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地学智能体技术

时间:2015-10-02 07:02 来源:地理教师网 作者:云中雪 责任编辑:地理教师
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  1.基本概念

  Agent一词来源于分布式人工智能(DAI)。但现在已扩展到计算机软件的各个方面,尤其在基于网络的分布式计算领域,为全面准确地研究分布式计算系统提供了合理的概念模型。Agent原义为代理人,但多数人称智能体或软件智能体。

    Agent是分布式环境下能够持续自主发挥作用的具有主动性、交互性等特性的活动计算实体,并为智能信息搜索提供了全新的概念(丛升日、许卓群,1993)。

    Geo-Agent是指基于Agent技术的分布地理信息系统,它具有很强的处理地球空间数据(Geo-Agent Data)的、自主计算的分布式计算系统,它构架于数字地球对象构件模型之上,具有跨异构系统平台、网络带宽要求低、智能的移动计算等优点,能解决分布式存贮与实现海量数据共享的技术系统。Geo-Agent又称地学智能体。

  2.基本特征

  许卓群、丛升日等归纳Agent具备如下特征:

    (1)自主性:Agent具有属其自身的计算资源和局部的自身行为的控制机制,能够在没有外界或人的直接操作情况下,根据其自身内部状态和感知到的环境信息,决定和控制自身的行为。如当某一个Agent发现计算的资源不在本地时,它可以根据算法,选择到异地计算(代码转移),或请求其他Agent协助获得资源。

    (2)交互性:Agent能够通过Geo-Script语言与人进行交互,如一个用户可以使用Geo-Script描述一个任务请求Agent完成。同时,Agent可以用Agent通信语言与其他Agent进行灵活多样的交互,能够有效地与其他Agent协同工作。如一个数据搜索Agent可以通过询问,获得其他数据搜索Agent所知的信息,从而了解数据在系统中的分布。

    (3)主动性:Agent能够遵循承诺主动采取行动,表现出面向目标的行为。如一个GPS示样监控Agent,在获得新的GPS数据之后,能够按照约定主动将其提交给需要的用户。

    许卓群、丛升日等还指出,Geospatial Metadata的使用是Geo-Agent系统具有Agent特征的一个必不可少的因素。Geospatial Metadata是关于地理相关数据和信息资源的描述性信息,它通过对地学空间数据的内容、质量、条件、位置和其他特征的描述与说明,促进有效地定位、评价上匕较、获取和使用与地学相关的数据,为系统中Agent自主性和主动性的发挥提供了保证。Metadata在系统中主要起着“数据导航”的作用。例如:

    ·为一些具有不完备信息的地学处理操作提供补充信息;

    ·动态查询关于地学数据的信息、Metadata的信息,以确定数据是否适合于手头上的应用程序;

    ·查询关于地学数据的信息,以确定数据是否存在;

    ·定制有关地理数据的各种视图以及档案资料,为不同用户提供背景信息。

    吴少岩等(1999)则认为,Agent具有如下的特征:

    (1)具备“自治”执行的能力和面向领域推论的能力;

    (2)是驻留在复杂动态环境中的计算系统,具有自治地感知环境并作用于环境,从而实现设定的目标集或任务集的能力;

    (3)它能利用知识或用户“目标”、“愿望”的某种表示,“独立”、“自主”地代表用户或其他程序执行某个操作集。

    Patie Maes认为:Agent是一个系统,作为所处环境的一部分,按着自定的计划感知并作用于环境,而且对未来的感知发生影响。

    地学智能体(Geo-Agent)是指能够利用地学知识进行推理的可进化的智能体。它是智能体(Agent)的一种特殊类型,具有智能体的一般特征,同时具有更加丰富的内涵。它处于分布式网络计算机(Internet-Web)环境,它感知并作用于这一环境,实现地学数据的智能获取、处理、存取、搜索,表达及决策支持(吴少岩等,1999)。

     

    3.地学智能体(Geo-Agent)的体系结构

     

    许卓群等(1999年)指出,地学智能体由五个部分组成:

    (1)Geo-Script语言,用来向Agent描述任务;

    (2)通用Agent带有Geo-Script语言的解释器,它们可以完成由Geo-Scrip语言描述的任务;

    (3)专用Agent是对通用Agent的扩充,除了通用Agent的基本动能外,专用Agent还实现了特殊功能,如地图数据搜索、地图叠加分析等;

    (4)Facilitator Agent用来管理Agent的注册和搜索;

    (5)GIS Server把GIS数据的访问服务引入到Geo-Agent系统中来。

    吴少岩等则认为,为了实现地学知识的推理,Geo-Agent必须以地学知识库为基础,并具有地学推理机制(即推理引擎)。但是在分布式网络计算环境中,每个Geo-Agent都有自己专有的地学知识库是不现实的,这将耗费大量的系统资源,并且难以维护知识库的一致性;因此,Geo-Agent拥有的知识库是虚拟的,它们只具有访问指定知识库的机制。

    吴少岩等还认为,进化机制或引擎使Geo-Agent具备了自适应环境变化的能力,也是形成“数字生态系统”(Geo-Agent)的突出特征。当Geo-Agent感知环境变化时,可以自行调整运行参量,并复制(繁衍)自身作为新的Geo-Agent,按照优胜劣汰的规划参与竞争,以增加整个系统求解问题的能力。

     

    4.地学智能体(Geo-Agent)的应用前景

     

    吴少岩等认为,在数字地球技术系统中,Geo-Agent是其中的重要组成部分,其作用可能有以下几个方面:

    (1)目标分类与模式识别;

    (2)空间(地学)信息过滤器;

    (3)空间(地学)搜索引擎(机制);

    (4)决策模型评估、选择与优化;

    (5)处理与人的对话;

    (6)掌握人使用系统的习惯等。

    Geo-Agent将成为数字地球技术系统的重要组成部分,尤其是实现智能化的基础,具有宽广的应用前景和发展前途,应得到充分重视。


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