Praktikum dynamických modelů v ekologii 

Semestr: letní
Celkový rozsah: 1/1
Další přednášející:
Co je potřeba znát před přednáškou: doporučuji napřed mít základní znalosti o prostředí Matlabu, např. tím, že člověk absolvuje nějaký kurs prostředí Matlab (např. Úvod do programování v Matlabu pro ekology). Je dobré mít absolvovanou nějakou přednášku kvantitativní ekologie (třeba Ekologii společenstev, Populační biologii, Populační biologii rostlin, Biostatistiku nebo něco podobného). Rovněž je vhodné mít absolvovanou přednášku ze základní matematiky, nic z toho ale není nezbytné.

Kurs je svým způsobem praktické pokračování přednášky Ekologie společenstev. Chce poskytnout základy pro praktické zacházení s modely ekologických problémů, typicky souvisejících pro modelování souvisejících s diplomovou nebo doktorskou prací. Je zcela lhostejné, zda práce se týká populační biologie či struktury krajiny; spíš je důležité, zda si klade za cíl porozumění nějakým procesům a ne pouhý popis. Již formulovaný model typicky umožní (i) myšlenkové experimenty se systémem, (ii) zkoumání relativní důležitosti jednotlivých procesů/složek systému, (iii) najít důležité "skryté" parametry ovlivňující chování systému. Pokud Vás něco z toho zajímá, jste velmi vítáni. (Zájemci z jiných oddělení a kateder jsou samozřejmě rovněž vítáni!) Očekávám samozřejmě určitý zájem o formální myšlení, ale žádná speciální matematická výbava není nezbytná.

Těžištěm kursu bude samostatná práce účastníků, zpravidla tvorba modelů v prostředí Matlab (nebo v Excelu). Hlavní důraz kurs klade na tvorbu dynamických modelů, a jejich analýzu (zpravidla, i když nikoliv výlučně, simulačními postupy). Bude-li ovšem hezký problém na nějaký jiný typ modelu, jistě jej vyzkoušíme. Pokud všechno půjde dobře, na závěr kursu budete mít fungující model nějakého/nějakých procesů Vámi zkoumaného systému pro další testování a experimenty. Doufám, že se mi podaří, aby se praktikum soustředilo hlavně na věcnou stránku modelů, a méně na technické záležitosti; prostředí Matlabu je dostatečně výkonné na to, aby řadu technických záležitostí vyřešilo za nás.

Syllabus

• Typy modelů v ekologii
• Zásady konstrukce dynamických modelů, stavové proměnné, vztahy mezi stavovými proměnnými
• Typy dynamických modelů: deterministické/stochastické, spojité/diskrétní, prostorově explicitní/implicitní
• Anatomie formulace modelu pro vybraný případ: analýza problému, definice stavových proměnných, diskuse strukturních předpokladů, formulace dynamických závislostí, diskuse parametrů modelu (důležitost, dostupnost, kanonické hodnoty)
• Zásady formulace modelu v prostředí Matlab
• Parametrisace modelu: přímá a nepřímá
• Kalibrace/verifikace modelu daty
• Analýza sensitivity: zásady, informace, jež lze tímto způsobem získat. Vztah k odhadům parametrů, manipulace parametrů.
• Použití modelu. Predikce, myšlenkové experimenty.

Praktická část

• Formulace zajímavých problémů pro modelování a modelů pro jednotlivé případy
• Formulace jednotlivých modelů v prostředí Matlab - psaní funkcí
• Parametrisace získaných modelů
• Kalibrace/verifikace vytvořených modelů terénními daty
• Analýza sensitivity
• Použití vytvořených modelů

Pokud si chcete posoudit své základní znalosti matematiky a schopnosti používat její jazyk, Arnošt Šizling k tomu připravil hezký test.  Myslím, že není míněn tak, aby si člověk sčítal body a děsil se toho, jak jich má málo, ale spíš aby si uvědomil, v jakém prostředí se v ní pohybuje a jak má uvažovat.

Domovská stránka