模型建構方法(模型建立的方法和步驟)

1.模型建立的方法和步驟

一、模型建立的方法 GMS軟件有三種建立確定性模型的方法，包括概念模型法、網(wǎng)格法和Solids法。

本書(shū)中所選擇的方法為Solids法。不管是利用網(wǎng)格法或者概念模型法建模，對含水層結構進(jìn)行合理的概化是其中一個(gè)重要環(huán)節，所建模型的準確性很大程度上取決于對實(shí)際水文地質(zhì)條件的正確判斷。

若輕視對具體水文地質(zhì)條件的研究，過(guò)多依賴(lài)模擬技術(shù)建立的模型，通常與實(shí)際問(wèn)題相差甚遠，也沒(méi)有使用價(jià)值（魏加華等，2003）。當地層出現尖滅、垂向上具有多元結構、水文地質(zhì)條件比較復雜時(shí)，前兩種方法不能準確描述此類(lèi)地層結構，也不能驗證基于地質(zhì)統計學(xué)插值求得的含水層頂底板高程是否與實(shí)際的鉆孔資料相符。

GMS中的實(shí)體模塊Solids利用鉆孔資料可以建立地層的三維結構可視化模型，Solids模型定義了地層結構的空間分布，可以切割生成三維顯示任意方向的地層剖面（王麗霞等，2011）。二、模型建立的步驟 利用Solids建模的步驟：（1）在鉆孔模塊（borehole）中定義鉆孔的坐標位置及垂向上的層位（horizon）。

層位即不同地層的交線(xiàn)或巖性分界線(xiàn)。由于地層沉積通常是連續的，因此層位按照一定的次序排列。

然而實(shí)際地層一般比較復雜，鉆孔資料常出現地層缺失現象，遇到此種情況，將缺失的層位空出，使Solids得到的剖面和實(shí)際地層剖面相符合。（2）根據實(shí)際的鉆孔資料將相應的層位用弧線(xiàn)連接，同時(shí)注意地層尖滅的標示。

層位連接后生成不同多邊形，每個(gè)多邊形表示相應的地層或巖性。（3）在地圖模塊Maps中定義不規則三角網(wǎng)格TIN，來(lái)表示地層單元插值的表面邊界。

（4）在實(shí)體模塊Solids選擇恰當的插值方法，由horizons生成其相應地層的Solids。如果有N個(gè)horizons則有N-1個(gè)Solids,Solids生成后即可以在模型上切割任意剖面來(lái)檢驗模型的三維空間結構。

（5）根據Solids數來(lái)確定所需網(wǎng)格的最小層數，生成三維網(wǎng)格并進(jìn)行MODFLOW的初始化。將Solids記錄的地層空間信息轉成MODFLOW中含水層的頂底板標高，至此地下水三維空間結構模型建立完成。

三、建模過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題及解決方法 地下水三維可視化模型建立，首先要基本查明灌區的水文地質(zhì)條件。了解灌區的地貌、地質(zhì)條件、構造發(fā)育、各地層厚度等信息，需要收集和整理地下水的相關(guān)資料，包括灌區水文地質(zhì)報告、構造圖、地質(zhì)地貌圖、水文地質(zhì)剖面圖、電子版地理底圖、等高線(xiàn)圖、含水層頂底板高程等值線(xiàn)圖以及鉆孔數據資料等。

再結合水文地質(zhì)條件對含水層資料進(jìn)行整理和概化。利用GMS建立地下水三維可視化模型時(shí)，尤其是在大區域建模中，可能出現3類(lèi)問(wèn)題（張永波等，2007；孫紅梅等，2008）。

1.由于鉆孔分布不均勻而導致的地層缺失 在大區域建模中，由于研究區范圍較大，各部分研究程度不同，一般會(huì )引起鉆孔分布的不均勻。通過(guò)不均勻分布的鉆孔資料建立水文地質(zhì)結構模型，可能致使部分地層產(chǎn)生缺失，導致結構模型失真。

另外，鉆孔分布均勻程度是一個(gè)相對概念，對于地形平緩、地層結構相對簡(jiǎn)單的地區，少量鉆孔基本可以比較清楚地反映地層結構；對于地形起伏較大、地層結構比較復雜、構造比較發(fā)育的地區，需要較多的有效鉆孔，才可能準確揭示地層分布及構造發(fā)育狀況，然而實(shí)際工作中完全實(shí)現是不可能的。對于此種問(wèn)題，根據研究區的地質(zhì)地貌圖、構造分布圖及前人繪制的剖面圖，對已有的鉆孔數據資料進(jìn)行分析和整理，在具有控制點(diǎn)作用的位置可以適當虛擬部分鉆孔數據或者各層面的高程數據，以準確反映該區域地層結構和構造。

采用擴充后的鉆孔數據資料建立水文地質(zhì)結構模型，可以彌補由于鉆孔資料缺乏而導致的部分地層的缺失。2.由于鉆孔不夠深而引起的下伏地層抬升 在鉆探工作中，往往有些鉆孔深度不夠，不能完整地揭露地層。

