《海洋大數(shù)據(jù)處理與分析》課程教學(xué)大綱

《海洋大數(shù)據(jù)處理與分析》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱海洋大數(shù)據(jù)處理與分析BigDataProcessingAndAnalysisOfOcean課程編碼SCC321121020開課院部理學(xué)院課程團隊數(shù)據(jù)科學(xué)團隊學(xué)分2.0課內(nèi)學(xué)時40講授16實驗0上機0實踐24課外學(xué)時40適用專業(yè)數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)授課語言中文先修課程程序設(shè)計（C）、Python語言與實訓(xùn)、最優(yōu)化方法、數(shù)值計算方法、應(yīng)用統(tǒng)計學(xué)課程簡介（限選）《海洋大數(shù)據(jù)處理與分析》是數(shù)據(jù)科學(xué)與大數(shù)據(jù)技術(shù)專業(yè)的選修課。本課程以海洋大數(shù)據(jù)處理應(yīng)用為主題，結(jié)合傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方法與深度學(xué)習(xí)模型，進行海洋大數(shù)據(jù)處理的學(xué)習(xí)和編程實踐。通過本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生通過理論學(xué)習(xí)掌握算法的理論知識，并通過上機實驗進行算法設(shè)計與程序開發(fā)。本課程內(nèi)容主要包括海洋大數(shù)據(jù)的獲取與特征，統(tǒng)計特征量及簡單分析，海洋大數(shù)據(jù)處理與分析方法，深度學(xué)習(xí)在海洋大數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用等內(nèi)容，指導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實際，用傳統(tǒng)方法和機器學(xué)習(xí)理論解決海洋大數(shù)據(jù)處理中的實際問題?！禣ceanbigdataprocessingandanalysis》isanelectivecourseformajorsofdatascienceandbigdatatechnology.Thiscoursetakestheapplicationofoceanbigdataprocessingasthetheme,andcombinesthetraditionaldataprocessingmethodswiththedeeplearningmodeltocarryoutthelearningandprogrammingpracticeofoceanbigdataprocessing.Throughthestudyofthiscourse,studentsmasterthetheoreticalknowledgeofalgorithmsthroughtheoreticallearning,andcarryoutalgorithmdesignandprogramdevelopmentthroughcomputerexperiments.Thecoursecontentmainlyincludesthebigoceandataacquisitionandfeature,thestatisticalcharacteristicsandsimpleanalysis,bigoceandataprocessingandanalysismethodofdeeplearningapplicationinthebigoceandataprocessing,etc,toguidestudentstointegratetheorywithpractice,usingtraditionalmethodsandmarchinelearningtheorytosolvepracticalproblemsinMarinebigdataprocessing.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目標(biāo)1：掌握海洋大數(shù)據(jù)處理與分析的基本概念和原理是4.42M2目標(biāo)2：數(shù)據(jù)處理與分析方法編程實現(xiàn)是4.43M3目標(biāo)3：通過算法編程，培育認(rèn)識和發(fā)現(xiàn)問題的能力和解決工程問題的能力是4.44M4目標(biāo)7：能保障課程正常秩序（政治層面、課堂保障層面，非學(xué)生能力層面）否三、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)11.11.1從傳統(tǒng)海洋數(shù)據(jù)到海洋大數(shù)據(jù)海洋大數(shù)據(jù)的發(fā)展及國內(nèi)外機構(gòu)介紹。M11講授1作業(yè)21.21.2海洋大數(shù)據(jù)的獲取及特征空基監(jiān)測平臺，陸基監(jiān)測平臺，海底監(jiān)測平臺，歷史海洋數(shù)據(jù)，社會經(jīng)濟數(shù)據(jù)的收集與歸檔；海洋數(shù)據(jù)的海量性和多類性。M11講授1作業(yè)32.12.1海洋資料的統(tǒng)計特征量位置特征量，離散特征量，矩和偏態(tài)系數(shù)，相關(guān)系數(shù)及其顯著性檢驗。M12講授2作業(yè)42.22.2海洋資料的圖示方法和頻率統(tǒng)計圖示法，頻率統(tǒng)計圖等。M1,M22講授2作業(yè)5上機1統(tǒng)計特征量及簡單分析用Matlab或者Python進行統(tǒng)計特征量簡單分析。