艾滋病对人类的健康和社会发展构成了巨大威胁，是一个全球的公共卫生问题和社会问题。预防和控制艾滋病是一项刻不容缓且需要长期努力的艰巨任务。我国目前正处在防治艾滋病的关键时期，日益紧迫的艾滋病预防、控制、治疗和关怀任务，急需我们从科学的角度重新审视它。本书基于多智能体的复杂系统建模理论和技术，结合作者基于GIS技术开展流行病研究的长期积累，通过与昆明市疾病预防控制中心等相关单位的紧密合作，研究HIV/AIDS的传播机制，建立HIV/AIDS的多智能体模型；应用GIS技术在空间分析方面的优势，构建一个基于多智能体与GIS技术的艾滋病传播智能体模型，并对艾滋病时空传播趋势进行可视化的、动态的模拟和预测；最后，开发一个能够为艾滋病防控相关部门及单位提供信息查询统计、空间可视化、疫情辅助决策、疫情传播预测和预防控制等相关功能的艾滋病传播模拟与决策支持信息平台。
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第1章 绪论 1
1.1 艾滋病及其流行现状 1
1.1.1 艾滋病与艾滋病病毒 1
1.1.2 艾滋病流行的时空分布 2
1.1.3 艾滋病流行的原因分析 2
1.1.4 艾滋病防控的主要策略 3
1.1.5 我国艾滋病流行的总体态势 5
1.2 艾滋病传播模型 5
1.2.1 数学模型阶段 5
1.2.2 空间分析模型阶段 6
1.2.3 智能体模型阶段 7
1.3 智能体建模技术 7
1.3.1 复杂适应系统理论(CAS)与智能体(Agent) 7
1.3.2 多Agent技术与智能体建模 9
1.3.3 智能体建模(ABM)的方法论 11
1.4 公共卫生地理信息技术 13
1.4.1 GIS技术在公共卫生安全中的作用 13
1.4.2 GIS在公共卫生领域中的应用范围 14
1.4.3 公共卫生GIS技术的发展趋势 15
1.5 本章小结 16
参考文献 17
第2章 智能体建模基础 19
2.1 智能体模型的基本原理 19
2.1.1 计算机模型 20
2.1.2 智能体 20
2.1.3 模型 21
2.1.4 实验 22
2.1.5 环境 23
2.2 智能体模型实例：捕食者-被捕食者模型 24
2.3 智能体模型的特点 26
2.3.1 本体一致性 26
2.3.2 异质的智能体 26
2.3.3 环境的表达 26
2.3.4 智能体间的交互 26
2.3.5 有限的理性 27
2.3.6 学习能力 27
2.4 智能体模型的运行环境和时间尺度 27
2.4.1 智能体 27
2.4.2 环境 32
2.4.3 随机数 32
2.4.4 时间尺度 33
2.5 智能体模型的设计 34
2.5.1 基于智能体建模的一般流程 34
2.5.2 智能体模型的设计准则 37
2.6 智能体模型的实现 38
2.6.1 智能体模型模拟工具 38
2.6.2 使用Repast J创建智能体模型 40
2.7 智能体模型的验证 44
2.7.1 模型程序正确性验证 44
2.7.2 模型结果有效性验证 45
2.8 本章小结 48
参考文献 49
第3章 智能体模型和GIS集成的原理与方法 51
3.1 集成必要性分析 51
3.1.1 GIS与智能体模型集成是GIS空间分析发展的重要方向 52
3.1.2 GIS是构建艾滋病传播智能体模型的重要辅助手段 52
3.1.3 GIS与智能体模型集成有利于发挥各自的优势 52
3.2 集成方法 52
3.2.1 松散耦合型 53
3.2.2 紧密耦合型 53
3.2.3 GIS中嵌入模型 54
3.2.4 模型中嵌入GIS 54
3.3 艾滋病传播智能体模型与GIS集成探索 56
3.3.1 集成框架 56
3.3.2 集成案例分析 58
3.4 本章小结 60
参考文献 60
第4章 艾滋病传播的时空信息机理 62
4.1 引言 62
