Классификация математических моделей и методов моделирования - Математические методы в экологии
При классификации экологических моделей могут быть использованы различные подходы.
Обычно выделяют следующие группы математических методов:
I - стандартные статистические методы;
II - многомерные методы (множественная регрессия и многофакторный дисперсионный анализ);
III - отклонение от нормальности, непараметрические методы;
IV - таблицы сопряженности и множественные сравнения;
V - марковские случайные процессы;
VI - дифференциальные уравнения.
Группы II и III характеризуют более продвинутые (сложные) методы по сравнению c группой I. Группу III характеризуют методы, в которых, в отличие от базовых, не выполняется предположение о нормальности данных, а в группе II представлены многофакторные методы. Группы IV характеризуется акцентом на дискретную природу факторов. Наконец, группы V и VI связаны с построением динамических моделей - вероятностных и детерминистских. Подробнее о статистических методах можно ознакомится на сайте www. biometrica. tomsk. ru, динамические модели в биологии и экологии можно найти на www. dmb. biophys. msu. ru.
Моделирование - это один из важнейших методов научного познания, с помощью которого создается модель (условный образ) объекта исследования. Сущность его заключается в том, что взаимосвязь исследуемых явлений и факторов передается в форме конкретных математических уравнений.
Процесс построения математической модели включает в себя следующие типовые этапы:
- - формулирование целей моделирования; - качественный анализ экосистемы, исходя из этих целей; - формулировку законов и правдоподобных гипотез относительно структуры экосистемы, механизмов ее поведения в целом или отдельных частей (при самоорганизации эти законы "находит" компьютер); - идентификацию модели (определение ее параметров); - верификацию модели (проверку ее работоспособности и оценку степени адекватности реальной экосистеме); - исследование модели (анализ устойчивости ее решений, чувствительности к изменениям параметров и пр.) и эксперимент с ней.
Составить строгую единую классификацию математических моделей, различающихся по назначению, используемой информации, технологии конструирования и т. п., принципиально невозможно, хотя версий таких классификаций существует достаточно много.
В. В. Налимов делит математические модели в биологии на два класса - теоретические (априорные) и описательные (апостериорные). П. М. Брусиловский видит математическую экологию как мультипарадигматическую науку с четырьмя симбиотическими парадигмами: вербальной, функциональной, эскизной и имитационной.
Можно перечислить и другие основания для классификации моделей:
- - природа моделируемого объекта (наземные, водные, глобальные экосистемы) и уровень его детализации (клетка, организм, популяция и т. д.); - используемый логический метод: дедукция (от общего к частному) или индукция (от частных, отдельных факторов к обобщающим); - статический подход или анализ динамики временных рядов (последний, в свою очередь, может быть ретроспективным или носить прогнозный характер); - используемая математическая парадигма (детерминированная и стохастическая).
Наконец, по целям исследования, технологии построения, характеру используемой информации и просто для удобства последующего изложения все методы математического моделирования можно разделить на четыре класса:
- - аналитические (априорные); - имитационные (априорно-апостериорные) модели; - эмпирико-статистические (апостериорные) модели; - модели, в которых в той или иной форме представлены идеи искусственного интеллекта (самоорганизация, эволюция, нейросетевые конструкции и т. д.).
Похожие статьи
-
Введение - Математические методы в экологии
Использование математических и информационных методов в экологии является непременным условием грамотного построения исследований и обработки информации...
-
Экологическая система как объект математического моделирования - Математические методы в экологии
Любая единица (биосистема), включающая все совместно функционирующие организмы (биотическое сообщество) на данном участке и взаимодействующая с...
-
ИССЛЕДОВАНИЕ БУДУЩЕГО. МОДЕЛИ МИРА - Экология, современность и будущее
Научное прогнозирование (в отличие от разнообразных форм ненаучного предвидения) - это соответственно непрерывное, специальное, имеющее свою методологию...
-
Электрохимические методы анализа - это совокупность методов качественного и количественного анализа, основанных на электрохимических явлениях,...
-
В последние десятилетия в Европе уделяется большое внимание проблемам, связанным с образованием и утилизацией отходов, в частности твердых бытовых и...
-
МЕТОДЫ ЭКОЛОГИИ - Экология и ее методы
Полевой метод - позволяет установить результат влияния на организм или популяцию определенного комплекса факторов, выяснить общую картину развития и...
-
Существует несколько подходов к классификации спектроскопических методов анализа. Классификационным критерием может быть вид электромагнитного излучения,...
-
Классификация экосистем - Основы общей экологии
Экосистемы можно классифицировать по их функциональным или структурным признакам. Пример полезной функциональной классификации - деление, основанное на...
-
Вывод. Рациональное использование экосистем - Экосистема и экосистемный метод в экологии
"Получение урожая" означает изъятие из экосистемы тех организмов или их частей, которые используются в пищу (или для иных целей). При этом желательно,...
-
Впервые определение экосистемы как совокупности живых организмов с их местообитанием было дано Тэнсли в 1935 году. При экосистемном подходе к изучению...
-
ПОНЯТИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ФАКТОРА. КЛАССИФИКАЦИИ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ - Основы экологии
Отдельные свойства или элементы среды, воздействующие на организмы, называются экологическими факторами. Факторы подразделяется на две большие группы:...
-
Методы исследований - Методы экологических исследований
В экологии часто используются методы, применяемые в других науках, как в биологических (биогеохимия, анатомия, физиология, и др.), так и небиологических...
-
Классификация методов контроля пыли и ее дисперсионного состава Известные методы измерения концентрации пыли по своему принципу разделяют на две большие...