M1,M22上機2作業(yè)62.32.3探索分析非正態(tài)分布簡單函數(shù)變換成近似正態(tài)分布，強估計，兩組數(shù)據(jù)的探索分析，多組數(shù)列的探索分析，異常值的顯著性差異檢驗。M12講授2作業(yè)7上機2探索分析編程兩組及多組數(shù)據(jù)探索分析的編程實現(xiàn)。M1,M22上機2作業(yè)83.13.1海洋數(shù)據(jù)存取格式及讀寫Netcdf格式，grib格式。M1,M21講授1作業(yè)93.23.2海洋大數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制時空異常檢測，缺失數(shù)據(jù)修補。M1,M21講授1作業(yè)10上機3數(shù)據(jù)讀取與質(zhì)量控制海洋大數(shù)據(jù)的讀取與質(zhì)量控制等的程序?qū)崿F(xiàn)。M2,M32上機2作業(yè)113.33.3時間序列分析時間序列相似性分析，時間序列預(yù)測，功率譜分析。M1,M22講授2作業(yè)123.43.4回歸分析直線擬合，曲線擬合，多項式回歸。M1,M22講授2作業(yè)13上機4時間序列與回歸分析時間序列與回歸分析的程序?qū)崿F(xiàn)。M2,M32上機2作業(yè)143.53.5極值分析極值分布和重現(xiàn)期極值的估計，多年一遇極大波高值的統(tǒng)計計算，多年一遇設(shè)計波高對應(yīng)周期的計算。M1,M22講授2作業(yè)15上機5極值分析程序?qū)崿F(xiàn)極值分析程序?qū)崿F(xiàn)。M2,M32上機2作業(yè)16上機6支持向量回歸方法在海浪波高短期預(yù)測中的應(yīng)用1支持向量回歸方法在海浪波高短期預(yù)測中的應(yīng)用。M2,M32講授+上機2作業(yè)17上機7支持向量回歸方法在海浪波高短期預(yù)測中的應(yīng)用2支持向量回歸方法在海浪波高短期預(yù)測中的應(yīng)用。M2,M32上機0/18上機8遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在風(fēng)暴潮預(yù)測中的應(yīng)用1遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在風(fēng)暴潮預(yù)測中的應(yīng)用.M2,M32講授+上機2作業(yè)19上機9遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在風(fēng)暴潮預(yù)測中的應(yīng)用2遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在風(fēng)暴潮預(yù)測中的應(yīng)用。M2,M32上機0/20上機10機器學(xué)習(xí)方法在海表面風(fēng)場預(yù)測中的應(yīng)用1機器學(xué)習(xí)方法在海表面風(fēng)場預(yù)測中的應(yīng)用1M2,M32講授+上機2作業(yè)21上機11機器學(xué)習(xí)方法在海表面風(fēng)場預(yù)測中的應(yīng)用2機器學(xué)習(xí)方法在海表面風(fēng)場預(yù)測中的應(yīng)用。M2,M32上機0/22上機12中尺度渦識別智能方法中尺度渦識別智能方法上機實現(xiàn)。M2,M32上機0/四、考核方式序號考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評占比1期末答辯根據(jù)學(xué)習(xí)過的各種算法，學(xué)生分組進行題目的選取和答辯。50%2上機作業(yè)根據(jù)上機作業(yè)的完成情況進行評分。35%3平時表現(xiàn)考勤，上課回答問題情況等。15%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期末答辯60%A-算法理解正確無誤，答辯過程表達(dá)清楚，流暢；B-算法理解比較正確，答辯過程表達(dá)比較清楚，流暢C-算法理解基本正確，答辯過程基本清楚，流暢；D-算法理解錯誤，答辯錯誤百出。2M1上機作業(yè)40%M-按時提交上機作業(yè)，海洋數(shù)據(jù)處理與分析基本知識點理解與應(yīng)用無誤。N-按時提交上機作業(yè)，海洋數(shù)據(jù)處理與分析基本知識點理解與應(yīng)用存在少量錯誤。3M2期末答辯60%A-算法理解正確無誤，答辯過程表達(dá)清楚，流暢；B-算法理解比較正確，答辯過程表達(dá)比較清楚，流暢C-算法理解基本正確，答辯過程基本清楚，流暢；D-算法理解錯誤，答辯錯誤百出。4M2上機作業(yè)40%M-按時提交上機作業(yè)，海洋數(shù)據(jù)處理與分析編程實現(xiàn)無誤。N-按時提交上機作業(yè)，海洋數(shù)據(jù)處理與分析編程實現(xiàn)存在少量錯誤。5M3上機作業(yè)20%M-按時提交上機作業(yè)，應(yīng)用海洋數(shù)據(jù)處理與分析，解決問題無誤。N-按時提交上機作業(yè)，應(yīng)用海洋數(shù)據(jù)處理與分析，解決問題存在少量錯誤。6M3期末答辯80%A-算法理解正確無誤，答辯過程表達(dá)清楚，流暢；B-算法理解比較正確，答辯過程表達(dá)比較清楚，流暢C-算法理解基本正確，答辯過程基本清楚，流暢；D-算法理解錯誤，答辯錯誤百出。7M4平時表現(xiàn)100%M-缺勤2次以內(nèi)。N-缺勤3次及以上且很少參加課堂討論。評分等級說明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];[A,B,C,D