đề cương ôn tập môn học× đề cương ôn tập môn môi trường×khoa học môi trương×ứng dụng công nghệ×kh công nghệ và ứng dụng×nghiên cứu hoàn thiện công nghệ và xây dựng mô hình phát triển sản phẩm dùng trong phẫu thuật chấn thương chỉnh hình× Từ khóa bộ đề cương chi tiết môn học ngành báo chí đề cương luyện thi môn lý đề cương ôn tập môn vật lýđề cương ôn tập môn cơ sở dữ liệuđề cương ôn thi môn địađề cương ôn tập môn sửđề cương ôn thi môn văn
TRƯỜNG ĐẠI HỌC LÂM NGHIỆP VIỆT NAM KHOA QUẢN LÝ TÀI NGUYỂN RỪNG & MÔI TRƯỜNG MÔ HÌNH HÓA MÔI TRƯỜNG ENVIRONMENTAL MODELLING Chapter II PHÂN LOẠI VÀ TIẾN TRÌNH MÔ HÌNH Nguyễn Hải Hòa (Ph.D), Environmental Engineering Dept Email: nguyenhaihoa2013vfu@gmail.com PHÂN LOẠI MÔ HÌNH • Phân loại Cơ sở để phân loại mô hình? • Tiến trình a) Đặc điểm tính toán • Tiêu chuẩn b) Cách mô c) Phương pháp vận hành d) Phép so sánh e) Giả định • Phân loại Mục đích phân loại mô hình? • Tiến trình a) Thể ý tưởng mô sử dụng • Tiêu chuẩn b) Trình bày phương pháp & mức độ toán học ứng dụng c) Biểu dạng xuất kết mô hình d) Đề xuất loại liệu cần đưa vào để có thông tin e) Định danh thành phần hệ thống cần mô • Phân loại • Tiến trình Phân loại theo qui mô ứng dụng: Theo không gian (Spatial model): vùng nhỏ hay khu vực lớn • Tiêu chuẩn Theo thời gian (Temperal model): ngắn hạn hay dài hạn Theo giá trị mô hình (Model validity): cho giới hạn độ xác mô hình Theo giá trị liệu (Data validity): tùy theo mức độ & qui mô thu thập liệu lấy mẫu điểm hay nhiều điểm Phân loại theo cấu trúc: • Phân loại Mô hình “hộp trắng-white box”: người sử dụng có • Tiến trình thể thấy & hiểu tất tiến trình tính toán xảy ra, • Tiêu chuẩn trình trữ liệu & thông tin phản hồi (phương trình vi phân riêng phân & phương trình liên tục) Mô hình “hộp đen-black box”: người sử dụng biết đầu vào & đầu ra, mà hoàn toàn xảy bên trình chuyển hóa mô hình (phương trình toán học đơn & phép phân tích chuỗi thời gian) Phân loại theo cấu trúc: • Phân loại Mô hình “hộp xám-grey box”: người sử dụng hiểu • Tiến trình phần tiến trình xử lý liệu (mô hình • Tiêu chuẩn tham số & khái niệm) Phân loại mô hình theo tên gọi cụ thể: • Phân loại • Tiến trình • Tiêu chuẩn Mô hình vật lý (Physical model) Mô hình toán học (Mathematical model) Mô hình số (Numerical model) Mô hình giải tích (Analysis model) Mô hình xác định (Deterministic model) Mô hình khái niệm (Conceptual model) Mô hình ngẫu nhiên (Stochatic model) • Phân loại • Tiến trình • Tiêu chuẩn Mô hình tham số (Parametric model) Mô hình ổn định (Steady-state model) 10.Mô hình bất ổn định (Unstead-state model) 11.Mô hình dựa vào giả định sinh hóa (Biochemical assumption model) 12.Mô hình đánh giá tác động (Impact assessment model) 13.Mô hình dự báo (Predictive model) TIẾN TRÌNH VẬN HÀNH • Phân loại Mô hình vận hành & thực nghiệm? Thu thập liệu & xử lý (Data collection & processing) • Tiến trình Mô hình khái niệm • Tiêu chuẩn (Conceptual model) (4b) (4a) Mô hình giải tích/mô hình số (Analytical/Numerical model) Hiệu chỉnh (1) (2) (3) (4) (Calibration) Kiểm định (Verification) Dự đoán/tối ưu (Prediction/Optimisation) (5) (6) THU THẬP DỮ LIỆU • Phân loại a) Địa hình (cao độ, độ dốc,…) • Tiến trình b) Kích thước lưu vực cần tính toán (chiều dài, chiều rộng, • Tiêu chuẩn diện tích,…) c) Diễn biến khí tượng (mưa, bốc hơi, xạ, vấn tốc & hướng gió,…) d) Nguồn ô nhiễm (nhà máy, khu dân cư, ruộng vườn, hầm mỏ, khu công nghiệp) e) Các biến số môi trường (pH, nhiệt độ, độ mặn, độ đục, nhu cầu oxy sinh hóa, chất phú dưỡng, vi khuẩn,…) TIÊU CHUẨN LỰA CHỌN MÔ HÌNH • Phân loại • Tiến trình • Tiêu chuẩn TIÊU CHUẨN LỰA CHỌN MÔ HÌNH Tiêu chuẩn? • Phân loại a) Rất nhiều mô hình khác phát triển • Tiến trình • Tiêu chuẩn giới, kết nghiên cứu b) Mỗi mô hình: ưu điểm & hạn chế định Khó có mô hình mà chuẩn mực cho tất trường hợp c) Gây khó khăn người sử dụng phải lựa chọn mô hình phù hợp Do vậy: Mô hình tốt hiểu cách tương đối Về nguyên