-
В настоящее время применяют следующие методы ликвидации нефтяных загрязнений водных объектов: -механические, -физико-химические, -химические,...
-
Абиотический компонент экосистемы, Эдафические факторы - Экосистема и экосистемный метод в экологии
Абиотический, т. е. неживой, компонент экосистемы подразделяется на эдафические (почвенные), климатические, топографические и другие физические факторы,...
-
Организмы в экосистеме связаны общностью энергии и питательных веществ. Всю экосистему можно уподобить единому механизму, потребляющему энергию и...
-
Классификация природных ресурсов - Прикладная экология
Природные ресурсы -- основа первичного сектора экономики, ведущего сбор промышленного и сельскохозяйственного сырья и первичную его переработку для...
-
Экосистема - основное понятие экологии - Классификация экосистем
Экология рассматривает взаимодействие живых организмов и неживой природы. Это взаимодействие, во-первых, происходит в рамках определенной системы...
-
Экологические факторы среды и их классификация - Общая экология
Множество отдельных элементов среды обитания, влияющих на организмы хотя бы на одной из стадий индивидуального развития, называются Экологическими...
-
Создание научных основ оценки вторичных минеральных ресурсов и решение практических задач их использования требует разработки классификации этих ресурсов...
-
Удаление нефти с помощью химических соединений - детергентов - нашло применение при разливах нефти на море. К детергентам относятся растворители и ПАВ,...
-
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ МЕТОДОВ РАЗРАБОТКИ МЕСТОРОЖДЕНИЙ - Экология нефтегазодобывающих комплексов
При разработке многопластовых месторождений нефти и газа, как правило, существуют благоприятные возможности использования метода одновременно-раздельной...
-
Вред природный нефтяной минимизация В качестве основных направлений деятельности этой группы методов минимизации воздействия производств на окружающую...
-
Моделирование процессов природопользования. - Особенности системы управления природопользованием
Практически все науки, в том числе и природопользование, используют модели. Под моделью понимают материальный или мысленно представляемый объект, который...
-
Методы экологических исследований - Методы экологических исследований
Методологической основой экологии является системный подход в исследованиях. На основе системного подхода изучают свойства высокоорганизованных объектов,...
-
Предмет и объекты изучения экологии Экология и история ее развития. Место экологии в системе естественных и социальных наук. Методы экологических...
-
Физико-химические методы очистки сточных вод - Экология нефтегазодобывающих комплексов
К ним относятся методы флотации, коагуляции. Физико-химические методы позволяют интенсифицировать отделение взвешенных частиц минеральных и органических...
-
Сукцессия (от лат. Successio -- преемственность, наследование) -- процесс саморазвития сообществ. В основе сукцессии лежит неполный биологический...
-
Факельные установки предназначены для сжигания некондиционных газов, образующихся при пуске, продувке оборудования или в процессе работы, дальнейшая...
-
Какие существуют иные методы защиты атмосферного воздуха, кроме пылегазоочистки - Основы экологии
Защита атмосферы включает комплекс технических и административных мер, прямо или косвенно направленных на прекращение или, по крайней мере, уменьшение...
-
ПОНЯТИЕ СУКЦЕССИЙ, ЕЕ ХОД И ПРИЧИНЫ. КЛАССИФИКАЦИЯ СУКЦЕССИЙ - Основы экологии
Последовательная смена одного биоценоза другим называется экологической сукцессией (от лат. succession - последовательность, смена). Сукцессия является...
-
Вплив забруднюючих речовин на стан довкілля прямо залежить від їх фізичних і хімічних властивостей та властивостей продуктів їх розпаду, а також...
-
Классификация загрязняющих веществ - Проблемы экологии биосферы
Наиболее масштабным и значительным является химическое загрязнение среды несвойственными ей веществами химической природы. Среди них - газообразные и...
-
Природные ресурсы и их классификация - Проблемы экологии биосферы
Природные ресурсы -- это отделяемая часть природного объекта, полезные свойства (качества) которого удовлетворяют потребности человека (нефть, газ,...
-
Технологические и технические подходы, методы и средства затрагивают собственно источники сброса и выброса загрязняющих веществ, источники физических...
-
КЛАССИФИКАЦИЯ ЭКОСИСТЕМ ПО ПРОДУКТИВНОСТИ - Основы экологии
Продуктивность и плодородие экосистем. Изучение продуктивности - крайне важное направление экологических исследований. В течение 10 лет (с 1964 по 1974...
-
В 1987г. за рубежом дополнительная добыча нефти за счет применения методов повышения нефтеотдачи составила 70.6 млн т, в том числе за счет тепловых...
-
МЕТОД ВЛАЖНОГО И СВЕРХВЛАЖНОГО ВНУТРИПЛАСТОВОГО ГОРЕНИЯ - Экология нефтегазодобывающих комплексов
Сущность метода влажного горения заключается в том, что закачиваемая с воздухом в определенных количествах вода, испаряясь на фронте горения, переносит...
-
КЛАССИФИКАЦИЯ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ ПО ТИПУ ПИТАНИЯ. КРУГОВОРОТ ВЕЩЕСТВ В ЭКОСИСТЕМЕ - Основы экологии
-
Методы биоиндикации - Комплексная оценка экологического состояния района школы поселка Тыреть
Методы биоиндикации методы, которые позволяют судить о состоянии окружающей среды по факту встречи, отсутствия, особенностям развития...
Классификация математических моделей и методов моделирования - Математические методы в экологии