А. Ю. Дмитриев 2011 г. Рабочая программа icon

А. Ю. Дмитриев 2011 г. Рабочая программа



НазваниеА. Ю. Дмитриев 2011 г. Рабочая программа
страница1/3
А.Ю. Дмитриев «___» ____________2011__ г.<><><><>РАБОЧАЯ ПРОГРА
Дата конвертации06.06.2013
Размер399.48 Kb.
ТипЛекции
скачать >>>
  1   2   3


УТВЕРЖДАЮ

Проректор-директор ИПР

___________ А.Ю. Дмитриев

«___» ____________2011__ г.


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ

Математические методы моделирования в геологии


СПЕЦИАЛЬНОСТЬ ООП 130101 Прикладная геология

СПЕЦИАЛИЗАЦИИ 1. Геологическая съемка, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых; 2. Геология нефти и газа; 3. Поиски и разведка подземных вод и инженерно-геологические изыскания

КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ): специалист

БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА 2011 г.

^ КУРС 4; СЕМЕСТР 8;

КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ: 6

ПРЕРЕКВИЗИТЫ: «Математика», «Общая геология», «Геохимия», «Основы учения о полезных ископаемых».

КОРЕКВИЗИТЫ:


^ ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:

Лекции

18

часов (ауд.)

Лабораторные занятия


36

часов (ауд.
)

Практические занятия


-




^ АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ

54

часа

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА

72

часа

ИТОГО

126

часов

ФОРМА ОБУЧЕНИЯ

очная


ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ: экзамен в 8 семестре

^

Обеспечивающая кафедра: ГРПИ


ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ: д.г.-м.н., профессор А.К. Мазуров

РУКОВОДИТЕЛЬ ООП: д.г.-м.н., профессор В.Г. Ворошилов

ПРЕПОДАВАТЕЛЬ: д.г.-м.н., профессор В.Г. Ворошилов


2011 г.


^ 1. Цели освоения дисциплины

В результате освоения данной дисциплины специалист приобретает знания, умения и навыки, обеспечивающие достижение целей Ц1 , Ц2, Ц5 основной образовательной программы «Прикладная геология».

Таблица 1

Цели образовательной программы


Код цели

Формулировка цели

Требования ФГОС и (или)
заинтересованных
работодателей

Ц1

Подготовка выпускников к проектной и производственно-технологической деятельности в области поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Требования ФГОС, критерии АИОР, соответствующие международным стандартам EUR-ACE и FEANI. Требования к выпускникам геологических, горнодобывающих и нефтегазодобывающих предприятий России (ЗАО «Полюс», ЗАО «Алроса», ОАО «СИАМ», ООО «Геосфера», «ТомскНИПИнефть» ОАО «Томскгипротранс», ОАО «ТомскТИСИз», ФУГП «Запсибгеолсъемка», ООО «Белон-Геология»), СНГ (ОАО «Казцинк», ОАО «Казахмыс», ОАО «Волковгеология») и других стран (Shlumberger)

Ц2

Подготовка выпускников к междисциплинарным научным исследованиям для решения задач, связанных с разработкой инновационных методов поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Требования ФГОС, критерии АИОР, соответствующие международным стандартам EUR-ACE и FEANI. Потребности научно-исследовательских центров РАН (СО РАН, УрО РАН, ДВО РАН), отраслевых НИИ (СНИИГГиМС, ТомскНИПИнефть)

Ц5

Подготовка выпускников к самообучению и непрерывному профессиональному самосовершенствованию

Требования ФГОС, критерии АИОР, соответствующие международным стандартам EUR-ACE и FEANI, запросы отечественных, транснациональных и зарубежных работодателей



Выпускники ООП должны быть готовы:

  • проводить статистическую обработку количественной информации и создавать геолого-математические модели с использованием современных компьютерных технологий,

  • оценивать адекватность созданной модели геологическому объекту, оценивать ее достоинства и недостатки, корректировать модель в соответствии с меняющимися геологическими условиями,

  • давать по результатам математического моделирования конкретные геологические выводы и рекомендации.

