Просторове моделювання екологічних процесів
Спеціальність: Математичне та комп'ютерне моделювання
Код дисципліни: 7.113.02.E.016
Кількість кредитів: 8.00
Кафедра: Прикладна математика
Лектор: д.т.н., проф., професор кафедри ПМ Бунь Ростислав Адамович (лекції, лабор.)
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування у здобувачів освіти компетентностей:
загальні компетентності:
знання в області соціально-економічних наук, що сприяють розвитку загальної культури й соціалізації особистості, знання та використання етичних цінностей; розуміння причинно-наслідкових зв’язків розвитку суспільства; вміння використовувати їх в професійній та соціальній діяльності;
професійні знання методів математичного моделювання необхідні для майбутньої професійної діяльності чи подальшого навчання;
уміння ставити та розв’язувати задачі в області математичного моделювання та інформаційних технологій;
здатність до застосування знань на практиці;
уміння здійснювати пошук та аналізувати інформацію з різних джерел;
володіння дослідницькими навичками;
мати навички розроблення та управління проектами;
уміння аналізувати і синтезувати отримані результати, приймати обґрунтовані рішення, продукувати нові ідеї в області професійної діяльності;
уміння до письмової та усної комунікації українською мовою;
уміння працювати як індивідуально, так і в команді;
уміння ефективно спілкуватися на професійному та соціальному рівнях;
креативність, здатність до системного мислення;
потенціал до подальшого навчання;
відповідальність за якість виконуваної роботи.
фахові компетентності:
професійні знання наукових понять, теорій та методів, необхідних для розуміння принципів побудови, аналітичного та числового (обчислювальний експеримент) дослідження математичних моделей;
уміння застосовувати та інтегрувати знання і розуміння дисциплін інших спеціальностей;
уміння використовувати та впроваджувати нові технології, брати участь в модернізації систем та комплексів з метою підвищення їх ефективності;
здатність розуміти та враховувати соціальні, екологічні, етичні та економічні аспекти, що впливають на формування прийнятих чи рекомендованих рішень;
здатність використовувати набуті знання та вміння для побудови, дослідження, вибору впровадження та проектування математичних моделей та програмно-інформаційних комплексів для їх дослідження;
здатність застосовувати професійно-профільовані знання та практичні навички для побудови розв’язання задач математичного моделювання явищ чи систем, а також експлуатації програмно-інформаційних комплексів;
вміння ідентифікувати, класифікувати та досліджувати модельовані системи та їх складових шляхом використання як аналітичних, так і числових методів;
вміння досліджувати проблеми та визначати обмеження зумовлені як впливом на суспільство та навколишнє середовище, так і на безпеку життєдіяльності;
уміння аргументувати вибір методів дослідження математичних моделей, критично оцінювати отримані результати та захищати прийняті рішення.
Результати навчання: У результаті вивчення модуля студент повинен:
- знати основні підходи до просторового моделювання екологічних процесів;
- уміти здійснювати просторове моделювання за допомогою геоінформаційних систем.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Пререквізити: Програмування; Алгебра і геометрія; Бази даних та інформаційні системи
Кореквізити: Математичні моделі екологічних процесів
Короткий зміст навчальної програми: Принципи просторового моделювання екологічних процесів на місцевому, регіональному, національному та глобальному рівнях; загальні принципи побудови геоінформаційних систем для просторового моделювання екологічних процесів; засади побудови і використання для просторового моделювання геоінформаційних систем MapInfo Professional, ArcGIS, Saga, Quantum GIS, хмарної платформи Google Earth Engine; принципи реалізації обчислювальних експериментів з просторового моделювання екологічних процесів; методи аналізу невизначеності результатів математичного моделювання екологічних процесів; методи візуалізації та інтерпретації результатів просторового моделювання.
Опис: Мета та завдання предмету. Загальні принципи просторового моделювання екологічних процесів.
Принципи багаторівневого просторового моделювання екологічних процесів на місцевому, регіональному та національному рівнях.
