海洋生态环境多系统污染扩散共性建模分形理论分析及预报

The current national strategy is to protect the marine ecological environment, prevent and control marine pollution. From the point of view of information science, the common features of different systems are the aggregation and diffusion of ocean information, no matter in the different areas, such as urban evolution and human behavior for marine pollution, the aggregation of marine biological population, marine dirt fouling fluid and beach biological invasion. In addition, these features show the nonlinearity, sensibility and complexity of the marine ecosystem, having serious impact on the marine ecological environment and become a bottleneck that restricts the development of marine economy, especially for the common theoretical analysis and key scientific problems involved in technology. So it is urgent to find new theories and new methods to break through, which is not only the endless driving force of scientific research but also the most important part of basic research to clarify general and unified scientific laws and system theory. .The general and unified scientific rule and system theory are not only the endless driving force of scientific research, but the most important part of basic research. Focusing on the generality of different systems, it is the specific penetration of nonlinear DLA fractal, self organized fractal and speckle pattern fractal in the subsystems. .The project makes full use of the fractal theory, fractal dimension to present fractal theory model for the common features of the ocean information, which has important significance in the sea pollution prediction for Shandong and even for the nation and provides a solid theoretical basis and technical support for the prevention and control of marine pollution.

保护海洋生态环境、防控海洋污染是当前国家战略。从信息学科的角度看，不论城市演变和人类行为对海洋污染、还是海洋生物种群凝聚和海洋污物流体、滩涂生物入侵等不同领域，不同系统呈现出的共同属性就是海洋非线性行为的凝聚和扩散，并且这些特征表现了海洋生态系统的非线性、化感性和复杂性，它严重影响海洋生态环境，是制约海洋经济发展的瓶颈，尤其对共性理论分析和技术所涉及的关键科学问题极具挑战性，亟待寻求新理论和新方法予以突破。.对上述不同系统的共性问题，凝练出一般而统一的科学规律性和系统理论，不仅是科学研究的不竭动力也是基础研究的重中之重。关注到对不同系统所呈现的共性，恰好是非线性DLA分形、自组织分形、斑图分形在各子系统的具体渗透。.该课题充分利用分形理论，分形维数预测，给出建摸分形理论分析，由此不仅对山东乃至全国海域污染预测，推进海洋经济具有重要意义，也为防控海洋污染提供坚实理论基础和技术支撑。

保护海洋生态环境、防控海洋污染是当前国家战略。从信息学科的角度看，不论城市演变和人类行为对海洋污染、还是海洋生物种群凝聚和海洋污物流体、滩涂生物入侵等不同领域，不同系统呈现出的共同属性就是海洋非线性行为的凝聚和扩散，并且这些特征表现了海洋生态系统的非线性、化感性和复杂性，对不同系统的共性问题，凝练出一般而统一的科学规律性和系统理论，不仅是科学研究的不竭动力也是基础研究的重中之重。关注到对不同系统所呈现的共性，恰好是非线性DLA分形、自组织分形、斑图分形在各子系统的具体渗透。. 本课题充分利用分形理论，分形维数预测，给出建摸分形理论分析，研究了海洋生物种群分形生长分析问题、分数阶扩散限制凝聚模型的宏观各向异性特征、海洋温度模型满足的反应扩散微分方程时空斑图以及有幂律生长的城市演变特征、人类迁移行为下的反应-扩散分形系统与海洋污染之间的非线性扩散关系。分析了非线性系统内在随机噪声和外界随机噪声对空间Julia分形维数的影响、分数阶Julia集的控制和同步问题，以及系统分形行为控制与一致性问题。讨论了黄海浮游植生物量时空分异及物理环境参数对其影响机制，提取浮游植物水华物候指标，探究黄海典型区域浮游植物水华发生规律，获取黄海颗粒碳和有机碳时空分异规律。完成了以光谱特征、多属性变量特征为基础的漳江口红树林湿地滩涂互花米草入侵实验区种群分类研究；完成了漳江口红树林湿地滩涂互花米草入侵实验区2016-2018年的连续变化监测，获取了互花米草的变化扩散面积和扩散过程。研究了构成监测网络的核心组成传感节点在通讯、性能、存储、能耗等方面的优化，利用可重构技术实现传感节点综合性能优化，提升近数据端算力、优化整体网络性能。基于传统学习模型，设计了相关预测模型，实现相关数据的可视化展示。. 本课题的研究不仅对山东乃至全国海域污染预测，推进海洋经济具有重要意义，也为防控海洋污染提供坚实理论基础和技术支撑。