Учебно-методическая (технологическая) карта дисциплины

Требования к обязательному минимуму содержания программы

Примерная тематика рефератов

1. Геоситуационный подход в современной географии.

2. Системный подход и теория устойчивое развитие.

3. Современные научные направления в системной экологии

4. Применение системного анализа в геоэкологии

5. Основные исторические этапы в развитии системной экологии

6. Ресурсы Интернет по системной экологии

7. Прогноз в экологии с системных позиций

8. Теория системного подхода в работе Дж. Клира «Автоматизация решения системных задач».

9. Применение системного подхода в моей дипломной работе (курсовом проекте).

10. Построение концептуальной модели моей дипломной работы.

Задания для самостоятельной работы

Для самостоятельной работы по данному курсу студент должен практически выполнить системный подход для решения одной из задач своей дипломной работы. При этом преподаватель периодически контролирует результаты самостоятельной работы, помогает преодолевать возникающие трудности. Результат такой работы оформляется в виде научной статьи или главы дипломной работы. Примерный план работ:

1. Формулировка проблемы. Выделение подзадач.

2. Обзор существующих подходов для решения задач в данной области.

3. Выбор метода моделирования.

4. Построение модели.

5. Исследования и анализ с помощью построенной модели.

6. Проверка точности и адекватности модели.

7. Написание отчета

8. Защита и обсуждение выполненной работы.

Введение

Истоки системного анализа как общенаучного подхода. Актуальность, объект, предмет и задачи курса. Основания системного подхода при изучении экосистем и их компонентов. Развитие системного анализа и моделирования в географии.

Литература: 1, 3, 5, 8 (4, 5)

1. Общие понятия и принципы системного анализа

Экосистемы как сложные динамические системы. Понятие сложной системы, характеристики слож­ных систем. Системообразующий фактор. Системообразующие отношения. Этапы системного анализа и их взаимосвязь: выбор проблемы; постановка задачи и выбор степени ее сложности; установление иерархии целей и задач; выбор путей решения задачи; моделирование; оценка возможных стратегий; внедрение результатов.

Литература: 1, 3, 5, 7, 8 (4, 5)

2. Математические модели в экологии

Виды моделирования – физическое, математическое. Цели построения моделей. Задачи анализа реальной системы и синтеза ее математической модели. Структура математических моделей: системные переменные; функциональные зависимости; вынуждающие функции; параметры. Вектор состояния экосистемы. Единицы измерений. Основные свойства моделей. Классификация математических моделей: детерминированные и сто­хастические, динамические и стационарные, линейные и нелинейные, аналитические и численные. Имитационное моделирование экологических процессов

Литература: 1, 5, 8 (8, 14)

3. Описание струк­туры реальных систем

Описание струк­туры реальных систем - компоненты, их характеристика, связи между компонентами. Вещественные, энергетические и информационные потоки. Процессы в экосистемах, выделение существенных процессов. Факторы, оказывающие влияние на экосистему: внешние и внутренние, случайные, управляемые. Гипотезы о функционировании экосистемы и ее компонентов. Непрерывное и дискретное описание времени жизни модели.

Литература: 1, 5, 7, 8 (4)

4. Получение количественной информации и группировка данных

Статистические совокупности и количественные признаки. Генеральная и выборочная совокупности. Способы отбора объектов в выборку. Способы получения количественной информации в географических исследованиях. Сущность и виды группировок. Графическая форма распределения величин.

Литература: 1-4, 6, 7 (5, 6, 10, 14)

5. Вычисление основных статистических показателей

Назначение и разновидности основных математико-статистических показателей. Средняя арифметическая и ее использование. Лимиты и размах. Средние абсолютное и квадратическое отклонения. Коэффициент вариации. Графическая интерпретация основных статистических показателей. Виды ошибок исследований. Ошибки выборочных основных статистических показателей.

Литература: 1, 3, 4, 6, 7 (5, 6, 10, 14)

6. Основы корреляционного метода

Сущность теории корреляции. Вычисление коэффициента корреляции. Упрощенный способ вычисления коэффициента корреляции. Оценка точности коэффициента корреляции. Ранговая корреляция. Получение эмпирических формул зависимости явлений. Множественная корреляция. Частная корреляция.

