PředmětyPředměty(verze: 861)
Předmět, akademický rok 2019/2020
  
Environmentální modelování - MO550P19
Anglický název: Environmental modelling
Český název: Environmentální modelování
Zajišťuje: Ústav pro životní prostředí (31-550)
Fakulta: Přírodovědecká fakulta
Platnost: od 2019
Semestr: zimní
E-Kredity: 4
Způsob provedení zkoušky: zimní s.:
Rozsah, examinace: zimní s.:2/2 Z+Zk [hodiny/týden]
Počet míst: 33
Minimální obsazenost: 1
Stav předmětu: vyučován
Jazyk výuky: čeština
Další informace: https://dl2.cuni.cz/course/view.php?id=1702
Garant: Ing. Luboš Matějíček, Ph.D.
Vyučující: Ing. Luboš Matějíček, Ph.D.
Anotace -
Poslední úprava: Ing. Luboš Matějíček, Ph.D. (24.10.2019)
Přednáška je zaměřena na počítačové modelování v oblasti životního prostředí se zahrnutím všech přírodovědných
aspektů. Pro řešení počítačových modelů se využívají nástroje GIS, DPZ i GPS. Vlastní řešení počítačových modelů
probíhá s využitím speciálních programů. Pro studenty přírodovědných oborů představuje úvodní kurs, na který navazují
další tematicky zaměřené výběrové přednášky, cvičení a semináře. Prezentace jednotlivých úloh vychází z obecně
platných principů publikovaných v zahraniční i tuzemské odborné literatuře. Pro absolvování přednášky je požadováno
zvládnutí základních předmětů zaměřených na životní prostředí, ekologii, matematiku a statistiku. Přednášku doplňují
počítačové demonstrace vybraných úloh, které jsou dále zpracovávány studenty v rámci cvičení. Přednáška i cvičení jsou
také k dispozici v systému MOODLE pro podporu prezenční i distanční výuky prostřednictvím online kurzů dostupných na
WWW (přednáška i cvičení jsou nabízeny v češtině nebo v angličtině).
Literatura -
Poslední úprava: Ing. Luboš Matějíček, Ph.D. (24.10.2019)

Literatura:
Bequette, B.W., 1998. Process Dynamic: Modeling, Analysis, and Simulation. Prentice Hall, London, Sydney, Toronto, Tokyo.
Bennet, B.S., 1995. Simulation Fundamentals. . Prentice Hall, London, Sydney, Toronto, Tokyo.
Goodchild, M.F., 1996. GIS and Environmental Modeling: Progress and Research Issues. GIS World.
Hannon, B., Ruth, M., 1997. Modeling Dynamic Biological Systems. Springer-Verlag, New York, Berlin, Heidelberg.
Roughgarden, J., 1998. Primer of Ecological Theory. Prentice Hall, London, Sydney, Toronto, Tokyo.

Požadavky ke zkoušce -
Poslední úprava: Ing. Luboš Matějíček, Ph.D. (24.10.2019)

Písemná zkouška a ústní dozkoušení dle materiálů z přednášek a cvičení dostupných také na MOODLE. Neúčast na cvičení pro získání zápočtu lze nahradit vypracováním písemné zprávy na téma zameškaného cvičení v rozsahu stanoveném vyučujícím.

Sylabus -
Poslední úprava: Ing. Luboš Matějíček, Ph.D. (24.10.2019)

1. Teorie systémů: definice a vymezení systému; statické, dynamické a stochastické modely; deduktivní a induktivní identifikace při vytváření modelů; počítačové modely; validace a verifikace; identifikace parametrů modelů, optimalizace.
2. Získávání dat v rámci experimentů: typy dat; přesnost dat; kalibrace, třídy přesnosti a citlivost měření; správa dat; příklady experimentálních postupů v přírodních vědách.
3. Využití statistiky a teorie pravděpodobnosti: typy dat; charakteristiky polohy a variability; testování hypotéz.
4. Využití regresní a korelační analýzy, aplikace faktorové analýzy: metoda nejmenších čtverců; lineární a nelineární regrese; korelační analýza; transformace dat; časové řady; příklady.
5. Přístupy modelování ekologických systémů: jedinec, populace, společenstvo a ekosystém; využití fyzikálních zákonů a ekologických pravidel; látkové a energetické toky.
6. Modely populací: odhady základních parametrů; modely diskrétního růstu; exponenciální a logistický růst; modely s časovým zpožděním; Leslie modely; základní typy interakcí; příklady.
7. Analýza a simulace dynamických modelů: stavové proměnné a trajektorie, rovnovážné stavy a jejich stabilita; lineární a nelineární dynamické modely; numerické metody pro výpočet modelů; příklady.
8. Příklady ekologických modelů: modelování interakcí ve společenstvech a ekosystémech; modely látkových a energetických toků; simulace pomocí počítačových programů ACSL, Mathematica, MATLAB-Simulink.
9. Analýza prostorových interakcí ekologických systémů: základní interakce populací, ve společenstvech a v ekosystémech; prostorové modely a jejich simulace; využití GIS a dálkového průzkumu Země; prostorové statistické metody a interakce; diskrétní modely.
10. Analýza krajiny z pohledu modelování: struktura, koridory, sítě; analýza přírodních procesů a hodnocení rizik využitím GIS a dálkového průzkumu Země; modelování interakcí v krajině.
11. Kontaminace environmentálních systémů: kompartmentové modely a modely s rozloženými parametry; modelování difúze; numerické metody pro řešení modelů; příklady.
12. Systémová analýza environmentálních systémů a metody síťové analýzy, lineární programování, deterministické a stochastické modely, teorie chaosu, využití neuronových sítí, teorie fraktálů.

 
Univerzita Karlova | Informační systém UK