92

Павлов Н.В. Смольянов А.С. Вайс А.А.

МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ В ЛЕСНОМ ХОЗЯЙСТВЕ

Учебное пособие

Красноярск 2003

Сибирский государственный технологический университет

Кафедра лесной таксации, лесоустройства и геодезии

Математические методы моделирования в лесном хозяйстве

Учебное пособие

Для студентов специальностей:

26 04 00

26 05 00

32 08 00

всех форм обучения

Красноярск, 2003

Математические методы моделирования в лесном хозяйстве: Учебное пособие учебной дисциплины для студентов специальностей 26 04 00 и 26 05 00 и 32 08 направление 656200 «Лесное хозяйство и ландшафтное строительство» /Авторы: Павлов Н.В., Смольянов А.С., Вайс А.А., Фарбер С.К., Соколов В.А. Красноярск: СибГТУ, – 2003. – с. ____.

Утверждено на заседании кафедры «лесная таксация, лесоустройство и геодезия»

«06» 03.2002г. Протокол № 6

Рекомендовано к печати методическим советом лесохозяйственного факультета

«_____» __________________ 2002г Протокол № _____________

Содержание

Предисловие 4

Введение в МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ 6

Раздел 1. Общие вопросы подготовки к исследовательской работе 8

Раздел 2. Анализ распределения 38 Предисловие

Учебное пособие предназначено для студентов специальностей 26-04, 26-05 и 32-08 высших учебных заведений.

В программе непрерывной математической подготовки инженеров лесного и садово-паркового хозяйства курс математических методов моделирования в лесном хозяйстве базируется на общем курсе высшей математики. Курс является общеобразовательным и направлен на формирование интеллектуального уровня студентов, развитие логического мышления, исследовательских начал.

В пособии учитывается специфика лесных объектов, являющихся предметом профессиональной деятельности инженеров лесного и садово-паркового хозяйства.

Задачи дисциплины состоят в обучении:

1. Приемам организации, планирования и осуществления наблюдения и эксперимента в лесном опытном деле и лесохозяйственном производстве;

2. Основным теоретическим и методическим направлениям применения математических методов моделирования в лесном хозяйстве.

3. Основам теории измерений и ошибок.

4. Навыкам верификации (проверки истинности, установления достоверности), интерпретации и практического применения математических моделей.

Студент, изучивший курс, должен уметь:

1. Планировать и проводить выборочные наблюдения и эксперименты для получения лесоводственной информации;

2. Проводить статистический анализ данных выборочных наблюдений и эксперимента, оценивать надежность полученных результатов;

3. Применять методы математического моделирования и готовые математические модели для решения задач лесного профиля;

4. Использовать полученные результаты для принятия решений в конкретных производственных и исследовательских ситуациях;

5. Применять пакеты статистических программ ЭВМ при проведении статистического анализа и математического моделирования.

Введение в математические методы моделирования

Математические методы моделирования в лесном хозяйстве являются разделом математики и имели традиционное название математическая статистика. Предмет тесно связан с теорией вероятности, различие между которыми состоит в том, что они решают противоположные задачи. Теория вероятностей изучает закономерности распределения в генеральной совокупности для состава случайной выборки. Однако в практике приходится решать обратные задачи, когда известен состав выборки и по нему требуется определить, какой была или есть генеральная совокупность. Такого рода обратные для теории вероятности задачи и составляют предмет математических методов моделирования.

Математические методы моделирования занимают самостоятельное положение в табеле о науках.

Математические методы моделирования можно назвать теорией статистических решений, поскольку данный предмет характеризуется как наука об оптимальных решениях, основанных на статистических (выборочных) данных.

Статистическая теория количественного описания и анализа массовых явлений берет своё начало в XV1 – XV11 вв. Особенно стремительное развитие она получила в первой половине ХХ века. В Госсет (1876-1937) разрабатывает «теорию малой выборки», разработка английским ученым Р.А. Фишером (1890-1962) методов статистического анализа малых выборок (дисперсионный анализ) привела к широкому применению этих методов в практику принятия рациональных решений и в экспериментальные исследования.

Многолетняя история статистических методов показывает, что лучшие результаты дает их применение специалистами в конкретных областях практики. В лесном хозяйстве статистическая теория является инструментом для обоснования решений лесоводственных, таксационных, биологических и др. задач. Специалист лесного хозяйства должен хорошо владеть этим важнейшим инструментарием математические методы моделирования.

Математическая статистика в лесных вузах нашей страны насчитывает вековую историю. Большую роль в разработке статистических методов в лесоводстве сыграли труды профессоров-математиков М.Ю. Поморского, В.В. Голубева, А.Н.Дьячкова, А.К. Митропольского, читавших данный курс в лесотехнических вузах.

Большой вклад в популяризацию статистических методов, их внедрение в лесоводственные дисциплины внесли профессора-лесоводы К.Е. Никитин, А.З. Швиденко, М.Л. Дворецкий, Н.Л. Леонтьев, Н.Н. Свалов, О.А. Трулль, И.И. Гусев, Э.Н. Фалалеев, В.В. Кузьмичёв и др.

Студентов лесохозяйственных факультетов математическим методам моделирования обучают в большинстве случаев специалисты лесного хозяйства. В этом есть определенная закономерность, обусловленная тем, что статистические решения лесоводственных задач лишь дополняют решения лесовода, основанные на знании биологических законов и закономерностей. Существующие в природе закономерности в первую очередь становятся понятны лесоводу, а математические методы подтверждают и численно выражают выдвигаемые лесоводами гипотезы. Более успешное решение задачи подготовки специалистов лесного хозяйства в освоении курса математических методов моделирования возможно при участии в этом процессе математика-прикладника при ведущей роли высококвалифицированного специалиста лесного хозяйства. Совместный труд ученых математика и лесовода позволит достичь наилучших результатов.

Учебное пособие содержит сведения о теории и практике проведения исследований лесных объектов, методику сбора и обработки информации, объяснение точности и уровней вероятности статистических заключений.