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CAVES - Komplexität: Agenten, Volatilität, Empirie, Skala: Agentenbasierte Modellierung der Dynamik sozialer Netzwerke bei Land- und Wassernutzung


Project Details
Project duration: 03/200503/2008


Abstract
Zielsetzung

Die Zielsetzung von CAVES ist es, Simulationen komplexer Mensch-Umwelt-Interaktionen zu erstellen. Dabei sollen mithilfe von vier Fallstudien die Schlüsselmotivationen komplexen menschlichen Verhaltens in bezug auf Land- und Wassernutzung untersucht werden. Das Hauptaugenmerk von CAVES liegt auf den Einfluss von sozialen Netzwerken auf das Umweltverhalten.
Für die vier Fallstudien wurden Regionen in Polen, Schottland, Südafrika und Australien ausgesucht, die zu einem oder mehreren Zeitpunkten unter Schocks unterschiedlicher Art standen und wo daraufhin die Bevölkerung ihre Landnutzung anpassen musste. In der Oder-Region in Polen umfassen die Schocks die Vertreibung der deutschen Bevölkerung nach dem zweiten Weltkrieg und damit Verlust des Wissens um bewährte Landnutzungsstrategien, das Ende des Kommunismus, den Eintritt in die EU sowie mehrere Überflutungen. In der Grampian-Region in Schottland werden die Reaktionen auf die Maul- und Klauenseuche untersucht und in der Limpopo-Region in Südafrika der Wechsel in der Landnutzung nach dem Ende des Apartheid-Regimes sowie mehreren Dürreperioden. Einige von diesen äußeren Schocks haben einen hohen Einfluss auf die Stabilität im Mensch-Umwelt-Verhalten, während andere die jeweiligen Akteure kaum beeinflussen. Besonders interessant dabei ist, dass Phasen hoher Unsicherheit und Instabilität sich mit Phasen von relativer Systemunempfindlichkeit gegenüber äußeren Einflüssen abwechseln.
Um die Handlungsmotivationen der Bevölkerung in den jeweiligen Regionen zu untersuchen, werden wir agentenbasierte Modelle entwickeln, die die breit angelegten Daten aus den Fallstudien aufbereiten. Unter diesen Modellen werden sowohl detaillierte, eins-zu-eins abgebildete Modelle sein, als auch abstraktere Modelle, die ausgehend von der Evidenz aus den Fallstudien wesentliche Punkte abstrahieren. Dabei wird besonderer Wert auf die Emergenz von Eigenschaften und Ereignisse in komplexen sozialen Systemen gelegt, d.h., wie sich beispielsweise der Einfluss des Verhaltens auf der Mikroebene auf Phänomene auf der Makroebene auswirkt, sowie auf die Ausbreitung von Einstellungen und Verhaltensweisen.

Ergebnis

Die Arbeit am CAVES-Projekt ist in mehrere Arbeitspakete unterteilt. Die Gruppe in Kassel beschäftigt sich vor allem mit der Erstellung von abstrakten agentenbasierten Modellen für die Oder-Region in Polen. Weiterhin wird von Kassel aus das Arbeitspaket Modelling koordiniert. Dazu werden von allen Projektpartnern aufeinander bezogene agentenbasierte Modelle produziert, die unterschiedliche Ebenen von Abstraktionen repräsentieren. Jedes solche Cluster von Modellen wird aus einer Hierarchie von Modellen bestehen, so dass sowohl detaillierte beschreibende Modelle vorhanden sind, als auch abstraktere Modelle. Jeweils abhängig von den Daten, die von den Fallstudienregionen erhältlich sind, werden die Modelle räumlich explizite agentenbasierte Modelle sein, d.h., ihre Einheiten werden in einem geographisch kodierten Raum abgebildet.
Zentral für die Modelle werden Netzwerke von Agenten und die Verhaltensregeln der Agenten in diesen Netzwerken sein. Daher beginnen wir mit einer gründlichen Auseinandersetzung mit der Theorie über Maße von Netzwerktopologien, wie z.B. Clusterkoeffizienten, charakteristische Pfadlängen und Knotengradverteilungen. Besonderer Augenmerk wird dabei auf die Entwicklung von simulierten sozialen Netzwerken gelegt, d.h. auf die Veränderung der unterschiedlichen topologischen Maße über die Zeit hinweg.
Die Modellierungsaktivitäten in Kassel starten mit der Auswertung der Netzwerkmodellierungskapazitäten der agentenbasierten Modellierungssoftware Repast und der Erstellung erster Modelle mit Daten der Oder-Fallstudie.

Weiterführung

Die Ziele des Kasseler Arbeitsgruppe sind:


  • Einen Prototyp und abstrakte Modelle für die Fallstudien in Grampian und Oder zu entwickeln
  • Zukunftsszenarien zu erstellen und zu analysieren
  • Netzwerkmaße der vorhandenen sozialen Netzwerke mit denen der simulierten Netzwerke auf einem qualitativen Ebene zu untersuchen, um die Emergenz von Netzwerkstrukturen zu validieren.
  • Die Modelle und Resultate zu dokumentieren und zu publizieren


Co-Investigators

Last updated on 2017-11-07 at 14:02