G3991 Analýza experimentálních dat

Přírodovědecká fakulta
podzim 2020
Rozsah
1/0. 1 kr. Ukončení: z.
Vyučující
doc. Ing. Jiří Faimon, Dr. (přednášející)
Garance
doc. Ing. Jiří Faimon, Dr.
Ústav geologických věd – Sekce věd o Zemi – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: doc. Mgr. Martin Ivanov, Dr.
Dodavatelské pracoviště: Ústav geologických věd – Sekce věd o Zemi – Přírodovědecká fakulta
Předpoklady
( (!(PROGRAM(B-GE)||PROGRAM(N-GE)||PROGRAM(D-GE4)||PROGRAM(D-GE)||PROGRAM(C-CV))) || (NOW( G0101 Školení BOZP a PO pro geology )&&NOW( C7777 Zacházení s chemickými látkami )))
Omezení zápisu do předmětu
Předmět je nabízen i studentům mimo mateřské obory.
Mateřské obory/plány
předmět má 32 mateřských oborů, zobrazit
Cíle předmětu
Shrnout a prohloubit znalosti posluchačů v oblasti analýzy dat se zaměřením na korelační a regresní analýzu při řešení geologických problémů.
Výstupy z učení
Student bude po absolvování předmětu schopen:
- zpracovat a upravit datové soubory
- převést hrubá data do ekvidistantních dat
- rozpoznat a eliminovat trendy (převést na stacionární data)
- segmentovat data do úseků statisticky homogenních
- provést korelační analýzu jednotlivých proměnných
- určit závislosti pomocí regresní analýzy
Osnova
  • 1. Kvantitativní a kvalitativní vědy: Postavení geologie v přírodních vědách.
  • 2. Geologická data: Číselná data, sběr dat, analýza dat, role IT.
  • 3. Závislosti, funkce, proměnné. Matematická proměnná, lineární a nelineární funkce. Závislá a nezávislá proměnná. Náhodná proměnná. Normální rozložení dat.
  • 4. Prostorové a časové řady. Datový krok, ekvidistantní data.
  • 5. Trendy, sezónnost: Interpolace, extrapolace, úskalí. Anuální, diurnální sezónnost.
  • 6. Korelační analýza geologických dat: Stacionární data. Pozitivní, negativní korelace, síla korelace, korelační koeficient, testování výsledků. Více proměnných – korelační matice. Neparametrická korelace.
  • 7. Skrytá proměnná, multikolinearita proměnných: Problémy interpretace výsledků korelace.
  • 8. Křížová korelace, autokorelace: Časové posuny a zpoždění závisle proměnné. Periodicita v závislosti.
  • 9. Regresní analýza geologických dat: Výběr funkce, testy. Metoda nejmenších čtverců, minimalizace funkce, numerické metody. Koeficient determinace R.
  • 10. Nelineární regrese: fenomenologická a modelová závislost, regrese polynomem a exponenciální funkcí.
  • 11. Vícenásobná regrese: určení závislosti více proměnných, sestupná a vzestupná regrese.
  • 12. Segmentace dat: Entropie křivek, statistická homogenita a nehomogenita datových řad, rozdělení řad.
Literatura
    doporučená literatura
  • Davis J.C. (2002): Statistics and data analysis in geology (third edition). John Wiley & Sons. New York, pp 638.
  • Brandt, Siegmund, 2014. Data Analysis (Fourth Edition), pp. 523, Springer, Berlin.
  • StatSoft (2017): Elektronická učebnice statistiky. - On-line: http://www.statsoft.cz/podpora/elektronicka-ucebnice-statistiky.
  • Jay L. Devore, Kenneth N. Berk, Matthew A. Carlton, 2021. Modern Mathematical Statistics with Applications (Springer Texts in Statistics) 3rd ed., pp. 988,‎ Springer. ISBN-13: 978-3030551551, ISBN-10: 3030551555.
Výukové metody
Distanční výuka: Individuální studium výukových materiálů doplněných komentáři.
Metody hodnocení
písemný test V případě krizové pandemické situace bude v podzimním semestru 2020 ukončení předmětu distanční formou.
Další komentáře
Studijní materiály
Předmět je vyučován jednou za dva roky.
Poznámka k periodicitě výuky: Bude otevřen v podzimním semestru 2020/2021.
Výuka probíhá blokově.
Předmět je zařazen také v obdobích podzim 2014, podzim 2016, podzim 2018, podzim 2024.