WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаЕкологія, Природокористування → Основи моделювання стану довкілля. Моделювання довкілля як галузь пошуку нових рішень - Реферат

Основи моделювання стану довкілля. Моделювання довкілля як галузь пошуку нових рішень - Реферат

ряду наук формуються нові наукові дисципліни, які за предметом вивчення є галузями даних наук, а за методом дослідження належать до математики. Це, наприклад, математична логіка, математична фізика, математична економіка, математична біологія, математична географія, математична екологія тощо.
Застосування математичних методів у науці, у тому числі в екологічних дисциплінах, не змінює їх методологічних основ.
Воно базується на особливостях форм ряду матерії, які вивчаються даною наукою, характер і взаємодії головних для цієї науки явищ, об'єктів дослідження. Математичні методи не нівелюють специфіку кожної науки, не "розчиняють" її у математиці, а служать для посилення її методологічних основ.
Обробка експериментальних даних з використанням математичної статистики - це лише найбільш розповсюджене, але не єдине і не найважливіше застосування математики в еколого-географічних дослідженнях. Справа в тому, що результати навіть досить тонких експериментів далеко не завжди дозволяють відповісти на питання, які основні рушійні сили і механізми впливають на стан і розвиток довкілля. Такі механізми можуть бути визначені при розгляді функціонування екологічної системи як результату взаємодії її складових елементів та різноманітних чинників, що впливають на стан довкілля, в якому вони розглядаються.
Враховуючи взаємодію різноманітних чинників, що визначають структуру її особливості функціонування екологічних систем, можна тільки за допомогою математичних методів і методів математичного моделювання. Найбільш важливим етапом застосування математики в еколого-географічних дослідженнях, слід вважати процес побудови адекватної математичної моделі об'єкта або системи, що вивчається.
Отже, застосовуючи математичні методи у дослідженні довкілля, слід врахувати не лише їх силу, а й однобічність.
Виділяють три основних рівні математизації:
1) впровадження кількісних показників і мір;
2) застосування математичних засобів обробки фактичних даних з метою виведення емпіричних закономірностей у вигляді математичних формул, рівнянь і нерівностей;
3) побудова моделей довкілля, теорій, концепцій.
5. Особливості математичного моделювання
Впровадження математичних методів в екологію, а також формування математичної екології пов'язані з моделюванням стану довкілля (еколого-географічних об'єктів (утворень, процесів), їх властивостей і відношень).
Математизація екології - це передусім розвиток математико-еколого-географічного моделювання. При цьому виділяють дві самостійні, хоч і взаємопов'язані проблеми: 1) використання формальної (штучної) математичної мови; 2) застосування власне математичних методів. Перше стосується побудови моделей, друге - їх дослідження і використання у числових розрахунках.
Побудова математичних моделей базується тільки за допомогою певних кількісно чітко визначених величин, які у процесі дослідження можуть змінюватись або залишитись незмінними (константами). Тому перш ніж будувати математичну модель або застосовувати уже відомі математичні методи і моделі, необхідно розчленувати об'єкт дослідження на ті елементи (компоненти), які характеризують найбільш істотні властивості даного об'єкта (процесу, явища). Потім кожному елементу утвореної таким чином системи ставиться у відповідність певна кількісна величина. Внаслідок цього одержимо деяку абстрактну систему взаємопов'язаних елементів (компонентів), що представляє (моделює) ту реальну систему або об'єкт, які ми досліджуємо. Процес (процедура) побудови такої абстрактної спрощеної системи називається математичною формалізацією реального об'єкта, явища або системи. Тому побудована абстрактна система і є певною моделлю реальної системи. Але це ще не математична модель у повному розумінні цього поняття (слова). Необхідно ще встановити зв'язки між окремими елементами системи та між елементами системи і середовищем, в якому функціонує ця система. На етапі встановлення кількісних зв'язків та співвідношень між елементами побудованої системи (моделі) застосування математичних методів можна вважати традиційним. Тут широко використовуються методи математичної статистики, методи побудови емпіричних формул, менше - комбінаторний та логічний аналіз. Статистичний аналіз давно застосовується майже в усіх описових науках і тим більше в еколого-географічних дослідженнях.
Математичне або імітаційне моделювання є однією з найбільш корисних і ефективних форм моделювання, яке виражає (відображає) найістотніші риси реальних об'єктів, процесів, явищ і систем, що вивчаються різними науками.
Створити математичну модель того чи іншого реального процесу або явища в повному розумінні цього поняття, не завжди вдається чітко математично описати реальний об'єкт, процес, явище або, як кажуть, реальну систему. Вихід з даного становища надає імітаційне моделювання. Суть якого полягає в тому, що модель реальної системи будується спочатку словесно (вербально), концептуально, а потім залучаються всі існуючі методи для формалізації і математичного опису моделі, включаючи методи інформатики, системного аналізу і математичного моделювання. Основною умовою побудови імітаційної моделі є використання сучасних електронних обчислювальних машин (ЕОМ). Основою якого є широке використання інтуїції науковця, дослідника чи спеціаліста та їх робота в діалоговому режимі з ЕОМ. Отже, поступаючись в точності математичного опису окремих елементів реальної системи, імітаційна модель, як правило, повинна мати перевагу відносно її інформативності та практичного використання. З огляду на останнє зауваження випливає, що усяка математична модель, яка успішно використовується для розв'язання складних практичних задач і проблем, з повним правом може називатися імітаційною моделлю або імітаційним моделюванням.
Отже, існує різноманітність способів і прийомів математичного моделювання, причому в назві математичної моделі часто відбивається назва того чи іншого математичного методу, що застосовується при побудові моделей. Наприклад, розрізняють моделі дискретні і неперервні, детерміністичні і стохастичні, аналогові і символічні та ін.
Властивості математико-екологічних моделей є те, що вони виступають не лише в ролі посередника між дослідником і об'єктом дослідження, а й проміжним об'єктом між теорією та дійсністю, відбиваючи певну одиничну, індивідуальнусистему.
Математична мова у процесі моделювання використовується для опису у більшості випадків сформованої на основі еколого-географічних теорій і концепцій задачі дослідження об'єкта.
6. Суть системного аналізу довкілля
Системний аналіз - це методологія дослідження об'єктів з метою визначення найбільш ефективних методів управління ними.
Системи можна представити як упорядковану послідовність елементів, кожен з яких є самостійною підсистемою по відношенню до елементів, розташованих на одній горизонталі є складовими по відношенню до підсистеми більш високого порядку, розташованої вище по вертикалі.
Структурний аналіз передбачає декілька етапів. На першому експерти формулюють мету, уточнюють область дослідження. На другому етапі здійснюють первинну структуризацію системи - окреслюють межі системи, що досліджується, зовнішнє середовище, прогнозують вплив системи на середовище і навпаки. Якщо система мало залежить
Loading...

 
 

Цікаве