名称
第一章 系统及系统科学的基础
目的要求
通过讲授使学生了解本课程的学习内容、草原系统工程的应用范围,学习本课程的方法及本学科的发展史。
重点难点
掌握系统的概念、特点,了解系统工程的发展历史
时间
10分
10
15分
25分
第一节 系统及系统科学基础系统的概念:贝塔朗菲、韦氏词典、钱学森等关于系统工程的定义。
系统的特性:整体性 相关性 目的性 环境适应性系统的形态与性质:
自然系统与人工系统 实体系统与概念系统 静态系统与动态系统 开放系统与封闭系统 控制系统与行为系统第二节 系统科学基础系统的结构和功能结构是基础、功能是体现;结构决定功能,结构既稳定,又可变化系统间的关系互依关系:吞食关系:竞争关系:破坏关系:复杂系统的运动规律系统动态平衡的保持与不断打破转化的规律 连锁反应的规律 反馈规律 局部限制总体的规律 等效优效代换定律第三节 系统学三定律一 系统学第一定律——非加和律 二、系统学第二定律——五律最高率 三、系统学第三定律——模型化率
1,系统建模原则 2,系统的模型类型
名称
第二章 系统学新论
目的要求
了解系统科学在近几十年来,新发表的一些理论的内容,理解这些理论的在各学科中的应用。
重点难点
一般系统论、耗散理论、自组织理论
时间
2
概念 贝塔朗菲 创始人研究重点
研究内容三,耗散结构理论
线性系统、远离平衡态系统、非线性系统、熵的定义、系统的走向自组织理论与超循环理论生命的起源和系统的进化、系统的自我推进发展突变现象、正反馈、负反馈、、涨落导致有序
名称
第二章 系统学新论
目的要求
了解混沌现象的特点、制作混沌图形,了解混沌现象在生态系统的中应用。
重点难点
混沌理论的基本模型;低等昆虫社会的自组织行为
时间
2
一、混沌模型的建立
基本混沌模型的模拟,通过以上方程组,模拟混沌现象二、低等昆虫社会的自组织结构通过下述公式,奥本海默等人描述了蚂蚁在面临不同食物源的时候,所进行的选择决策的数学模型。并分析在多食源时,蚂蚁表现出的系统协同学的特征。
名称
第三章 系统的工程技术
目的要求
使学生掌握系统工程的分析的基本方法和步骤,了解草原系统工程的基本特征及其意义。
重点难点
系统分析的概念;系统工程的基本方法;系统工程的一般程序;系统分析的步骤;草原系统工程的基本特征。
系统工程分析的步骤
时间
2
系统工程的概念
一、概念,日办工业标准、美国技术辞典、钱学森、哈尔滨工业大学二、系统工程的形成和发展:现代系统工程的诞生三、系统工程的内容与性质
单一性、复合性;强调整体;
第二节,系统工程的基本方法和工作程序系统工程的基本方法
1 模型化方法 2 定量化方法 3 最优化方法
二、系统工程的一般程序
1 时间维 2 逻辑维 3 知识维
第三节 系统分析一 分析的基本概念二 分析的作用:承上启下三,步骤,目的、替代方案,费用和效益、模型、评价标准四,系统的评价与决策,系统的价值 评价和决策第四节 系统综合系统的最优设计 包括:整体功能设计 结构设计、系统和环境之间的关系设计,程序设计,人事设计和技术操作设计最优的原则:总体最优原则、人、机合理分配原则、环境和系统协调的原则 有效控制的原则;重点讲述环境和系统协调的原则;从发展的眼光看,人和机器之间的关系,以及在未来的发展趋势。
名称
第三章 草地牧草资源分类和分区的数量化方法
目的要求
使学生掌握草地牧草资源分类和分区的的原理、计算方法和步骤。
重点难点
草地和牧草属性的模糊性;聚类分析的基本原理;模糊关系和模糊矩阵
时间
2