4.2 艾滋病的监测 63
4.3 艾滋病在云南传播特点 66
4.4 艾滋病传播的时空特征 69
4.4.1 艾滋病性传播的时空特征 69
4.4.2 艾滋病吸毒传播的时空特点 70
4.5 基于GIS的艾滋病传播时空信息机理 72
4.5.1 从现实世界到概念世界 74
4.5.2 从概念世界到GIS世界和规则库世界 76
4.5.3 从GIS世界和规则库到空间变化 78
4.6 本章小结 79
参考文献 79
第5章 艾滋病传播智能体模型研究 80
5.1 艾滋病传播概念模型构建 80
5.1.1 性传播途径 81
5.1.2 吸毒传播途径 84
5.1.3 综合模型构建 84
5.2 艾滋病传播的智能体模型构建 86
5.2.1 性传播途径 86
5.2.2 吸毒传播途径 89
5.2.3 综合途径智能体模型 90
5.2.4 模型实现 95
5.3 艾滋病传播智能体模型的模拟及分析 97
5.3.1 艾滋病传播智能体模型模拟结果 97
5.3.2 敏感性分析 98
5.4 艾滋病传播智能体模型验证 100
5.4.1 Z值检验 100
5.4.2 线性拟合 102
5.5 本章小结 103
参考文献 104
第6章 GIS技术在艾滋病防控中的应用研究 105
6.1 GIS技术与艾滋病 105
6.1.1 GIS技术在艾滋病研究中的应用 105
6.1.2 GIS技术在艾滋病防控中面临的问题及优势 107
6.2 基于GIS的艾滋病信息查询 108
6.2.1 查询方式的分类 108
6.2.2 专题查询 109
6.3 基于GIS的艾滋病疫情分析 110
6.3.1 疫情分析 110
6.3.2 空间预警分析 111
6.3.3 疫情预案分析 112
6.4 基于GIS的艾滋病防控决策支持 113
6.4.1 决策的类型 113
6.4.2 决策支持系统 114
6.4.3 决策支持系统基本结构 114
6.4.4 GIS在HIV/AIDS防控中的决策支持应用 115
6.5 本章小结 116
参考文献 116
第7章 艾滋病传播的时空模拟及其决策支持系统——以昆明市为例 117
7.1 艾滋病疫情空间数据库设计 117
7.1.1 疫情数据获取、制作及分析 117
7.1.2 疫情数据库模型设计 118
7.1.3 疫情数据库结构设计 118
7.2 昆明市艾滋病时空模拟及其决策支持系统数据库实现 120
7.2.1 SQL Server 2005数据库及SDE存储空间数据的系统结构 120
7.2.2 存储文件和表空间的命名原则 122
7.2.3 数据表和视图的命名原则 123
7.2.4 数据库组成 124
7.3 艾滋病传播模拟与决策支持信息平台系统 126
7.4 艾滋病传播时空模拟模型和GIS集成 128
7.5 艾滋病传播的时空模拟和决策支持平台开发 129
7.5.1 功能模块 130
7.5.2 平台功能说明 136
7.6 系统应用效果 138
7.6.1 数据操作模块 138
7.6.2 GPS数据处理模块 140
7.6.3 图形操作模块 141
7.6.4 查询模块 141
7.6.5 地图输出 143
7.6.6 地形地貌分析 146
7.6.7 专题查询统计模块 147
7.6.8 工具模块 149
7.6.9 地图渲染模块 150
7.6.10 疫情分析 151
7.6.11 系统特点 152
7.7 本系统的作用和影响 152
7.7.1 对空间流行病学发展的作用和影响 152
7.7.2 对艾滋病传播的时空模型研究的作用和影响 153
7.7.3 模拟模型与GIS集成技术的作用和影响 153
7.7.4 进一步的工作和前景分析 154
7.8 本章小结 155
参考文献 155
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