Загальні принципи просторового моделювання екологічних процесів. Моделювання точкових, лінійних та площинних джерел забруднень.
Просторове моделювання екологічних процесів, пов’язаних електроенергетикою.
Просторове моделювання екологічних процесів, пов’язаних з функціонуванням житлового сектору.
Просторове моделювання екологічних процесів, пов’язаних з видобуванням та переробленням вугілля, нафти і газу.
Просторове моделювання екологічних процесів, пов’язаних з функціонуванням автомобільних транспортних засобів.
Просторове моделювання екологічних процесів, пов’язаних з функціонуванням залізничного, водного та авіаційного транспорту.
Просторове моделювання екологічних процесів, пов’язаних з функціонуванням переробної промисловості.
Просторове моделювання екологічних процесів, пов’язаних з функціонуванням сільського господарства.
Просторове моделювання екологічних процесів, пов’язаних з функціонуванням лісового господарства (поглинання).
Просторове моделювання екологічних процесів, пов’язаних з функціонуванням лісового господарства (емісії).
Загальні принципи побудови інформаційних систем для просторового моделювання екологічних процесів.
Принципи реалізації обчислювальних експериментів з моделювання екологічних процесів.
Невизначеність результатів математичного моделювання екологічних процесів.
Застосування ГІС та даних дистанційного зондування для просторового моделювання
Настільні інструментальні ГІС. ArcGIS
Огляд MapInfo Professional, Saga, Quantum GIS.
Елементи просторової статистики.
Приклади просторового моделювання.
Багаторівневі підходи до просторового моделювання.
Геоінформаційний підхід до просторового моделювання емісії парникових газів
Методи та критерії оцінювання: Діагностика знань здобувачів освіти проводиться за допомогою:
1. Проміжного контролю:
знань – на основі підготовленої презентації та усних відповідей на питання, пов’язані з формуванням математичних моделей екологічних процесів;
уміння – на основі усного представлення і презентації власних прикладів, пов’язаних з формуванням математичних моделей екологічних процесів;
компетентності – на основі здатності використовувати різноманітні підходи до математичного моделювання екологічних процесів для ефективного спілкування на професійному та соціальному рівнях.
2. Лабораторні заняття.
3. Підсумкового семестрового контролю (екзамен).
Критерії оцінювання результатів навчання: Поточний контроль (50%): виконання практичних завдань, письмові звіти з лабораторних робіт, усне опитування.
Підсумковий контроль (50%): залік.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: Розподіл балів: теоретичний курс – 70%, практичний курс – 30%.
Оцінка за лабораторні заняття складається з оцінок за виконання окремих лабораторних робіт (по 6 балів за кожну лабораторну роботу). Оцінювання кожної виконаної здобувачем освіти лабораторної роботи складається з трьох компонент: 1) знання теоретичного матеріалу, необхідного для виконання роботи – 50%; 2) виконання поставленого в лабораторній роботі завдання – 25%; 3) уміння проаналізувати та пояснити результат, зробивши висновки, що відображені у описі виконання лабораторної роботи – 25%.
Рекомендована література: Просторове моделювання емісії парникових газів від стаціонарних джерел / Р. Бунь, Н. Чарковська, О. Данило та ін. – Львів : ПП Сорока Т.Б., 2016. – 480 с.
Інформаційні технології інвентаризації парникових газів та прогнозування вуглецевого балансу України / за ред. Р. А. Буня. – Львів : УАД, 2004. – 376 с
Бунь Р. А. Інформаційні технології просторової інвентаризації парникових газів у енергетичному секторі та аналіз невизначеності / Бунь Р. А., Бойчук Х. В., Бунь А. Р., Лесів М. Ю. – Львів : ПП Сорока Т.Б., 2012. – 464 с.
Бунь Р.А. Інформаційні технології формування кадастру емісій парникових газів Львівщини / Р.А.Бунь та ін. – Львів : Видавничий дім «Укрпол», 2010. – 272 с.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою:
вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112
E-mail: nolimits@lpnu.ua
Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).