Giáo trình điện tử Thiết kế thí nghiệm và xử lí số liệu môi trường đại học quốc gia hồ chí minh

1 Biên soạn:TS.GVC.ChếĐìnhLý Thiết kế thínghiệm vàxửlý số liệu mơi trường Mônhọcdànhchohọcviên ngànhcôngnghệmôitrường Thời lượng 45 tiết (20 LT+ 25 TH) Giáotrình điệntử 2 Mục tiêu môn học • Giúp người học nhận ra các loại xử lý số liệu thường gặp trong ñiều tra, nghiên cứu môi trường • Cung cấp những kiến thức cơ bản vềứng dụng thống kê trong việc xử lý số liệu vàtrình bày các kết quả ñiều tra, nghiên cứu về môi trường . • Cung cấp vàkỹ năng ñể thiết kế vàphân tích vàtrình bày kết quả thínghiệm trong lĩnh vực môi trường • Giúp người học phân tích mối liên hệ , thiết lập các mô hình thực nghiệm từ số liệu ñiều tra khảo sát. • Rèn luyện kỹ năng sử dụng phần mềm thống kê phổ thông nhất trong việc giải quyết xử lý vàtrình bày số liệu. 3 Nộidung mônhọc 1.Giớithiệumônhọc, kháiniệmcơbảnXLDL , 2.GiớithiệuphầnmềmxửlýthốngkêSTATGRAPHICS 3.Xửlýdữliệu ñiềutrakhảosát-Thốngkêmôtả 4.Lấymẫuthămdò, ướclượng, trắcnghiệmgiả thiết ứngdụngtrongmôitrường 5.Thiếtkếthínghiệmmộtyếutố–phântíchANOVA tronglĩnhvựcmôitrườngtàinguyên 6.Thiếtkếthínghiệmhaiyếutốtronglĩnhvựcmôi trườngtàinguyên 7.Phươngpháphồiqui tuyếntính ñơntốvà ñatốứng dụngtrongnghiêncứumôitrường. 8. Phươngphápchọnbiếntừngbướcvàchọnmôhình tối ưu 9.Phươngphápnắnmôphỏngvàdựbáoxửlýdữliệu quantrắcmôitrường 4 Bài1. Đặctrưngcủadữliệumôitrường, thống kêhọcvàcáckháiniệmcơbản 1.Sựcầnthiếtxửlýdữliệumôitrường 2.Các ñặctrưngcủadữliệumôitrường 3.Thốngkêhọcvàcáckháiniệmcơbản 5 B B à à i i 2. 2. Gi Gi ớ ớ i i thi thi ệ ệ u u ph ph ầ ầ n n m m ề ề m m STATGRAPHICS STATGRAPHICS 1.TổngquanvềphầnmềmSTATGRAPHICS 2.Cáckỹthuậtbiến ñổidữliệutrongStatgraphics 6 B B à à i i 3. 3. X X ử ử lý lý d d ữ ữ li li ệ ệ u u ñi ñi ề ề u u tra tra kh kh ả ả o o s s á á t t – – th th ố ố ng ng kê kê mô mô t t ả ả 1.Lậpfile dữ liệu, tạobiếnsốvàcácthaotáckhác 2.Tìnhtóancácchỉ tiêuthốngkêvàvẽñồ thị 3.Chỉ tiêuthốngkê 4.Bảngtầnsuất, codebook 5.Cáchbiến ñổibiếnsố 6.Bàitập(nộpfile 7 B B à à i i 4. 4. L L ấ ấ y y m m ẫ ẫ u u thăm thăm dò dò , , ư ư ớ ớ c c lư lư ợ ợ ng ng v v à à tr tr ắ ắ c c nghi nghi ệ ệ m m gi gi ả ả thi thi ế ế t t th th ố ố ng ng kê kê ứ ứ ng ng d d ụ ụ ng ng trong trong môi môi trư trư ờ ờ ng ng 1.Ý nghĩacủalấymẫuvà ướclượngvàtrắcnghiệmgiả thiếtthốngkêtronglĩnhvựcmôitrườngtàinguyên 2.Cáckháiniệmcơbản 3.Cỡmẫutrong ướclượngkếtquả khảosáttừlấymẫu 4.Nguyênlý, kháiniệmtrắcnghiệmgiả thiết 5.Thựchànhxửlý ướclượngvàtrắcnghiệmthốngkê trongSTATGRAPHICS 6) Cáckỹthuậtkiểmtratínhchuẩncủaphânbốdữkiện mẫuthămdò 8 B B à à i i 5. 