Литература: 3, 8 (2, 4, 12)

7. Применение ГИС-технологий

Основные функции ГИС: ввода данных; вывода и представления данных, обработки и анализа информации, администрирования данных. Формы представления непрерывных признаков – полей. Принципы организации пространственной информации. Векторный и растровый способы представления изображений. Базовые операции с растром. Базовые операции с векторной моделью. Структура ГИС. Функции анализа и обработки информации на основе ГИС-технологий. Достоинства и недостатки наиболее популярных ГИС-оболочек. Основные этапы комплексно-географических исследований региона с использованием геоинформационных технологий на примере инвентаризации и оценки природных ресурсов. Создание ГИС для проведения комплексных геоэкологических исследований урбанизированных территорий.

Литература: 2, 5, 6 (1, 3, 7, 13, 15)

8. Пространственная классификация и автоматическое районирование

Природа иерархической организации систем. Особенности географической классификации и районирования. Типологическая и оценочная классификации. Роль априорной схемы классификации. Многомерные математические методы, применяемые для автоматической классификации. Примеры алгоритмов автоматической оценочной и типологической классификации.

Литература: 4, 5 (11)

9. Модель познания и географический прогноз

Современное состояние географии как системы знаний. Концептуальная модель процесса познания. Особенность географических знаний. Теоретико-методологические основания и ограничения прогноза. Требования доказуемости, выводимости и воспроизводимости. Причины приводящие к невозможности исчерпывающего отображения сложных природных и социально-экономических систем. Источники неопределенности в предсказании поведения системы. Стационарные и нестационарные процессы. Равновесные и неравновесные процессы. Время отклика (релаксации) системы. Системы диссипативные и системы детерминированные. Соотношение равновесных, стационарных и неравновесных процессов в природе. Общие следствия, вытекающие из представлений о процессах. Прогноз и катастрофы. Пргноз с позиции теории конфликтов. Карты динамики и прогноза явлений.

Литература: 5 (9, 14)

10. Концепция поля в географии

Карты полей и их разновидности. Общие правила создания карт полей. Карты полей непрерывных и дискретных явлений. Картографо-статистический метод и карты полей. Карты полей и метод моделирования. Математико-статистические и изолинейные модели как инструмент анализа и синтеза изучаемых показателей. Карты полей плотности.

Литература: 5, 7

11. Карты полей взаимосвязи явлений

Разновидности карт взаимосвязи явлений, принципы их создания. Модификация методических подходов к составлению изолинейных карт пространственных корреляций. Система карт полей плотности, отображающих явления в статике, динамике и взаимосвязях.

Литература: 5, 7 (3, 7, 11)

6. Литература (основная и дополнительная)

6.1. Основная

1. Арманд, Д. Л. наука о ландшафте (Основы теории и логико-математические методы). – М.: Мысль, 1975. – 287 с.

2. Кирюшин, А.В. Методы геоэкологических исследований: учеб.пособие / А.В. Кирюшин, М.В. Кустов, В.Н. Масляев. – Саранск, 2000. – 48 с.

3. Линник, В. Г. Методы моделирования динамики и оптимизации геосистем: Учеб. пособие. – М.: Изд-во Моск. ун-та, 1993. – 99 с.

4. Одум, Ю. Основы экологии. – М.: Мир, 1975. – 740 с.

5. Тикунов, В.С. Моделирование в картографии: Учебник. – М.: Изд-во МГУ, 1997. – 405 с.

6. Трофимов, А.М. Моделирование геосистем (концептуальный аспект). – Казань.: Экоцентр, 1997. – 144 с.

7. Федоров, В.Д. Экология / В.Д. Федоров, Т.Г. Гильманов. – М.: Изд-во Моск. ун-та, 1980. – 464 с.

8. Червяков, В.А. Количественные методы в географии: Учеб. пособие. – Барнаул: Изд-во Алт. ун-та, 1998. – 259 с.

6.2. Дополнительная

1. ArcView GIS – Руководство для пользователя.

2. Боровиков, В.П. STATISTICA – Статистический анализ и обработка данных в среде Windows. / В.П. Боровиков, И.П. Боровиков. – Изд 2-е, стереотипное. – М.: Информационно-издательский дом “Филинъ”, 1998. – 608 с.

3. Берлянт, А. М. Геоиконика. – М.: 1996. – 208 с.

4. Гриценко, В.А. Математические методы в географии: Учеб. пособие / В.А.Гриценко, Е.В. Белосевич, Е.К. Артищева. – Калининград, 1999.

5. Джефферс, Дж. Введение в системный анализ: применение в эко­логии. – М.: Мир, 1981.

