海洋环境观测与数据分析

发布者:祁华发布时间:2018-04-18浏览次数:1106

中国海洋大学本科生课程大纲

  

课程名称

海洋环境观测与数据分析

Marine Environmental Monitoring and Data Analyses

课程代码

074504101201

课程属性

工作技能

课时/学分

32/1

课程性质

选修

实践学时

28

责任教师

张学庆

课外学时

0

  

一、课程介绍

1.课程描述:

本课程重点介绍物理海洋环境现场调查的仪器使用,并对海洋调查数据进行分析。海洋调查仪器重点介绍温盐深仪(CTD)、转子式海流计(RCM)、电磁式海流计(ECM)、声学式海流计(ADCP)、海洋观测浮标等仪器的原理、设置方法。针对海洋环境观测数据,本课程简单介绍时间序列数据的分析方法及应用,包括傅里叶分析、潮汐调和分析及小波分析;数据的空间分析技术及应用,包括客观分析、经验正交函数分析。

2.设计思路:

     海洋观测是获得海洋环境信息的重要手段之一;海洋环境观测数据是时间和空间的变量,包含非常复杂的因素,因此,掌握海洋数据分析方法并挖掘数据背后隐含的规律是研究海洋环境演变过程的重要工具。本课程讲授的思路为:仪器的原理方法仪器设置与操作海上实验数据分析。让学生掌握物理海洋常规仪器的原理、方法并掌握常用的数据分析方法,培养运用现代技术手段解决海洋环境问题的能力

本课程重点是温、盐、深、海流、气象要素等观测仪器的设置、使用方法,海洋模型和观测数据的分析方法。难点是海洋数据分析,要通过分析数据,发现事物的变化规律。

3.课程与其他课程的关系:

先修课程:《物理海洋学》

后置课程:本科毕业论文/设计。本课程为环境科学专业高年级学生开设,为学生毕业论文或设计提供数据分析的基本技能。

二、课程目标

本课程目标是为环境科学高年级学生提供海洋数据观测、数据分析的技能,引导学生增强沟通和团队合作意识。到课程结束时,学生应能:

1)掌握物理海洋调查仪器的方法原理、仪器的设置操作、海上仪器的布放、观测数据的分析等基本技能。

2)海上实习前,能自行进行仪器的设置操作,提高操作能力、团队协作能力。

3)掌握四维时空数据的分析方法,能通过数据方法发现问题、解决海洋环境问题。

三、学习要求

为顺利完成本课程任务,学生必须:

1)学生需要课前预习,查阅相关资料;

2)课堂上介绍仪器设置方法和数据分析方法,需要做好笔记,记好仪器操作步骤;

3)课下需要小组协作,加强动手能力,数据分析部分需要认真查阅资料,认真完成课下作业并需要提交数据分析报告。

四、参考教材和主要参考书

1.选用教材

DATA ANALYSIS METHODS IN PHYSICAL OCEANOGRAPHY. WILLIAM J. EMERYRICHARD E. THOMSON. 2004 Elsevier B.V.

2.主要参考书

[1]《海洋调查方法导论》,侍茂崇等编著,中国海洋大学出版社,2008.

[2]《潮汐原理与计算》,黄祖珂,黄磊.中国海洋大学出版社,2005.

五、进度安排

序号

专题

主题

课时

主要内容概述

实验实践

1

定位、水深测量原理和方法

水深、定位的观测原理和方法

2

海洋站位水深、经纬度的测量原理和方法

分组练习仪器的设置方法,了解监测数据的结构

2

气象要素观测原理和仪器使用方法

小型气象站使用方法

2

海上气象要素的观测原理、仪器使用方法及数据格式

分组练习仪器的设置方法,了解监测数据的结构

3

温盐深仪原理、使用方法

温盐深仪的使用方法

2

CTD的方法原理、仪器的设置方法、了解仪器数据导出方法及数据结构

分组练习仪器的设置方法,了解监测数据的结构

4

海流测量原理和仪器使用方法

转子式海流计;

电磁式海流计;声学海流计

2

三种海流计RCMECMADCP的设置方法、了解仪器数据导出方法及数据结构

分组练习仪器的设置方法,了解监测数据的结构

5

海上实习

海上调查规范及仪器操作

8

学习仪器布放,海上实习操作,掌握海洋调查仪器操作规范

分组练习仪器的设置方法,了解海洋调查规范

6

时间序列资料分析方法

  

傅里叶分析简介;调和分析简介;小波分析简介

8

傅里叶分析,潮汐、潮流的准调和分析和调和分析方法;简单介绍小波分析方法

对周日海流观测资料进行准调和分析;对一个月以上的潮汐资料做调和分析

7

数据的空间分析技术

EOF分析方法;objective analysis分析方法

8

四维时空数据分析,了解EOF分析方法,objective analysis分析方法

对四维时空数据进行EOF分解对海洋温度和盐度场进行分析并绘图

六、成绩评定

(一)考核方式DA.闭卷考试 B.开卷考试 C.论文 D.考查 E.其他

(二)统考方式BA.统一B.提前

(三)成绩综合评分体系:

成绩综合评分体系

比例

1.课下作业、课堂讨论及平常表现

30

2.平时测验

30

3.期末考查

40

总计

100

附:作业和平时表现评分标准

1)作业的评分标准

作业的评分标准

得分

1.严格按照作业要求并及时完成,基本概念清晰,解决问题的方案正确、合理,能提出不同的解决问题方案。

90-100

2.基本按照作业要求并及时完成,基本概念基本清晰,解决问题的方案基本正确、基本合理。

70-80

3.不能按照作业要求,未及时完成,基本概念不清晰,解决问题的方案基本不正确、基本不合理。

40-60

4.不能按照作业要求,未及时完成,基本概念不清晰,不能制定正确和合理解决问题的方案。

0-30

  

2)课堂讨论及平时表现评分标准

课堂讨论、平常表现评分标准

得分

1.资料的查阅、知识熟练运用,积极参与讨论、能阐明自己的观点和想法,能与其他同学合作、交流,共同解决问题。

90-100

2.基本做到资料的查阅、知识的运用,能参与讨论、能阐明自己的观点和想法,能与其他其他同学合作、交流,共同解决问题。

70-80

3.做到一些资料的查阅和知识的运用,参与讨论一般、不能阐明自己的观点和想法,与其他同学合作、交流,共同解决问题的能力态度一般。

40-60

4.不能做到资料的查阅和知识的运用,不积极参与讨论,不能与其他同学合作、交流,共同解决问题。

0-30

  

七、学术诚信

学习成果不能造假,如考试作弊、盗取他人学习成果、一份报告用于不同的课程等,均属造假行为。他人的想法、说法和意见如不注明出处按盗用论处。本课程如有发现上述不良行为,将按学校有关规定取消本课程的学习成绩。

八、大纲审核

教学院长:院学术委员会审核: