《現(xiàn)代數(shù)學(xué)地質(zhì)》課程教學(xué)大綱

《現(xiàn)代數(shù)學(xué)地質(zhì)》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱現(xiàn)代數(shù)學(xué)地質(zhì)CourseName課程編碼GEO164721020開課院部地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院課程團隊數(shù)學(xué)地質(zhì)教學(xué)團隊學(xué)分2.0課內(nèi)學(xué)時32講授32實驗0上機0實踐0課外學(xué)時11適用專業(yè)本研一體化班（石油工程類）授課語言中文先修課程數(shù)學(xué)分析（2-1）、程序設(shè)計（C）、線性代數(shù)與解析幾何、概率論與數(shù)理統(tǒng)計、地質(zhì)學(xué)基礎(chǔ)、油田開發(fā)地質(zhì)學(xué)課程簡介（限選）結(jié)合專業(yè)特點與生產(chǎn)實際，從常用的基礎(chǔ)數(shù)學(xué)地質(zhì)方法入手，以掌握數(shù)學(xué)方法的基本原理和正確使用為目的，培養(yǎng)和提高學(xué)生利用數(shù)學(xué)方法正確處理地質(zhì)問題的基本能力，形成地質(zhì)定量研究的一般思維。課程的主要內(nèi)容包括多元統(tǒng)計分析方法（回歸分析、趨勢面分析、聚類分析、判別分析）、礦產(chǎn)資源預(yù)測方法（蒙特卡羅法、資源預(yù)測模型、油田規(guī)模序列法）、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以及盆地數(shù)值模擬的基本內(nèi)容。除課堂授課外，課程還安排部分討論交流環(huán)節(jié)以及部分方法的上機實驗。Combinedwiththespecialtycharacteristicsandproductionpracticeandstartingfromthecommonbasicmathematicalgeologicalmethods,theaimofthiscourseistomasterthebasicprinciplesandcorrectuseofmathematicalmethodsforcultivatingandimprovingthebasicabilitytocorrectlyhandlegeologicalproblemswithmathematicalmethods,andformingthegeneralthinkingofquantitativegeologicalresearch.Themaincontentsofthecourseincludemultivariatestatisticalanalysismethod(regressionanalysis,trendsurfaceanalysis,clusteranalysis,discriminantanalysis,etc.),mineralresourcepredictionmethod(MonteCarlomethod,resourcepredictionmodel,oilfieldsizesequencemethod,etc.),artificialneuralnetworksandbasiccontentsofthebasinmodeling.Inadditiontoclassroomteaching,partofthecoursealsoarrangedlinksofdiscussionandcommunicationandpartofthemethodsofcomputerexperiments.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號代號課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點任務(wù)自選1M1掌握地質(zhì)研究中基礎(chǔ)數(shù)學(xué)方法的原理。是2M2具備初步運用數(shù)學(xué)地質(zhì)方法分析并解決地質(zhì)問題的能力。是三、課程內(nèi)容序號章節(jié)號標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時教學(xué)方式課外學(xué)時課外環(huán)節(jié)1第1章緒論重點難點：數(shù)學(xué)地質(zhì)的概念，主要研究內(nèi)容和一般過程。/////21.1數(shù)學(xué)地質(zhì)的概念數(shù)學(xué)地質(zhì)的起源及現(xiàn)代定義。M1,M20.5講授//31.2主要研究內(nèi)容數(shù)學(xué)地質(zhì)的主要研究內(nèi)容及一般研究過程。M1,M20.5講授//4第2章地質(zhì)數(shù)據(jù)與地質(zhì)變量重點難點：地質(zhì)變量及地質(zhì)數(shù)據(jù)的類型，地質(zhì)數(shù)據(jù)預(yù)處理方法。/////52.1地質(zhì)變量地質(zhì)變量的概念、類型、特征及地質(zhì)變量的選擇。M1,M20.5講授//62.2地質(zhì)數(shù)據(jù)地質(zhì)數(shù)據(jù)的概念、類型、特點和地質(zhì)數(shù)據(jù)的表示方法。M1,M20.5講授//72.3地質(zhì)數(shù)據(jù)的預(yù)處理定量數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化、定性數(shù)據(jù)的定量化、原始數(shù)據(jù)的均勻化以及離群數(shù)據(jù)的判定和處理等。M1,M22講授//8作業(yè)1平時作業(yè)第1、2章內(nèi)容的平時作業(yè)。內(nèi)容主要是數(shù)學(xué)地質(zhì)的概念，一般研究過程及地質(zhì)變量的概念，類型及數(shù)據(jù)預(yù)處理方法等。M1,M2//2查閱資料9第3章回歸分析重點難點：確定多元線性回歸方程系數(shù)的最小二乘法。/////103.1回歸分析的概念及其解決的問題回歸分析的基本概念、研究對象和解決的主要問題。M1,M21講授//113.2多元線性回歸分析多元線性回歸模型、確定回歸系數(shù)的基本原理、回歸方程的顯著性檢驗、回歸預(yù)測和控制、可轉(zhuǎn)為線性回歸的非線性回歸等。M1,M22講授//123.3應(yīng)用實例回歸分析在油氣勘探開發(fā)中的部分應(yīng)用實例。M2,M31講授//13第4章趨勢面分析重點難點：多項式趨勢面方程的建立及系數(shù)求解，偏差的概念及趨勢異常圖的制作。/////144.1多項式趨勢面分析多項式趨勢面的一般形式、確定趨勢面方程的基本原理、影響趨勢面分析的主要因素和趨勢面偏差圖的制作。M1,M21.5講授//154.2應(yīng)用實例趨勢面分析在油氣勘探開發(fā)中的部分應(yīng)用實例。M2,M30.5講授//16作業(yè)2平時作業(yè)第3、4章的平時作業(yè)。內(nèi)容主要是回歸分析的概念及研究對象，線性回歸方程的建立，非線性回歸的變量替換法，實際應(yīng)用等。趨勢面分析的概念及解決的問題，多項式趨勢面方程建立，偏差及趨勢異常圖，實際應(yīng)用等。M1,M2,M3//3查閱資料17第5章判別分析重點難點：Bayes準(zhǔn)則及建立多總體判別函數(shù)的原理。/////185.1線性判別分析Fisher準(zhǔn)則下的線性判別函數(shù)及其使用方法。M1,M21講授//195.2多總體判別分析Bayes準(zhǔn)則及建立多總體判別函數(shù)的基本原理、正態(tài)總體下的判別函數(shù)及其使用方法。M1,M22講授//205.3應(yīng)用實例判別分析在油氣勘探看法中的部分應(yīng)用實例。M2,M31講授//21第6章聚類分析重點難點：常用的聚類統(tǒng)計量及含義，度量類之間親疏程度的方法，聚類過程。/////226.1聚類分析的概念和聚類統(tǒng)計量聚類分析的概念，常用聚類統(tǒng)計量及含義。M1,M20.5講授//236.2聚合法聚類分析無序個體的最短距離、最長距離、類平均、近鄰聯(lián)接、遠(yuǎn)鄰聯(lián)接和類平均法的聚合法聚類分析及其聚類過程。M1,M22講授//246.3分解法聚類分析最優(yōu)分割法的概念、段內(nèi)離差平方和的定義及其內(nèi)涵、最優(yōu)分割的過程。M1,M21講授//256.4應(yīng)用實例聚類分析在油氣勘探勘探開發(fā)中的部分應(yīng)用實例。M2,M30.5講授//26作業(yè)3平時作業(yè)第5、6章的平時作業(yè)。內(nèi)容主要是判別分析的概念及解決的問題，Bayes準(zhǔn)則及多總體判別函數(shù)的建立，判別未知樣品的方法；聚類分析的概念及解決的問題，聚類統(tǒng)計量及含義，聚合法聚類過程，分解法分類過程，實際應(yīng)用等。M1,M2,M3//3查閱資料27課堂討論1方法理解中的錯誤糾正從第3章到第6章的方法中，提出若干理論或?qū)嶋H應(yīng)用的問題，供學(xué)生課堂解答。就學(xué)生回答中出現(xiàn)的問題和原因，進行課堂討論交流，最終進行正確講解。同時就學(xué)生提出的問題進行討論和解答。M1,M2,M32討論交流//28第7章蒙特卡羅法重點難點：經(jīng)驗分布函數(shù)的構(gòu)造方法，抽樣方法，油氣資源量概率解的求取，蒙特卡羅法的計算步驟。/////297.1蒙特卡羅法概述基本概念、研究對象和一般計算過程。M1,M20.5講授//307.2隨機數(shù)的產(chǎn)生和隨機變量的抽樣方法0-1區(qū)間均勻偽隨機數(shù)的產(chǎn)生，隨機變量的抽樣方法。M1,M22講授//317.3概率解的表達(dá)與形成頻率統(tǒng)計法形成經(jīng)驗分布函數(shù)曲線，多個經(jīng)驗分布函數(shù)曲線的概率加，計算過程總結(jié)。