- •1. Основные представления о моделировании. Базовые понятия и термины.
- •2.Основные типы моделей. Их сравнительная оценка и области применения. Современные задачи развития математического моделирования в экологии.
- •3. Статистические модели. Нормальное распределение. Выборка и генеральная совокупность. Основная область применения в экологии и почвовед.
- •4. Иммитационные модели. Их задачи, возможности и ограничения. Осноблпримен.
- •5. Графовые модели. Их задачи, возможности и ограничения. Основная область применения в экологии и почвоведении.
- •6.Табличные модели. Их задачи, возможности и ограничения. Основная область применения в экологии и почвоведении.
- •7. Регрессионные модели. Их задачи, возможности и ограничения. Основная область применения в экологии и почвоведении.
- •8. Основные понятия регрессионного анализа. Типы регрессии. Их прикладная интерпретация.
- •9. Метод наименьших квадратов. Области его применения.
- •10. Оценка качества регрессионной модели. Способы улучшения качества регрессионной модели.
- •11. Множественная регрессия. Ее преимущества и недостатки. Основная область применения в экологии и почвоведении.
- •12. Пространственные модели. Основная область применения в экологии и почвоведении.
- •13. Корреляция рядов динамики. Основная область применения в экологии и почвоведении.
- •14. Оценка точности прогноза. Особенности поискового прогнозирования в экологии и почвоведении.
- •15. Геостатистика. Пространственно координированные данные. Типы данных в гис.
- •16. Модели представления пространственных данных. Растровый и векторный подход.
- •17. Интерполяция пространственных данных. Особенности применения в экологии и почвоведении.
- •18. Классификация пространственных данных. Особенности их применения в экологии и почвоведении.
- •19. Геоинформационные математические модели. Основная область применения в экологии, почвоведении, агрохимии
- •20. Сравнительный анализ растровых и векторных гис. Их преимущества и недостатки. Основная область применения в экологии и почвоведении.
- •21. Как можно создавать новые тематические слои.
- •22. Моделирование пригодности и рисков в гис.
- •23. Анализ рельефа в гис. Цифровые карты рельефа.
- •24. Алгебра карт. Применение алгебраических и логических операций при создании новых слоев гис.
- •25. Генерализация пространственных данных. Особенности генерализации пространственных данных в почвоведении и экологии.
- •26. Имитационное моделирование. Имитация природных процессов.
- •32 .Использование методов математического моделирования для решения оптимизационных задач.
- •33 . Пример использования регрессионной модели в экологии или почвоведении
- •34. Использование метода усреднения ряда динамики скользящим окном
- •35. Особенности выбора наилучшего тренда ряда динамики
- •36. Процедура и задачи оценки наличия автокорреляции в ряду динамики.
- •37. Особенности построения уравнения авторегрессии
- •38. Процедура и задачи оценки автокорреляции между 2 рядами данных
- •39. Расчет точности прогноза по коэффициенту расхождения
- •40. Интерполяция данных по методу обычного кригинга
- •42. Способ генерализации карты методом скользящего окна с помощью гис.
- •44. Способ анализа зависимости потенциальной продуктивности от глубины грунтовых вод.И 45. Способ анализа зависимости потенциальной продуктивности от начальной влажности почв.
- •46. Способ анализа зависимости потенциальной продуктивности от типа почв.
- •47. Основные особенности анализа и моделирования статистических и динамических систем.
- •48. Методологические особенности экологического математического моделирования.
- •49. Основные проблемы и принципиальные ограничения использования методов математического моделирования в почвоведении.
- •50. Для решения каких прикладных задач можно использовать экологические геоинформационные модели и системы?
- •51. Какие методы математического моделирования используются в классификации почв и экосистем?
- •52. Как проводится картографическое моделирование воздействия источников загрязнения атмосферы на ситуационных и генеральных планах объектов овос (оценки воздействия на окружающую среду)?