5. Thi Thi ế ế t t k k ế ế th th í í nghi nghi ệ ệ m m v v à à Phân Phân t t í í ch ch bi bi ế ế n n lư lư ợ ợ ng ng ANOVA ANOVA 1)NhucầuứngdụngphântíchANOVA tronglĩnhvựcmôi trườngtàinguyên 2)Nguyênlý, kháiniệmcơbảntrongthiếtkếthínghiệm 3)Cácgiai ñoạnthựchiệnthínghiệm 4)Cơsởlýthuyếtcủaphântíchbiếnlượng 9 B B à à i i 6. 6. Thi Thi ế ế t t k k ế ế th th í í nghi nghi ệ ệ m m v v à à phân phân t t í í ch ch k k ế ế t t qu qu ả ả th th í í nghi nghi ệ ệ m m m m ộ ộ t t v v à à hai hai y y ế ế u u t t ố ố 1)TổngquanvềphântíchbiếnlượngANOVA trong STATGRAPHICS 2)Thiếtkếthínghiệmmộtyếutố 3)Thựchànhxửlýdữliệuthínghiệmmộtyếutố 4)Thiếtkếthínghiệmhaiyếutố 5)Thựchànhxửlýdữliệuthínghiệmhaiyếutố 10 B B à à i i 7. 7. X X ử ử lý lý h h ồ ồ i i qui qui tương tương quan quan ñơn ñơn bi bi ế ế n n – – ña ña bi bi ế ế n n 1.Nhucầuứngdụngphươngpháphồiqui tronglĩnhvựcmôi trườngtàinguyên 2.Cáckháiniệmcơbảnvềhồiqui tươngquan 3.Cácphươngphápphântíchhồiqui tươngquan 3.1) Hồiqui tuyếntính ñơngiản(Simple regression) 3.2) Phươngpháplọaitrừ trị bấtthườngtronghồiqui tuyến tính ñơngiản 3.3) Hồiqui tuyếntính ñabiến(Multiple regression) 4. Lậpbáocáophântíchhồiqui Bàiluyệntập [...]... gi i S bi n thiên trong c p đ n n t nhiên theo th i gian và khơng gian Các ngu n phát th i bi n thiên , t c đ dòng và s phân tán các thơng s theo th i gian S gia tăng hay gi m thi u c a ch t ơ nhi m theo th i gian Đo lư ng ch ch và khơng ch c ch n, sai s , l i lúc thu th p m u , phân tích t i phòng thí nghi m , s rút g n s li u, phân tích th ng kê và mơ hình hóa 21 2.2 Các đ c trưng c a d li u mơi trư... đ và cơng c x lý d li u Loại vấ đề n 1 Bốtrí thí nghiệ xửlýmô trườ g m i n Cô g cụ x n lý chủyế u Phâ tích biế lượng vàtrắ nghiệ n n c m thố g kê (Analysis of variance, n , statistical hypothese test) 2 Phâ tích diể biế mô trườ g qua n n n i n Phâ tích chuổ thờ gian n i i thờ gian, dự bá mứ độônhiễ i o c m (Time series analysis, Forecasting, dựa trê phâ tích chuổ sốliệ theo n n i u Smoothing) thờ gian,... lai và quy h ach dài h n Đ nghiên c u s v n chuy n c a ch t ơ nhi m trong mơi trư ng qua chu i th c ăn hay đư ng truy n qua khơng khí đ n con ngư i trong đánh giá r i ro mơi trư ng Đ xác đ nh và đ nh lư ng các m i quan h nhân qu dó vai trò ki m sóat các m c đ và s bi n thiên c a n ng đ ơ nhi m theo th i gian và khơng gian Đ đánh giá tác đ ng mơi trư ng c a chu trình s n ph m, đ phân tích bi n vào –... lý d li u và thi t k thí nghi m n Mơn h c ti p c n theo hư ng t p trung vào phương pháp x lý d li u và cung c p các ví d th c hành , khơng đi sâu vào lý thuy t th ng kê 28 3.2 Th ng kê h c cơ b n Các phương pháp th ng kê Th ng kê Mơ t