M1,M21講授//327.4應(yīng)用實例計算油氣資源量的一個具體實例。M2,M30.5講授//33第8章油氣資源量預(yù)測方法重點難點：Weng旋回模型及Hubbert模型的特點、表達(dá)形式及系數(shù)求解，巴雷托定律及油田規(guī)模序列的預(yù)測。/////348.1Weng旋回預(yù)測模型模型的形式和特點，參數(shù)及求解方法。M1,M21講授//358.2胡伯特（Hubbert）預(yù)測模型模型形式和特點，參數(shù)及求解方法。M1,M21講授//368.3油田規(guī)模序列法油田規(guī)模序列的概念，巴雷托定律及油田規(guī)模序列預(yù)測。M1,M22講授//37作業(yè)4平時作業(yè)第7、8章的平時作業(yè)。內(nèi)容主要是四種油氣資源量預(yù)測方法的概念、原理、解決的問題及實際應(yīng)用等。M1,M2,M3//3查閱資料38第9章人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)重點難點：人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練算法及權(quán)值調(diào)整。/////399.1人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的概念，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)及學(xué)習(xí)。M1,M20.5講授//409.2BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，訓(xùn)練算法，權(quán)值調(diào)整。M1,M21講授//419.3實際應(yīng)用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在油氣勘探開發(fā)中的部分應(yīng)用。M1,M2,M30.5講授//42第10章盆地模擬方法重點難點：盆地模擬的概念，盆地模擬的主要模型及作用。/////4310.1盆地模擬的概念及任務(wù)盆地模擬的基本概念和主要任務(wù)。M1,M20.5講授//4410.2盆地模擬主要模型盆地模擬的主要模型，表達(dá)形式及作用等。M1,M21.5講授//四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評占比1平時作業(yè)1.平時作業(yè)集中在基礎(chǔ)的數(shù)學(xué)方法部分。每個方法布置4-6個題目。2.各次作業(yè)成績均采用百分制，平均分即為平時作業(yè)最終成績。根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時上交、是否獨立完成等評分。3.考核學(xué)生對基本知識的掌握能力，綜合運用所學(xué)知識分析問題、解決問題的能力。題型包括問答題及應(yīng)用題。30%2期末考試1.閉卷考試，成績采用百分制。2.主要考核學(xué)生對數(shù)學(xué)地質(zhì)基本知識的掌握能力，綜合運用所學(xué)知識，分析并解決地質(zhì)問題的能力。題型主要有填空題、選擇題、判斷題、簡答題、實際應(yīng)用題等。70%五、評分細(xì)則序號課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評分等級1M1平時作業(yè)40%A-獨立完成，用自己的語言表達(dá)且回答正確和充分，條理清晰，書寫工整。B-獨立完成，回答基本正確，闡述較充分，條理清晰，書寫工整。C-獨立完成，回答基本正確但不夠充分，條理基本清晰，書寫較為工整。D-回答正確率不足60%。缺失的回答及含糊不清、邏輯混亂的回答計入錯誤率。未交或抄襲作業(yè)均不得分。2M1期末考試60%（見試卷評分標(biāo)準(zhǔn)）3M2平時作業(yè)30%A-問題分析合理，解決問題的思路正確，總結(jié)充分、到位。B-問題分析基本合理，解決問題的思路基本正確，總結(jié)到位。C-問題分析基本合理，解決問題的思路不明確，總結(jié)不充分。D-內(nèi)容嚴(yán)重缺失，視程度給分。抄襲者不得分。4M2期末考試70%（見試卷評分標(biāo)準(zhǔn)）評分等級說明：[A,B,C,D]=[90-100,75-89,60-74,0-59]六、教材與參考資料序號教學(xué)參考資料明細(xì)1圖書|石油數(shù)學(xué)地質(zhì),李漢林，,中國石油大學(xué)出版社,2008.11,ISBN:978-7-5636-2450-8.（*主教材）2圖書|數(shù)學(xué)地質(zhì)方法與應(yīng)用,余繼峰等,中國礦業(yè)大學(xué)出版社,2019.02,ISBN:978-7-5646-3694-4.3