^ 2. Место дисциплины в структуре ООП

Дисциплина относится к базовой части математического и естественно-научного цикла (МЕЦ.Б.6.0) и предназначена для студентов, обучающихся по специальности «Прикладная геология». Для успешного освоения дисциплины студенты должны владеть знаниями в объеме, предусмотренном в ООП «Прикладная геология», по математике, химии, общей геологии, основам учения о полезных ископаемых, иметь представление о методике прогнозирования и поисков месторождений полезных ископаемых.

Пререквизитами для дисциплины «Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых» являются дисциплины «Математика», «Химия», «Математические методы моделирования в геологии», «Общая геология», «Геохимия», «Основы учения о полезных ископаемых».

^ 3. Результаты освоения модуля (дисциплины)

По окончании изучения дисциплины «Математические методы моделирования в геологии» студент будет способен: применять полученные знания, умения, навыки и компетенции при изучении специальных дисциплин и в дальнейшей производственной деятельности.

После изучения данной дисциплины студенты приобретают знания, умения и опыт, соответствующие результатам основной образовательной программы 130101 – Геологическая съемка, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых: Р2, Р6, Р8, Р9, Р10:

Р2

Применять математические, естественно-научные, социально-экономические и инженерные знания в профессиональной деятельности

Требования ФГОС ВПО (ОК-1, 2, 3, ОК-7, ОК-8, ОК-9, ОК-10, ОК-11, ОК-12, ОК-13, ОК-20, ОК-21, ПК-1,6,8), (EAC-4.2a) (ABET-3а). Кр. 5 АИОР

Р6

Ответственно использовать в практической деятельности инновационные методы, средства, технологии, следуя принципам эффективности и безопасности технологических процессов в глобальном, экономическом, экологическом, и социальном контексте

Требования ФГОС ВПО (ПК-9, ПК-10, ПК-11, ПК-12, ПК-16, 17, ПСК)

(ABET-3h, f, )

Р8

Иметь критическую осведомленность о передовых знаниях в профессиональной сфере. Использовать творческий подход для разработки новых оригинальных идей и методов проектирования для решения инженерных задач. Знание современных проблем.

Требования ФГОС ВПО (ПК-6, ПК-21-22, ПСК) (ABET-3b, j)

Р9

Планировать, проводить, анализировать, обрабатывать экспериментальные исследования с интерпретацией полученных результатов на основе современных методов моделирования и компьютерных технологий

Требования ФГОС ВПО (ПК, 23-25, ПСК)

(ABET-3b)

Р10

Эффективно работать индивидуально, в качестве члена команды по междисциплинарной тематике, а также руководить командой для решения профессиональных задач в соответствии с требованиями корпоративной культуры предприятия и толерантности

Требования ФГОС ВПО (ОК-4, ОК-16-18, ОК-21, ПК-3, ПК-12, ПК-26-30, ПСК) (EAC-4.2-h),
(ABET-3d, g)



Соответствие результатов освоения дисциплины «Математические методы моделирования в геологии» формируемым компетенциям ООП представлено в таблице 2.

Таблица 2

Код

Знать

Код

Уметь




Владеть методами

З2.10

Математический анализ, основы дискретной математики, основы теории вероятностей и математической статистики.

У2.10

Ориентироваться в справочной математической литературе

В2.10

Математическими методами решения геологических задач, создания математических моделей и методами интерпретации полученных результатов

З6.10

Методы прогнозирования и поисков полезных ископаемых

У6.10

Комплексировать методы поисков полезных ископаемых

В6.10

Навыками применения поисковых методов при полевых исследованиях

З8.4

Передовые технологии поисков и разведки твердых полезных ископаемых



У8.4

Применять передовые достижения при планировании геологоразведочных работ на твердые полезные ископаемые

В8.4

Использования передовых научно-технических достижений при выполнении геологоразведочных работ на твердые полезные ископаемые

З9.4

Компьютерное моделирование геохимических полей

У9.4

Моделировать структуру рудогенного геохимического поля

В9.4

Моделирования структуры аномальных геохимических полей

З10.2

Комплексирование поисковых методов

У10.2

Работать в команде по проектированию и реализации комплекса поисковых методов

В10.2

Участия в комплексном поисковом проекте


В процессе освоения дисциплины у студентов развиваются следующие компетенции:

1.Универсальные (общекультурные) -

  • готовность обобщать, анализировать, воспринимать информацию, ставить цели и выбирать пути их достижения (ОК1);

  • способность логически верно, аргументированно и ясно строить устную и письменную речь (ОК3);

  • готовность к кооперации с коллегами, работе в коллективе (ОК4);

  • готовность к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства (ОК9);

  • способность к осознанию социальной значимости своей будущей профессии, высокой мотивации к выполнению профессиональной деятельности (ОК11);

  • готовность анализировать мировоззренческие, социально и личностно значимые проблемы, самостоятельно формировать и отстаивать собственные мировоззренческие позиции (ОК-14).