6. Клир, Дж. Автоматизация решения системных задач. – М.: Радио и связь. 1990. – 540 с.

7. Королев, Ю.К. Общая геоинформатика, Ч. 1, – М: "Дата+", 1998 г.

8. Пузаченко, Ю. Г. Структура растительности лесной зоны СССР. Системный анализ / Ю. Г. Пузаченко, В. С. Скулкин. – М.: Наука,1981. – 276 с.

9. Пузаченко, Ю.Г. Методологическиое основы географического прогноза
и охраны среды. – М.: 1998.

10. Пэнтл, Р. Методы системного анализа окружающей среды. – М.: Мир, 1979.

11. Тикунов, В.С. Классификации в географии: ренессанс или увядание? (Опыт формальных классификаций). – Москва-Смоленск: Изд-во СГУ, 1997. – 367 с.

12. Тюрин, Ю.Н. Статистический анализ данных на компьютере / Ю.Н. Тюрин, А.А. Макаров; Под ред. В.Э. Фигурнова. – М.: ИНФРА-М, 1998. – 528 с.

13. Хаксхолд, В. Введение в городские географические информационные системы.

14. Харвей, Д. Научное объяснение в географии. – М.: Прогресс. 1979

15. Шайтура, С. В. Геоинформационные системы и методы их создания. – Калуга.: издательство Н. Бочкаревой, 1998. – 252 с.

16. Шеннон, Р. Имитационное моделирование систем. Искусство и наука. – М.: Мир, 1978. – 418 с.

7. Перечень учебных наглядных пособий, а также учебно-методических материалов к использованию в учебном процессе:

Самодельные плакаты: «Основные этапы системного подхода (по ФедоровуВ.Д, Гильманову Т.Г.)»; «Основные этапы системного анализа (по Джефферсу Дж.)»; «Классификация математических моделей»; «Алгоритм оценочной классификации (по В.С. Тикунову)»; «Алгоритм типологической классификации (по В.С. Тикунову)»; «Схема экологической ГИС г. Саранска»

Кирюшин А.В., Кустов М.В., Масляев В.Н. Методы геоэкологических исследований: учеб.пособие. Саранск, 2000. 48 с.

Методические указания по выполнению лабораторных работ дисциплины «Анализ и прогноз уровня загрязнения атмосферы, океана и вод суши». составитель М.В.Кустов

Номер недели	Номер темы	Наименование вопросов, изучаемых на лекции	Номера лабораторных занятий	Используемые наглядные и методические пособия	СРС	Формы контроля
Содержание	Объем в часах
		Общие понятия и принципы системного анализа.		Плакаты. Методические указания по выполнению лабораторных работ.	изучение литературы выполнение лаб.раб.		Проверка тетрадей; собеседование
2-3		Математические модели в экологии		Плакаты. Методические указания по выполнению лабораторных работ.	изучение литературы. выполнение лаб.раб.		Проверка тетрадей; собеседование
		Описание струк­туры реальных систем		Методические указания по выполнению лабораторных работ.	изучение литературы. выполнение лаб.раб.		Проверка тетрадей; собеседование
		Получение количественной информации и группировка данных		Методические указания по выполнению лабораторных работ. Методы геоэкологических исследований: учеб.пособие.	изучение литературы; выполнение лаб.раб.		Проверка тетрадей; собеседование
		Вычисление основных статистических показателей		Методические указания по выполнению лабораторных работ.	изучение литературы;		Проверка тетрадей; собеседование
		Основы корреляционного метода		Методические указания по выполнению лабораторных работ.	изучение литературы		Проверка тетрадей; собеседование
8, 9		Применение ГИС-технологий		Плакаты. Методические указания по выполнению лабораторных работ. Методы геоэкологических исследований: учеб.пособие.	изучение литературы; выполнение лаб.раб.		Проверка тетрадей; собеседование

13, 14		Пространственная классификация и автоматическое районирование		Плакаты. Методические указания по выполнению лабораторных работ.	изучение литературы; выполнение лаб.раб.		Проверка тетрадей; собеседование
		Модель познания и географический прогноз		Методические указания по выполнению лабораторных работ.	изучение литературы; выполнение лаб.раб.		Проверка тетрадей; собеседование
16-18		Концепция поля в географии.		Методические указания по выполнению лабораторных работ.	изучение литературы; подготовка к экзамену		Проверка тетрадей; собеседование

Дата добавления: 2014-11-06