加或减少的长期变化的趋势（2 ）季节变动：时间序列在一年中或固定时间内，呈现出的固定规则的变动（3）循环变动：是指沿着趋势线如钟摆般地循环变动（4）不规则变动：在时间序列中由于随机因素影响所引起的变动系统聚类分析：1.概念：根据研究对象特征对研究对象进行分类的多兀分析技术，它将样本和变量按照亲疏的程度，把性质相近的归为一类， 使得冋一类中的个体都具有高度的冋质性，不冋类之间的个体具有咼度的异质性2. 步骤、方法：数据处理/计算距离/直接聚类、最短距离、最远距离主成分分析1. 概念：将多个变量通过线性变换以选出较少个数重要变量的一种多元统计分析方

7、法2. 步骤：原始数据标准化；求相关系数矩阵；求R的特征值、特征向量与贡献率；确定主分量的个数；应用趋势面分析法1. 概念：利用数学曲面模拟地理系统要素在空间上的分布及变化趋势的一种数学方法2. 实质上是通过回归分析原理，运用最小二乘法拟合一个二维非线性函数，模拟地理要素在空间上的分布规律，展示地理要素在地域空间上的变化趋势投入产出分析主要通过编制投入产出表及建立相应的数学模型，反映经济系统各个部门投入/产业之间的相互关系1. 实物型投入产出模型：以各种产品为对象，以不同的实物计量单位编制出来的2. 区域经济活动的投入产出模型：在一个较大的区域内，揭示若干个较小区域的各个部门经济活动之间的相互

8、联系3. 区域之间的投入产出模型：以多个区域为对象，研究各个区域之间的经济联系 第八章：AHP法1. 概念：AHP法是一种定性与定量相结合的决策分析方法。是一种将决策者对复杂问题模型化、数量化的过程。将复杂问题分解为若干层次和若干因素，在各因素之间进行简单的比较和计算，就可以得出不同方案重要性程度的权重，从而为决策方案的选择提供依据2. AHP原理及步骤：【1】明确问题【2】建立层次结构模型【3】构造判断矩阵【4】层次单 排序【5】层次总排序【6】层次总排序的一致性检验3. AHP求解过程：构造判断矩阵 C;求C的特征向量；求C的最大特征值；一致性收敛判断/ 修改判断矩阵C;结束 第十章、定性

9、分析专家会议法1. 概念：为了克服个人知识的不足而依靠集体智慧，以召开专家会议的形式来进行系统分析2. 缺点：（1）代表性不充分（2）崇拜权威，随大流（3）易受劝说性影响 德尔菲法1. 概念：依靠专家的丰富知识和经验来进行预测、评价和决策，在缺乏必要的历史统计数据时，往往能提供一定的信息；德尔菲法正是为了克服专家会议法的弊端， 尽可能清除各种因 素的干扰而创立的一种专家调查法2. 主要特点有：（1）匿名性（2）反馈性（3）统计处理3. 步骤：1）确定目标和主题 2 ）选择专家3 ）设计征询表4 ）专家征询、信息反馈 5 ）数 据处理7回归分析1. 推测回归函数的形式，方法：作散点图观察2. 如

10、果是线性回归函数，建立回归模型（若是非线性，则转换为线性再按下面步骤进行）3估计未知参数a, b,门一4. 进行假设检验5. 预测与控制系统聚类分析1. 直接聚类法先把各个分类对象单独视为一类，然后根据距离最小的原则，依次选出一对分类对象，并成新类。如果其中一个分类对象已归于一类，则把另一个也归入该类；如果一对分类对象正好属于已归的两类，则把这两类并为一类。每一次归并，都划去该对象所在的列与列序相同的 行。经过m-1次就可以把全部分类对象归为一类，这样就可以根据归并的先后顺序作出聚类谱系图。例題：抿据距离柜阵式（3.4.9） 用直接聚类法对 某地区的9个农业区进行聚类分析，步骤如下：卩）在距离

11、建阵。中、除去对角践元素以外， <,=0.51为最小署*敢将笫4区与第9区并为一类， 划去第9行和.第9列；卩）在余下的元素中.除对角线元素以外.<5= 小者.故將第盘区与第7区井为一类，划掉第7疔和第7列；（3）在第2歩之后余下的元素之中.除对谢线元素咲 外.=业刊駆対最小者，故将第7区与第8区并为一 类.划去笫&行和第8列；<4）3步之启余下的元素申，除对角线无素以外* =123为堆小者，故将第3区与第4区井为一类， 划去第4行和第4列.此时+第3、4、9区己归并为一 类*在第斗步之后余下的元素中，除对垢线元素以外，dn= di.52为最小者*故務第I区与第2区并