2. Профессиональные -

способность/готовность

  • организовать свой труд, самостоятельно оценивать результаты своей деятельности, владеть навыками самостоятельной работы, в том числе в сфере проведения научных исследований (ПК-4);

  • проводить самостоятельно или в составе группы научный поиск, реализуя специальные средства и методы получения нового знания (ПК-6);

  • применять основные методы, способы и средства получения, хранения и обработки информации, навыки работы с компьютером как средством управления информацией (ПК-8);

3. Профессионально-специализированные –

способность/готовность

  • прогнозировать на основе анализа геологической ситуации вероятный промышленный тип полезного ископаемого, формулировать благоприятные критерии его нахождения и выделять перспективные площади для постановки дальнейших работ (ПСК-1.1);

  • выбирать виды, способы опробования (рядового, геохимического, минералогического, технологического) и методы их анализа для изучения компонентов природной среды, включая горные породы и полезные ископаемые, при решении вопросов картирования, поисков, разведки, технологии разработки и переработки минерального сырья (ПСК-1.5);

  • проводить оценку прогнозных ресурсов и подсчет запасов месторождений твердых полезных ископаемых (ПСК-1.6);

  • анализировать, систематизировать и интерпретировать инженерно геологическую и гидрогеологическую информацию (ПСК-2.1);

  • производить оценку ресурсов и подсчет запасов нефти, горючих газов, газового конденсата (ПСК-3.5).

^ 4. Структура и содержание дисциплины

4.1 Аннотированное содержание разделов дисциплины:

Введение

Роль и значение математических методов в повышении эффективности геологоразведочных работ. Использование математических методов для обработки геологических данных в 19 - 20 в.в. Современное состояние и проблемы математической геологии.

^ 4.1.1 Понятие о геолого-математическом моделировании свойств геологических объектов

Необходимость использования моделей при изучении геологических объектов и явлений. Принципы и методы геолого-математического моделирования. Геологические совокупности: изучаемая, опробуемая, выборочная. Требования, предъявляемые к выборочной совокупности.

^ 4.1.2 Основы теории вероятности

Понятие о достоверном, невозможном и случайном событиях. Частота, частость, вероятность появления события. Закон распределения случайной величины и способы его задания. Интегральная и дифференциальная функции распределения случайной величины. Графическое изображение вероятности события попадания случайной величины в заданный интервал ее значений. Параметры распределения случайной величины: математическое ожидание, мода, медиана, дисперсия, стандарт, коэффициент вариации, коэффициенты асимметрии и эксцесса.

Возможные формы кривых распределения случайной величины. Некоторые теоретические законы распределения: нормальный, логнормальный, биномиальный, Пуассона; области их использования в геологической практике. Понятие о стандартном нормальном распределении. Кривая Гаусса.

Использование таблиц нормального распределения и вероятностного калькулятора для прогнозирования значений параметров в геологических объектах.

^ 4.1.3 Статистика случайных величин

4.1.3.1 Статистические оценки неизвестных параметров распределения

Понятие о точечных и интервальных оценках параметров. Требования к качеству точечных оценок. Оценки математического ожидания, дисперсии, асимметрии и эксцесса по выборочным данным при различных законах распределения.

Точность оценок параметров. Построение доверительных интервалов оценок математического ожидания для различных доверительных вероятностей. Использование таблиц 2-распределения для вычисления интервальной оценки дисперсии.

4.1.3.2 Построение статистических решений

Понятие о статистических гипотезах. Основная (нулевая) и конкурирующая (альтернативная) гипотезы. Задачи проверки гипотез как сопоставление принятой гипотезы с выборочными данными.