根據這樣的鉆孔數據建立水文地質(zhì)結構模型時(shí)，系統默認將鉆孔底部的標高作為上一層的底部界面。這樣就造成下伏地層的抬升。

對于這種情況，根據前人繪制的地層等厚度線(xiàn)及剖面圖，結合四周鉆孔數據對該鉆孔資料進(jìn)行修正，修正后的鉆孔資料可以比較準確地反映地層結構。采用修正后的數據資料建立水文地質(zhì)結構模型，可以有效地控制下伏地層的抬升。

3.由于鉆孔資料過(guò)細而引起的地層混雜 在野外紀錄的鉆孔資料中，局部有透鏡體形成的地層，透鏡體分布的連續性相對較差。采用過(guò)細的資料建模，計算機不能分辨透鏡體及連續地層，容易出現地層混雜，即將某個(gè)鉆孔的透鏡體地層和另一個(gè)或其他幾個(gè)鉆孔的連續地層分界面相連接，導致生成錯誤的地層結構。

對于這種情況，根據該區域剖面圖整理資料時(shí)，將透鏡體區分出來(lái)，忽略較小的透鏡體，針對較大的透鏡體則另外生成地層結構。此外，在插值計算中，由于計算方法的不同，產(chǎn)生的結果也許會(huì )有很大差異，這需要在進(jìn)行插值計算時(shí)，根據不同的具體條件選擇適當的插值方法。

2.常見(jiàn)的建立數學(xué)模型的方法有哪幾種

—般說(shuō)來(lái)建立數學(xué)模型的方法大體上可分為兩大類(lèi)、一類(lèi)是機理分析方法，一類(lèi)是測試分析方法.機理分析是根據對現實(shí)對象特性的認識、分析其因果關(guān)系，找出反映內部機理的規律，建立的模型常有明確的物理或現實(shí)意義.

模型準備 首先要了解問(wèn)題的實(shí)際背景，明確建模的目的搜集建模必需的各種信息如現象、數據等，盡量弄清對象的特征，由此初步確定用哪一類(lèi)模型，總之是做好建模的準備工作.情況明才能方法對，這一步一定不能忽視，碰到問(wèn)題要虛心向從事實(shí)際工作的同志請教，盡量掌握第一手資料.

模型假設 根據對象的特征和建模的目的，對問(wèn)題進(jìn)行必要的、合理的簡(jiǎn)化，用精確的語(yǔ)言做出假設，可以說(shuō)是建模的關(guān)鍵一步.一般地說(shuō)，一個(gè)實(shí)際問(wèn)題不經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)化假設就很難翻譯成數學(xué)問(wèn)題，即使可能，也很難求解.不同的簡(jiǎn)化假設會(huì )得到不同的模型.假設作得不合理或過(guò)份簡(jiǎn)單，會(huì )導致模型失敗或部分失敗，于是應該修改和補充假設；假設作得過(guò)分詳細，試圖把復雜對象的各方面因素都考慮進(jìn)去，可能使你很難甚至無(wú)法繼續下一步的工作.通常，作假設的依據，一是出于對問(wèn)題內在規律的認識，二是來(lái)自對數據或現象的分析，也可以是二者的綜合.作假設時(shí)既要運用與問(wèn)題相關(guān)的物理、化學(xué)、生物、經(jīng)濟等方面的知識，又要充分發(fā)揮想象力、洞察力和判斷力，善于辨別問(wèn)題的主次，果斷地抓住主要因素，舍棄次要因素，盡量將問(wèn)題線(xiàn)性化、均勻化.經(jīng)驗在這里也常起重要作用.寫(xiě)出假設時(shí)，語(yǔ)言要精確，就象做習題時(shí)寫(xiě)出已知條件那樣.

模型構成 根據所作的假設分析對象的因果關(guān)系，利用對象的內在規律和適當的數學(xué)工具，構造各個(gè)量（常量和變量）之間的等式（或不等式）關(guān)系或其他數學(xué)結構.這里除需要一些相關(guān)學(xué)科的專(zhuān)門(mén)知識外，還常常需要較廣闊的應用數學(xué)方面的知識，以開(kāi)拓思路.當然不能要求對數學(xué)學(xué)科門(mén)門(mén)精通，而是要知道這些學(xué)科能解決哪一類(lèi)問(wèn)題以及大體上怎樣解決.相似類(lèi)比法，即根據不同對象的某些相似性，借用已知領(lǐng)域的數學(xué)模型，也是構造模型的一種方法.建模時(shí)還應遵循的一個(gè)原則是，盡量采用簡(jiǎn)單的數學(xué)工具，因為你建立的模型總是希望能有更多的人了解和使用，而不是只供少數專(zhuān)家欣賞.

模型求解 可以采用解方程、畫(huà)圖形、證明定理、邏輯運算、數值計算等各種傳統的和近代的數學(xué)方法，特別是計算機技術(shù).