12、为一魏 划去第2召 和第2期，此时，第L、2. &区已归井为一类1（6）在第，步之岳余下的元素中.除对角钱元素以外，弧= d阳=一裾为最小者，故各第!5区与第&区井为_类*划去第6行 拓第洌f此时.第6 6. 7区已归井为-类i柑）在第百步之后余下的元素中，除对角线元盍以 JS J3l = J=3.10S小薪 故将第1区与第M区幷為 一类.划去第3行和第3列，此时"笫J 2. 3. J，8. 9区已归并为一类：厲）在笫7步之后余下的元耀申，除去对角強元盍 凶外只Tj't= Jl5=5.4£6r敬将第1区与第盘区井为一 类，划去第夕行和第纟列，此时，第

13、I、2.氛4、5.6, 7. 8. 9区均归井为一类。根捋上述步骤，可決作出聚类过程的谱蔡图341°H3. 4. 1直接棗类谱系图2. 最短距离聚类法原理:最短距禺聚类法，是在原来的mXflj距罔 矩阵的非对角元素中找出讣阿殆，把分类 对象乞和Q归并为一新类G尹然后按计算公式 仏=d pk ,d (k p, )3.4.1O) 计算原来各类与新类之间的距离.这样就得到 个新的(m-l)阶的距离矩阵；再从新的 距离矩阵中选出最小者心，把q和q归井成新 类：再计算各类与新类的距离'这样一直下去' 直至各分类对象被归为一类为止口久 01.5203.102.7004.724.4

14、61.S60GiI 320.882.243.960%2.19147! . 2-02.991.290%5.795.532.931.075-033320qdG03.1004.721.860Gm2.191.202,9905.792.931.073.320gliL322.243.961.295.050Gi%03002.191200%1322.241.2904.721.862.993.960%G0G2.3204.723.9602J91.29L860GG0Gn4.7201.321.86 0r01.86GGGG5G6G)G gGio6GG21.520G33.102.700G55,866,023.6404.7

15、24,461.861.780G5.795.532.930.831.0701.320.882.245.143.965.030%2 J?1 .471.204,772.993.321.290最远距离聚类法最远距离聚类法与最短距离聚类法的区别在于计算原来的类与新类距离时采用的公式不 同。最远距离聚类法的计算公式是汕再*G 0 1.52 M0G,D2.700G. GG,久5.B66.023.6404.724.4G1.S61.7805.795.53£930.83L070IJ20fi82 245.J4乱965,030Gld2.621.661.234.843.064.061.400GiG2G3G6G

16、8G10G11G0G21.520G33.102.700G64.724.461.860G81.320.882.243.960Gl02.621.661.233.061.400Gil5.866.023.641.785.144.840£坊03J0G0£ %龟q4.721.8601621.2310605X63.641784.R4QL522704 46L.666iO2 U47205.86L.780L524.46 6.0203.tO3.06 4.U4 2.700务gI3 gG*0S1.780%J.064 6404.7262fl3.IQ 0%久 5Gb0S3.100Gls4,S46.02U

17、06.02 0从聚类分折谱系图（图3.4.5）可以看出， 在不同的聚类标准（距离）下，聚类结杲不同， 当距离标准逐渐放大时，21个区域单元皺依次魔 类匚当距离为0时，悟个样本为单独的一类； 当距离为久则21个区域单元被聚为16类； 当距离为14则21个区域单元被聚为9类； 当距离肯15，创门个区域单兀被聚为5类： 当距离为加，则21个区域单元被聚为？类； 最终，当聚类标准距离）扩大到25时 21个区域单元被聚为I类。七、实例分析我3.丄5给出了某农业生态经济系统各亍 区域单元的有并数据下面我们运用系统聚类 法，对该农业生态经济聚统进行聚类分折，步 骤如下：（I）用标准差标准化方法，对9项指标的原 始数据进行处理；（专采用欧氏距离测度乱个区域单元之间 的距离；（3）选用组平均法，计算类间的距离，依 据不同的聚类标准跆离）,对各样本（各区 域单兀进行聚类.并作山聚类谱系图。0 Num <to2Q图3.4 5某农业主态经济系统区域单元的系统聚类（组平均法）谱系图线性规划：1. 概念：线性规划就是将决策上所面临的问题，以线性的数学式来加以描述，在线性等式及不等式组的条件下，使用特定的方法线性规划