Ошибки 1-го и 2-го рода и вероятности их появления. Понятия о доверительной и критической областях критерия, об уровне значимости критерия относительно проверяемой гипотезы и мощности критерия относительно конкурирующей гипотезы. Выбор наиболее оптимального уровня значимости критерия в конкретных геологических условиях.

4.1.3.3 Проверка некоторых типовых статистических гипотез

Проверка гипотез о функциях распределения с помощью критерия Пирсона. Упрощенный способ проверки гипотез о соответствии эмпирического распределения нормальному (логнормальному) закону с помощью оценок асимметрии и эксцесса.

Проверка гипотез о равенстве двух дисперсий с помощью критерия Фишера. Проверка гипотез о равенстве более чем двух дисперсий на основе критерия Бартлета. Ранговый критерий Сиджела-Тьюки.

Проверка гипотез о равенстве неизвестного среднего заданному значению. Проверка гипотез о равенстве двух неизвестных средних. Критерий Стьюдента (Вэлча).

Непараметрические критерии Ван-дер-Вардена, Вилкоксона, Манна-Уитни. Проверка гипотез о равенстве k неизвестных средних. Использование гипотез о равенстве средних значений при сравнении двух и более геологических объектов.

4.1.3.4 Исследование различий между геологическими объектами Проверка гипотезы об однородности изучаемого объекта. Подразделение общей задачи на три подзадачи: а) выявление аномальных значений, б) разделение неоднородных выборочных совокупностей на ряд однородных, в) оценка степени влияния различий факторов на характер изменчивости свойств объекта (дисперсионный анализ).

^ 4.1.4 Корреляционные зависимости между двумя случайными величинами

4.1.4.1 Выявление формы связи между двумя случайными величинами

Виды связей между двумя случайными величинами: функциональная, стохастическая, корреляционная. Способы выявления и исследования корреляционных связей. Облако точек, эмпирические линии регрессии. Линейные и нелинейные уравнения регрессии.

4.1.4.2 Выявление тесноты связи между двумя случайными величинами

Показатели тесноты корреляционной связи: ковариация, коэффициент корреляции, корреляционное отношение, пределы их изменения. Необходимость использования рангового коэффициента корреляции. Определение тесноты связи между качественными показателями. Коэффициент сопряженности.

^ 4.1.5 Многомерные геолого-математические модели

Необходимость использования многомерных моделей при изучении геологических объектов и явлений. Виды и типы моделей. Принципы и методы геолого-математического моделирования. Ковариационные и корреляционные матрицы, исследование структуры корреляционных матриц в целях классифицирования геологических объектов и решения задач распознавания образов. Построение графов корреляционных связей, корреляционных профилей, дендрограмм. Группирование геологических объектов на основе оценки компактности образованных групп.

Кластер-анализ. Каноническая корреляция. Распознавание образов, линейные дискриминантные функции. Множественная регрессия. Факторный анализ.

Использование многомерного корреляционного анализа в геологии.

^ 4.1.6 Пространственная изменчивость свойств геологических объектов

Горно-геометрическое моделирование. Моделирование пространственной изменчивости с помощью топоповерхностей. Закономерная и случайная составляющие изменчивости. Сглаживание наблюдений методом П.Л.Каллистова.

Тренд-анализ. Методы проверки гипотез о наличии тренда. Аппроксимация поверхностей тренда полиномами различных порядков. Анализ остатков тренда. Применение тренд-анализа в геологии. Построение поверхностей тренда с использованием компьютерных программ.

Моделирование дискретных полей. Проверка гипотез о случайном расположении точек на плоскости. Выделение областей относительного сгущения или разряжения точек. Использование моделей дискретных полей для выявления закономерностей размещения месторождений полезных ископаемых.

^ 4.1.7 Модели типа случайных функций

Случайные процессы и случайные последовательности в геологии. Понятие о случайной функции и ее характеристиках: математическом ожидании, дисперсии, автокорреляционной функции. Стационарные и эргодические случайные функции. Коэффициент автокорреляции и области его использования в геологии.

Полигармонические случайные функции. Спектральная плотность дисперсии и спектр амплитуд. Выявление периодической составляющей изменчивости геологических объектов. Области применения случайных функций и гармонического анализа в геологии.

