Лабораторные работы

Лабораторная работа №1

Разрабока программы системного подхода к решению геоэкологических задач

1. Выбор геоэкологической проблемы. Выбор концептуальной модели.

2. Разработка этапов системного подхода: формулировка задач; выбор модели; подходы к реализации модели; определение основных параметров модели; подходы к верификации модели; планирование эксперимента. – 2 часа.

Лабораторная работа №2

Прогноз процесса загрязнения атмосферы с помощью регрессионного анализа.

1. На основе статистических данных выбросов загрязняющих веществ в атмосферу выполнить научный прогноз с применением регрессионного анализа.

2. Получить практические навыки по определению трендов временных рядов и их прогнозированию с использованием программной оболочки "Олимп" (на примере выбросов в атмосферу). – 4 часа.

Лабораторная работа №3

Разведочный анализ выпадений микроэлементов со снегом с помощью основных описательных статистик.

Получение практических навыков проведения эколого-географического анализа с применением основных описательных статистик (с использованием программы STATISTICA). – 6 часа.

Лабораторная работа №4

Применение корреляционного анализа в экологических исследованиях с использованием пакета прикладных программ "Olymp (СтатЭксперт)".

Изучение особенностей применения корреляционного анализа в экологических исследованиях. – 4 часа.

Лабораторная работа №5

Применение информационно-картографического анализа в экологических исследованиях.

Практическое изучение информационно-картографического подхода к анализу связей природных явлений. – 6 часов.

Лабораторная работа №6

Создание оценочной и типологической синтетических карт природно-рекреационного потенциала геосистем Мордовии

Закрепление теоретических сведений по моделированию оценочных и типологических характеристик в географии и получение практических навыков по созданию оценочных и типологических синтетических карт – 6 часов.

Лабораторная работа №7

Выявление закономерностей территориальных различий критериев состояния здоровья и критериев качества среды обитания

Изучение функций анализа в среде программного продукта ArcView 3.1 при изучении пространственных закономерностей в системе "среда-здоровье" – 6 часов.

Лабораторная работа №8

Применение кластерного анализа в экологических исследованиях с использованием пакета прикладных программ "STATISTICA".

Практическое изучение особенностей применения многомерных методов анализа (кластерный) в экологических исследованиях. – 6 часов.

4.3. Самостоятельная работа

ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗНАНИЙ ПРИ САМОСТОЯТЕЛЬНОМ ИЗУЧЕНИИ КУРСА «СИСТЕМНАЯ ЭКОЛОГИЯ»

1. Предмет и задачи дисциплины «Системная экология».

2. Становление и развитие системных идей в экологии.

3. Общие понятия и принципы системного анализа. Этапы системного анализа.

4. Общая схема системного подхода к изучению экосистем.

5. Понятие сложной системы, характеристики слож­ных систем. Экосистемы как сложные динамические системы.

6. Задачи анализа реальной системы и синтеза ее математической модели.

7. Основные географические принципы, лежащие в основе математико-географического моделирования.

8. Моделирование реальных систем. Виды моделирования.

9. Классификация математических моделей.

10. Структура математических моделей. Вектор состояния экосистемы.

11. Основные свойства моделей.

12. Процессы в экосистемах, выделение существенных процессов. Вещественные, энергетические и информационные потоки.

13. Факторы, оказывающие влияние на экосистему: внешние и внутренние, случайные, управляемые.

14. Способы сбора и подготовки статистических данных.

15. Основные статистические критерии и показатели.

16. Установление корреляционных зависимостей.

17. Регрессионные модели.

18. Гипотезы о функционировании экосистемы и ее компонентов. Непрерывное и дискретное описание времени жизни модели.

19. Информационный анализ.

20. Природа иерархической организации систем. Пространственная классификация и автоматическое районирование.

21. Концепция поля в географии.

22. Обобщение оценок состояния, нарушенности и воздействия для принятия решений.

23. Применение ГИС технологий для экологического моделирования.

24. Представление пространственных данных в ГИС. Базовые операции с растром.

25. Базовые операции с векторной моделью. Векторно-топологические модели.

26. Прогноз в географии.

27. Современные методы и концепции в географическом моделировании.

28. Проблемы масштаба моделирования, фрактальность.

29. Пространственная статистика.

30. Пространственная автокорреляция.

31. Теория катастроф.

32. Планирование и проведе­ние натурных экспериментов, имитация экспериментов. Сравнение результатов моделирования с экспериментальными данными. Оценка адекватности выбранной модели реальной экосистеме.

33. Идентификация параметров. Подбор и анализ исходных дан­ных, необходимых для замыкания модели.

34. Системы и средства поддержки концепций и моделей. Обзор известных про­граммных продуктов.

35. Нейронные сети.

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.