- •2. Роль и место гис в природоохранных мероприятия
- •54. Какими методами математического моделирования определяют экологически значимые факторы?
24. Алгебра карт. Применение алгебраических и логических операций при создании новых слоев гис.
Алгебра карт (MapAlgebra) - это способ выполнения пространственного анализа путем создания выражений на алгебраическом языке.
Совместное использование картографических и математических моделей в процессе анализа-синтеза сложной и разнородной пространственно-временной информации существенно повышает географическую точность и достоверность данных, а также приводит к оптимальному виду результаты математических расчетов. Формализованное картографическое изображение (особенно ярко это проявляется при пространственно-позиционном представлении) по своей сути приспособлено для математического анализа. Каждой точке карты с координатами Х и Y поставлено в соответствие одно значение картографируемого явления Z, а это позволяет рассматривать изображение данного явления как функцию Z = F(X, Y).
Многие пространственно-распределенные явления реально связаны между собой функциональными или статистическими зависимостями, другие могут быть условно представлены как функции пространства и времени при помощи абстрагирования от несущественных деталей, постановки определенных ограничений, аппроксимации сложных и неизвестных функций более простыми и известными. В настоящее время почти все разделы современной математики применимы для обработки картографических изображений, однако не все они однозначно обоснованы и не все результаты, получаемые в результате математического анализа, имеют надежную содержательную интерпретацию.
Наиболее широко распространенные алгоритмы анализа реализованы во многих оболочках ГИС в виде готовых аналитических модулей, однако пользователи должны иметь возможность самим строить аналитические алгоритмы с минимальным расходом времени на создание пользовательского интерфейса. Реализацией такого подхода к наращиванию аналитических возможностей в некоторых оболочках ГИС стала разработка макроязыка программирования, построенного на макрофункциях пространственного анализа растровых данных и задаваемых пользователем значениях обрабатываемых параметров.
Основные принципы такого макроязыка и включенных в него функций пространственного анализа были разработаны С. Д.Томлином (C.D. Tomlin) и в настоящее время они под общим именем "функций картографической алгебры" включаются во многие пакеты ГИС.
Функции картографической алгебры:
1. Локальные функции работают с индивидуальным местоположением ячеек, вычисляя их значения в одном или нескольких картографических слоях.
2. Фокальные функции анализируют окружение каждой отдельно взятой ячейки растровой карты и вычисляют для нее новое значение в зависимости от значений этого окружения, направления и радиуса поиска, типа математической операции. Например, такие функции используются при решении задач районирования, расчета стоимости пути или анализа зон видимости.
3. Инкрементальные функции, как и фокальные, также работают с анализом окружения каждой отдельно взятой ячейки, но они вычисляют это значение как приращение одно-, двух - или трехмерных картографических форм. Размер и форма этого приращения определяется
Отношением значения каждой ячейки к значениям прилегающих ячеек на одном или нескольких картографических слоях.
4. Зональные функции работают с ранее определенными группами ячеек (зонами), вычисляя их новое значения на одном картографическом слое относительно значений зон на других картографических слоях. (Рис. 3.9).
В различные системы в зависимости от их назначения может быть включен разный набор аналитических функций. Различными могут быть и конкретная программная реализация этих функций, перечень и способ задания параметров функции, форма представления расчетов, интерфейс каждой функции. Базовой формой, при помощи которой задаются параметры и представляются результаты, является картографический тематический слой (обычно представленный в виде отдельного растрового файла). Основной формат командного языка функций картографической алгебры имеет следующий вид:
Имя файла выходного слоя = операция + имя файла основного слоя + значения параметров или имя файла (файлов) слоя (слоев) параметров + добавочные параметры.
Из таких "предложений" можно формировать группы команд, выполняющих какую либо сложную операцию, требующую подключения сразу нескольких аналитических функций. В некоторых случаях описание одной процедуры может состоять из сотен и тысяч элементарных команд.