Полувариограммы и кригинг.

^ 4.1.8 Искусственные нейронные сети в геолого-математическом моделировании

Заключение

Перспективы и пути дальнейшего развития геолого-математического моделирования. Разработка методов математического моделирования геохимических полей в ТПУ.

^ 4.2 Структура дисциплины по разделам и видам учебной деятельности

Таблица 3.

Структура модуля (дисциплины)

по разделам и формам организации обучения

Название раздела/темы

Аудиторная работа (час)

СРС

(час)

Колл,

Контр.Р.

Итого

Лекции

Практ./сем.

Занятия

Лаб. зан.

1. Понятие о геолого-математическом моделировании свойств геологических объектов

1







2




3

2. Основы теории вероятностей

2




2

4




8

3. Статистика случайных величин

4




10

14




28

4. Корреляционные зависимости между двумя случайными величинами

2




6

10




18

5. Многомерные геолого-математические модели

4




10

14




28

6. Пространственная изменчивость свойств геологических объектов

2




4

12




18

7. Модели типа случайных функций

2




4

8




14

8. Искусственные нейронные сети в геолого-математическом моделировании

1







8




9

ИТОГО

18




36

72




126
  1   2   3




Похожие:

А. Ю. Дмитриев 2011 г. Рабочая программа iconА. Ю. Дмитриев 2011 г. Рабочая программа
Обеспечивающее подразделение: кафедра Компьютерных измерительных систем и метрологии
А. Ю. Дмитриев 2011 г. Рабочая программа iconА. Ю. Дмитриев 2011 г. Рабочая программа
Специализация: Геологическая съемка, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых
А. Ю. Дмитриев 2011 г. Рабочая программа iconА. Ю. Дмитриев 2011 г. Рабочая программа
Эксплуатация и обслуживание объекта транспорта и хранения нефти, газа и продуктов переработки
А. Ю. Дмитриев 2011 г. Рабочая программа iconА. Ю. Дмитриев 2011 г. Рабочая программа
Профиль подготовки: 130101. 01 Геологическая съемка поиски и разведка месторождений твердых полезных ископаемых
А. Ю. Дмитриев 2011 г. Рабочая программа iconУтверждаю директор ипр а. Ю. Дмитриев 2011 г. Рабочая программа дисциплины
Геологическая съемка, поиски и разведка месторождений твердых полезных ископаемых
А. Ю. Дмитриев 2011 г. Рабочая программа iconУтверждаю директор ипр а. Ю. Дмитриев 2011 г. Рабочая программа дисциплины
Геологическая съемка, поиски и разведка месторождений твердых полезных ископаемых
А. Ю. Дмитриев 2011 г. Рабочая программа iconУтверждаю директор ипр а. Ю. Дмитриев 2011 г. Рабочая программа дисциплины полезные ископаемые
Геологическая съемка, поиски и разведка месторождений твердых полезных ископаемых
А. Ю. Дмитриев 2011 г. Рабочая программа iconУтверждаю директор ипр а. Ю. Дмитриев 2011 г. Рабочая программа дисциплины лабораторные методы изучения минерального сырья
Обеспечивающее подразделение кафедра геологии и разведки полезных ископаемых (грпи)
А. Ю. Дмитриев 2011 г. Рабочая программа iconА. Ю. Дмитриев 2012г. Рабочая программа
Пререквизиты: Физика», «Геология», «Математика», «Почвоведение и геохимия почв» (2010 г.), «Почвоведение и инженерная геология» (2011...
А. Ю. Дмитриев 2011 г. Рабочая программа iconУтверждаю директор ипр а. Ю. Дмитриев 2011 г. Рабочая программа дисциплины нефтепромысловая геология
Пререквизиты: геология, структурная геология, геология нефти и газа, физика пласта
А. Ю. Дмитриев 2011 г. Рабочая программа iconА. Ю. Дмитриев 2011 г. Рабочая программа
Специализации геологическая съемка, поиски и разведка месторождений полезных ископаемых; Геология нефти и газа; Поиски и разведка...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©rushkolnik.ru 2000-2015
При копировании материала обязательно указание активной ссылки открытой для индексации.
обратиться к администрации
Документы