模型分析 對模型解答進(jìn)行數學(xué)上的分析，有時(shí)要根據問(wèn)題的性質(zhì)分析變量間的依賴(lài)關(guān)系或穩定狀況，有時(shí)是根據所得結果給出數學(xué)上的預報，有時(shí)則可能要給出數學(xué)上的最優(yōu)決策或控制，不論哪種情況還常常需要進(jìn)行誤差分析、模型對數據的穩定性或靈敏性分析等.

模型檢驗 把數學(xué)上分析的結果翻譯回到實(shí)際問(wèn)題，并用實(shí)際的現象、數據與之比較，檢驗模型的合理性和適用性.這一步對于建模的成敗是非常重要的，要以嚴肅認真的態(tài)度來(lái)對待.當然，有些模型如核戰爭模型就不可能要求接受實(shí)際的檢驗了.模型檢驗的結果如果不符合或者部分不符合實(shí)際，問(wèn)題通常出在模型假設上，應該修改、補充假設，重新建模.有些模型要經(jīng)過(guò)幾次反復，不斷完善，直到檢驗結果獲得某種程度上的滿(mǎn)意.

模型應用 應用的方式自然取決于問(wèn)題的性質(zhì)和建模的目的，這方面的內容不是本書(shū)討論的范圍。

應當指出，并不是所有建模過(guò)程都要經(jīng)過(guò)這些步驟，有時(shí)各步驟之間的界限也不那么分明.建模時(shí)不應拘泥于形式上的按部就班，本書(shū)的建模實(shí)例就采取了靈活的表述方式

3.基因修飾動(dòng)物模型的構建方法有哪幾種

5種。數學(xué)模型，模擬式模型，物理對象模型，物理過(guò)程模型，理想化實(shí)驗模型。

理想化的物理模型既是物理學(xué)賴(lài)以建立的基本思想方法，也是物理學(xué)在應用中解決實(shí)際問(wèn)題的重要途徑和方法，這種方法的思維過(guò)程要求學(xué)生在分析實(shí)際問(wèn)題中研究對象的條件、物理過(guò)程的特征，建立與之相適應的物理模型，通過(guò)模型思維進(jìn)行推理。

擴展資料：

將目的基因片段導入宿主細胞內，或者將特定基因片段從基因組中刪除，從而達到改變宿主細胞基因型或者使得原有基因型得到加強的作用。

基因修飾目前已經(jīng)廣泛應用于人類(lèi)生活的各個(gè)領(lǐng)域，例如，在醫學(xué)上，可以利用基因修飾的方法抑制某些病毒類(lèi)宿主細胞內的病毒復制，從而達到治療的目的；在農業(yè)上，利用基因修飾的方法，人們已經(jīng)成功地改變了農作物和畜禽的生產(chǎn)特性，從而達到改良以及傳播優(yōu)良品種的目的。

參考資料來(lái)源：百度百科-基因修飾

參考資料來(lái)源：百度百科-建立模型法

4.建立數學(xué)模型的方法和步驟

第一、模型準備 首先要了解問(wèn)題的實(shí)際背景，明確建模目的，搜集必需的各種信息，盡量弄清對象的特征。

第二、模型假設 根據對象的特征和建模目的，對問(wèn)題進(jìn)行必要的、合理的簡(jiǎn)化，用精確的語(yǔ)言作出假設，是建模至關(guān)重要的一步。如果對問(wèn)題的所有因素一概考慮，無(wú)疑是一種有勇氣但方法欠佳的行為，所以高超的建模者能充分發(fā)揮想象力、洞察力和判斷力，善于辨別主次，而且為了使處理方法簡(jiǎn)單，應盡量使問(wèn)題線(xiàn)性化、均勻化。

第三、模型構成 根據所作的假設分析對象的因果關(guān)系，利用對象的內在規律和適當的數學(xué)工具，構造各個(gè)量間的等式關(guān)系或其它數學(xué)結構。這時(shí)，我們便會(huì )進(jìn)入一個(gè)廣闊的應用數學(xué)天地，這里在高數、概率老人的膝下，有許多可愛(ài)的孩子們，他們是圖論、排隊論、線(xiàn)性規劃、對策論等許多許多，真是泱泱大國，別有洞天。

不過(guò)我們應當牢記，建立數學(xué)模型是為了讓更多的人明了并能加以應用，因此工具愈簡(jiǎn)單愈有價(jià)值。 第四、模型求解 可以采用解方程、畫(huà)圖形、證明定理、邏輯運算、數值運算等各種傳統的和近代的數學(xué)方法，特別是計算機技術(shù)。

一道實(shí)際問(wèn)題的解決往往需要紛繁的計算，許多時(shí)候還得將系統運行情況用計算機模擬出來(lái)，因此編程和熟悉數學(xué)軟件包能力便舉足輕重。 第五、模型分析 對模型解答進(jìn)行數學(xué)上的分析。

"橫看成嶺側成峰，遠近高低各不"。能否對模型結果作出細致精當的分析，決定了你的模型能否達到更高的檔次。

還要記住，不論那種情況都需進(jìn)行誤差分析，數據穩定性分析。