Descriptive Statistics Th ng kê Suy di n Inferential Statistics 29 Th ng kê mơ t và th ng kê suy di n Th ng kê mơ t n Là các ph ng pháp l p b ng bi u, v đ th và tính tốn... thu th p phân tích) (2) Thí nghi m (đư c thi t k đ nghiên c u nơng nghi p, y khoa, mơi trư ng ), thu th p trong đi u ki n có ki m sốt ti n trình t o ra d li u • T ng h p d li u và mơ hình hóa d li u - T ng h p: mơ t d li u và g i ra s liên h đ n mơ hình (mơ hình hóa) • Hai m c đích c a mơ hình hóa: Nh n th c quy lu t và d báo •T m quan tr ng c a v đ th d li u: là vi c đ u tiên và cu i cùng mà nhà phân... n dương, phân b khơng đ i x ng S phân b khơng chu n c a d li u B can thi p – d li u đư c báo cáo dư i vài gi i h n giám sát (vì lý do chính tr ) Có đ c tính theo mùa – thay đ i theo mùa Tương quan t đ ng hay ph thu c vào th i gian (vd: tr cao ti p theo tr cao) n Ph thu c vào các bi n s khơng ki m sốt khác n C m u nh vì lý do chi phí 22 2.3 Thư ng ch a các tr b t thư ng Các tr b t thư ng là các s quan... 26 3 Th ng kê h c và các khái ni m cơ b n 27 J.P Hornak, 1051-501, 2004 3.1 Th ng kê h c và th ng kê mơi trư ng Th ng kê h c là m t t p h p các k thu t dùng đ giúp thu th p , t ch c , di n đ t , phân tích và trình bày d li u nh m m c đích cung c p thơng tin ph c v ra các quy t đ nh t t hơn Th ng kê mơi trư ng là s áp d ng th ng kê đ giúp thu th p , t ch c , di n đ t , phân tích và trình bày d li u mơi... qua lại giữ i n c n a cá yế tốtrong cù g dâ số Dự c u n n , đoá mố liê hệgiữ cá yế tố n i n a c u thô g quan liê hệtương quan n n Phâ tíùh hồ qui vàtương quan n c i (Regression and corelation analysis) 18 2 Các đ c trưng c a d li u mơi trư ng 19 2.1 S bi n thiên và sai s trong nghiên c u mơi trư ng n n D li u ơ nhi m mơi trư ng thư ng là bi n đ ng cao và ph i ch u các ki u b t n đ nh khác nhau S... c n gi thi t v các thơng s c a t p h p tồn th Đư c dùng đ tr c nghi m gi thi t và suy di n v các n Trong giáo trình này khơng đ c p đ n th ng kê phi thơng s thơng s c a t p h p tồn th t các tr th ng kê c a m u 31 •Lo i d li u MT: có hai lo i (1) khơng ph thu c th i gian (d li u kh o sát theo u c u) (2) Quan tr c theo th i gian (time series) Ki u d li u: Đ nh lư ng: (chi u cao, tr ng lư ng, hàm lư ng... Điề tra cá yế tốvậ lý hó học, u c u t , a sinh học củ mô trườ g phục đá h a i n n giátá độ g củ mô trườ g, đá h c n a i n n giáhiệ quảcủ mộ biẹn phá xử u a t p lýmô trườ g i n Cá phương phá thố g kêmôtả Lý c p n , thuyế thă dò ứ ù lượng vàtrắ t m , ơc c nghiệ giảthuyế thố g kê m t n (Sampling theory, estimation theory, statistical hypothese test, decision theory ) 4 M ố liê hệvàtá độ g qua lại giữ i