tắc: mô hình phức tạp, liệu nhập vào nhiều, độ xác kết thể cao? MÔ HÌNH TỐI ƯU • Phân loại a) Các phương pháp mục tiêu tổng thể để chọn mô hình tối • Tiến trình ưu chưa phát triển Do vậy, việc lựa chọn mô hình • Tiêu chuẩn phần “nghệ thuật” người nghiên cứu mô hình b) Tùy thuộc vào cách hiểu tiêu chuẩn tốt nhất: mức xác yêu cầu, khoảng thời gian quan trắc (thời gian lấy mẫu nước theo giờ, ngày, tháng hay mùa),… c) Phụ thuộc vào kích thước không gian mẫu: khoảng cách/phạm vi nhỏ/hẹp mức xác cao CHỌN MÔ HÌNH: Cấu trúc giá trị đầu vào/ra? • Phân loại • Tiến trình • Tiêu chuẩn Sự khái quát hóa tiến trình chủ yếu Phản ánh thực tế, phận cấu thành mô hình diễn biến theo tiến trình mang tính lý thuyết, kết nối đơn giản Mức độ xác cho việc tiên đoán, dự báo Kiểm nghiệm cho sai số thống kê & yếu tố không chắn mô hình đạt giới hạn cho phép Tính đơn giản mô hình Mô hình cần tối giản nhằm giảm bớt biến & thông số để mô tả tiến trình Càng thông số dễ sử dụng • Phân loại • Tiến trình Xem xét việc thành lập thông số Rất quan trọng việc phát triển mô hình khái niệm Nếu giá trị tối ưu thông số có độ nhạy cao/biến động lớn, mô hình nhiều • Tiêu chuẩn khả thiếu thực? Việc hàm ý nên dựa theo việc xem xét giá trị thông số từ việc quan trắc thực tế/thực hành hiệu chỉnh? Độ nhạy kết đến thay đổi giá trị thông số Mô hình nhạy cảm → cần nhiều giá trị nhập vào, gây khó khăn đo đạc • Phân loại Các giả định • Tiến trình Nên chứa giả định • Tiêu chuẩn Đặt nhiều giả định chừng tạo nên việc giới hạn sử dụng mô hình làm thông số nhạy cảm Tiềm cho việc cải tiến mô hình Cấu trúc cho việc cải tiến mô hình dễ dàng có thông tin CHỌN MÔ HÌNH: vấn đề thực tế? • Phân loại Điều kiện tự nhiên mô hình • Tiến trình Đáp ứng vấn đề thực tế phải giải quyết, điều kiện để mô hình có • Tiêu chuẩn giá trị Chọn mô hình trọn gói mô hình theo yêu cầu Mô hình trọn gói (tổng thể) mô hình theo yêu cầu Bài toán liên quan đến giá trị định Khả tài & tài nguyên: tổn thất tiềm sinh mạng, thiệt hại tài sản sảy • Phân loại Khả khung thời gian • Tiến trình Thời hạn phải hoàn thành dự án, thu thập thông tin đầu vào • Tiêu chuẩn Các thiết bị tính toán Phần cứng máy tính, loại mô hình, độ phức tạp mô hình Ứng dụng tương lai mô hình Dự kiến lần sau sử dụng? • Phân loại • Tiến trình • Tiêu chuẩn Tính tổng hợp mô hình Mô hình có giải nhiều mục tiêu? phạm vị, khả sử dụng sau? Cách truy cập mô hình, tài liệu hướng dẫn & dự phòng Dễ dàng cho người sử dụng, hỗ trợ, tập huấn bước,… Khả nguồn nhân lực: Nguồn nhân lực có kinh nghiệm chưa? • Phân loại • Tiến trình • Tiêu chuẩn 10 Cách thể mô hình Độ xác kết quả, tính ổn định, cách thể đồ thị 11 Tính thân thiện cho người sử dụng Có dễ dàng nhập liệu, xuất kết quả, kiểu đồ thị, bảng thống kê 12 Xem xét qui mô Qui mô không gian mô hình sử dụng có tương thích với khái niệm cấu trúc vấn đề? ĐÁNH GIÁ LẠI VIỆC LỰA CHỌN? • Phân loại Cần trả lời câu hỏi: • Tiến trình • Tiêu chuẩn Q1: Các thông tin mà mô hình cung cấp có thực theo yêu cầu toán? Q2: Các đặc trưng vật lý thể qua thông số mô hình có thực đáp ứng việc ứng dụng thực tế? • Phân loại • Tiến trình • Tiêu chuẩn Q3: Các phương trình sử dụng cấu trúc mô hình có với thuật toán đại, phù hợp với liệu thiết bị máy tính? Q4: Các kết mà mô hình cung ứng có chất lượng tương xứng với chi phí theo thời gian đặc thù không? ... hình d) Đề xuất loại liệu cần đưa vào để có thông tin e) Định danh thành phần hệ thống cần mô • Phân loại • Tiến trình Phân loại theo qui mô ứng dụng: Theo không gian (Spatial model ): vùng nhỏ... chuẩn Theo thời gian (Temperal model ): ngắn hạn hay dài hạn Theo giá trị mô hình (Model validity ): cho giới hạn độ xác mô hình Theo giá trị liệu (Data validity ): tùy theo mức độ & qui mô thu thập... quan trọng, phức tạp mô hình hóa) yi = a + bx1 + bx2 + ….+bxn + ei yi: giá trị biến phụ thuộc, xn: giá trị biến độc lập thứ n, ei: sai số HIỆU CHỈNH MÔ HÌNH • Phân loại Khi phát triển mô hình, tối