Федеральное агентство по образованию

Вологодский государственный технический университет

Практическая работа

«Определение данных натуральных наблюдений методами

математической статистики».

Выполнил студент: Двойнишников И.В.

Группа: ЭП-11

Проверил: Коваленко С. Н.

Вологда

2011

СОДЕРЖАНИЕ

1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ………………………………………………………………..3

2. РАСЧЕТНО-ГРАФИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ……………………………………………………5

• Построение вариационного ряда ………………………………………………………….5

• Группировка вариационного ряда…………………………………………………………5

• Определение мер положения, рассеивания и характеристики кривой распределения…5

.

• Графическое изображение кривых распределения………………………………………..7

• Изучение формы кривой распределения…………………………………………………..8

• Проверка статистических гипотез…………………………………………………………9

3. ПРИМЕР РАСЧЕТА……………………………………………………………………….11

4. Заключение…………………………………………………………………………………22

Теоретическая часть

Проблема экологизации всех сфер антропогенной деятель­ности в настоящих условиях является актуальной проблемой со­временного общества. Происходящие изменения в окружающей среде под влиянием антропогенной деятельности заставляют уче­ных разных областей науки и техники во веем мире заниматься разработкой и анализом методик связанных с защитой и охраной природных ресурсов, изучением процессов, связанных с устойчи­востью биосферы, выявлением определяющих факторов, негативно влияющих на экосистемы.

Основополагающим направлением изучения процессов, происходящих в природной среде, и их тенденции к изменчивости является мониторинг. Мониторинг окружающей среды— это ком­плекс мер, направленных на получение исходной информации об изучаемом объекте, ее обработка и анализ. Начальным этапом мо­ниторинга выступает получение качественной исходной информа­ции. В нашей стране представить организационную структуру мо­ниторинга окружающей среды можно в следующем виде: вся тер­ритория России охвачена сетью гидрометрических постов наблю­дений, на которых периодически осуществляется отбор проб для анализов (анализируется химический, физический и биологический состав проб). Полученные количественные результату проведен­ных работ носят, как правило, название данных натурных наблю­дений. И гак государственная гидрометрическая сеть, призвана осуществлять наблюдения за состоянием исследуемого объекта, тенденциями возможных изменений, определение и изучение наи­более важных факторов негативного влияния на объект, составле­ние прогнозов с учетом сложившихся объективных и субъектив­ных обстоятельств. Организация и проведение мониторинга воз­ложена на Государственный Комитет по Гидрологии и Метеороло­гии России (ГосКомГидроМет России). В общем случае натур­ные наблюдения осуществляются за состоянием атмосферы, гид­росферы и почвенным покровом. Пункты контроля деятельности располагаются не только в местах развитой антропогенной деятельности, но и на относительно экологически благоприятных тер­риториях и преследуют цель: получить общую картину склады­вающейся экологической обстановки в государстве.

Вторым альтернативным направлением в изучении изме­няющихся природных условий является так называемый экспеди­ционный метод, т.е. проведение научных исследований за ограни­ченный временной промежуток с конкретно поставленными це­лями.

При организации технических наблюдений эксперимента­тору приходится иметь дело со следующими факторами: выбором, проверкой и установкой прибора для наблюдения, проведение самих измерений, оценкой точности измеряемой величины. Полученные в ходе натурного эксперимента результаты подвергаются всесто­ронней обработке и анализу.

На современном этапе развития науки и техники при изу­чении природных явлений, процессов и тенденций их к изменению можно выделить следующие последовательно применяемые этапы исследования:

1. Получение данных натурных наблюдений в результате проведения натурного

эксперимента за изучаемым объ­ектом (теория планирования и организации экспери­мента).

2. Обработка и анализ полученной информации (теория вероятности и математическая статистика).

3. Моделирование природных процессов (физическое и математическое моделирование).

4. Принятие управленческих решений на основе получен­ных результатов обработки и моделирования.

Следует отметить, что ни одна даже самая современная математическая обработка результатов эксперимента не исправит халатности в получении данных натурных наблюдений и наоборот качественные результаты натурных исследований можно испор­тить неумелым применением математического аппарата.

Целью расчетно-графического задания является выработка у студентов технических специальностей навыков по обработке экспериментальных данных методом математической статистики, оценке полученных результатов, использовании их при принятии управленческих решений в области природоохраны и природо­пользования.

По рядам результатов натурных наблюдений (взятых, на­пример, из Государственного водного кадастра "Ежегодные дан­ные о качестве поверхностных вод суши" для конкретного загряз­няющего вещества, или предложенных преподавателем) на основе теории вероятности математической статистики необходимо полу­чить основные характеристики расчетных параметров, отработать методику расчета и найти пути практического применения полу­ченных результатов.

Перед тем, как приступить к выполнению задания, необхо­димо дать характеристику полученных опытным путем количест­венных величин конкретного контролируемого загрязняющего ве­щества. Элементы выборки являются случайными величинами. Случайной величиной называется величина, которая в результате эксперимента может принять то или иное значение, причем зара­нее неизвестно какое именно. Дополнительно элементы (варианты) выборки являются непрерывными, т.к. природные явления и про­цессы непрерывны во времени и пространстве. Непрерывную слу­чайную величину можно охарактеризовать диапазоном изменения случайной величины и полностью распределения вероятности. По­лученные в результате натурного эксперимента количественные оценки данного вида загрязняющего вещества являются размер­ными характеристиками. Их размерность выражается в мг/л или г/м³ и характеризует массу растворенного вещества в объеме жид­кости или газа. Количественное значение с данной размерностью носит название концентрации загрязняющего вещества.

Расчетно-графическое задание основывается на данных натурных наблюдений и заключается в выполнении следующих этапов обработки:

1. Построение вариационного ряда;

2. Группировка данных натурных наблюдений;

3. Определение расчетных статистических характеристик (мер положения, рассеивания, и форм кривой распре­деления);

4. Графическое изображение сгруппированных рядов;

5. Изучение форм распределения;

6. Проверка статистических гипотез.

Приведем порядок выполнения задания, расчетные форму­лы, основные положения и характеристика этапов обработки.