2.2.3. Спецификация

Назначение этого этапа состоит в том, чтобы: 1) определить составы множества входных переменных V = {и1, ..., vk} и переменных состояния X = {х1, ..., хп} будущей математической модели Y=Y(V,X,∑,F) и 2) по возможности более строго и однозначно (насколько это возможно средствами вербального описания) задать моделирующее отображение f сис­темы-оригинала Y°=Y° (V°, X°, ∑°, Fо) на модель Y=Y (V,X,∑,F). В частности, при спецификации указывается, каким измеримым свойствам (характеристикам) экосистемы и ее внешней среды сопоставляются переменные X1 (t=1, ..., п) и ύj (j=1, ..., k), какие методы и единицы измерения при этом исполь­зуются.

2.2.4. Наблюдения

По результатам спецификации и руководствуясь общими представлениями, воплощенными в концептуальной модели, планируются и осуществляются полевые наблюдения за динамикой изучаемых свойств экосистемы и среды (и прежде всего, за свойствами, соответствующими переменным Хi и Vj). Результаты этих наблюдений не только используются на после­ дующих этапах работы (идентификация, проверка и исследование модели), но и могут служить основой для определенного пере­смотра концептуальной модели, что на рис. IV.9 показано пунктирной стрелкой от блока 4 к блоку 2.

2.2.5. Идентификация

Задача этого этапа заключается в установлении (идентификации) математических соотношений Ơs(U, ..., Uk,> х1, ..., хп) (s=1, ..., r) между специфицированными выше переменными Xi (t=1, ..., п) и uj (j=1, ..., k), образующих структуру модели ∑={Ơ,…, Ơ r }, которые бы с определенной точ­ностью отражали действительные количественные соотношения между обозначаемыми этими переменными свойствами экосисте­мы и ее внешней среды. В частности, основу структуры динамиче­ских моделей экосистем с и переменными состояния (наиболее широко используемого типа моделей) составляет и дифференциальных (при непрерывном) или разностных (при дискретном описании) уравнений, выражающих закон изменения каждой из пе­ременных Xi (/=1, ..., п) во времени. Оставшиеся (г—я) соотношений (где г — общее число элементов множества ∑={ Ơ1, ... Ơг}) представляют собой вспомогательные математические соотношения, служащие для задания различных членов уравнений дина­мики или для формулировки вспомогательных условий и ограничений, налагаемых на их решения.

2.2.6. Эксперименты

При идентификации модели, как пра­вило, возникает потребность в проведении полевых или лабора­торных экспериментов с целью проверки различных гипотез о характере взаимосвязей между переменными мидели или, когда форма связей известна с точностью до значений некоторых пара­метров, для получения оценок этих параметров. Как и наблюде­ния за экосистемой, экспериментальные работы проводятся парал­лельно с другими стадиями исследования, периодически взаимо­действуя с некоторыми из них, вследствие чего возможно возвра­щение к предыдущим этапам и их повторное прохождение в но­вом цикле исследований, с учетом дополнительной эксперимен­тальной информации (см. рис. IV.9).