聚类分析的原理重点讲述聚类分析的几个概念向量、变量、样本 维数、标准化 相似系数计算相似系数常用的方法:海明距离法分类结果的判别过程:
调查原始数据 建立矩阵 数据标准化 相似系数 聚类 判别第二节 模糊聚类分析一 草地和牧草属性的模糊属性,连续性 无边界性二、模糊子集和隶书函数在区间上的推广 — ,可以取无穷多值模糊关系
这个矩阵就成为模糊关系矩阵模糊排序的方法
数据标准化 建立模糊矩阵 模糊聚类:模糊运算原则 模糊聚类的特点五 举例说明:演算一道例题
名称
第五章 草地牧草资源的评价
目的要求
使学生了解和掌握草地牧草资源在评价过程中指标的选择原则,以及如何确定权重;通过学习,能够了解确定牧草生长的气候适宜度的方法。
重点难点
评价指标的确定;权重的确定;莫草生长适宜度的计算方法;
时间
2
评价指标及权重的确定一 草地资源评价指标体系指标的选择
牧草资源评价指标体系放牧用牧草 割草用牧草 绿化用牧草三 指标间权重的确定采用AHP分析法:建立评价判断矩阵;通过例题进行每个步骤的详细分解;第二节 牧草生产的气候适宜度 牧草生长的气候适宜因子:光照因子 平均气温 相对湿度 年积温 年降水量 无霜期
名称
第三节牧草引种地的生态条件的比较
目的要求
学习相似优先比模型的建立方法,掌握其步骤
重点难点
牧草引种地生态条件的比较;牧草农艺性状的比较。
时间
2
一 原理成对比较固定样本 与一对样本比较
X={x1 x2 …… xn}
用海明距离构造相关矩阵
使用条件:选取一个合适的标准品种或原产地
选择有生态意义的指标,并数量化二 解例题说明:
例题名称:象草生长地生态条件之比较三 牧草灰色关联度模型略讲
课后作业:将本例题中的指标按照权重的处理方法,进行求值。
名称
第六章 草地资源动态监测
目的要求
通过学习使学生掌握GDRMS应用的基本方法,通过学习,能够掌握不断更新的新型监测系统。
重点难点
系统的选择和配置; GRDMS在草原自然灾害测报方面的应用;草地面积的监测;牧草长势的监测 GRDMS的应用。
时间
2
草地资源动态监测系统的设计一 系统目标,自然灾害的测报 草地环境的动态测报 草地资源基况测报 社会经济发展统计二,GRDMS的基本结构
1,GRDMS的总体结构,三部分 信息采集 计算机处理 成果应用
2,GRDMS的硬件配置:微机、数字化仪 扫描仪 绘图仪 打印机三,信息的采集
1,地面信息网的建立,建立样地 1.1*1.1的样地面积 (平原、荒漠化草原)山地(0.1*0.2)的长方形样地。样地边缘应该设置永久性的界桩。
采集方式:录像、照相、调查;变化慢的1年测定一次,变化快的1个月测定一次。
2,遥感信息的源的选择与采集卫星频道 航片 均为遥感图片卫星来源:美国卫星TM:植被、地形、土壤的调查
法国卫星spot:分辨率最高
国内:风云1号 2 号航空遥感:利用飞机进行拍摄四 本底信息库的建立
1 采集:原始数据 权威 能够分类 满足要求
2 内容:地图 影像 监测网样地原始数据或基本数据、监测网的文字资料和文件
3.信息的采集方法:人工录入 手扶数字化 扫描数字化数据结构,点结构 矢量结构:多边形结构 块状结构 树状结构 ; 格网结构,
4 本地信息库的管理:
1 编辑加工 文件组织 数据预处理和校正
第二节 GDRMS应用草原自然灾害的测报草地面积的监测草地长势的监测草地产草量和载畜量的监测牧区环境和社会经济发展的监测第四节 草地资源动态的马尔柯夫模型一,草地资源的马氏链转移概率二、一次性转移概率计算方法及应用
名称
第七章 草原生产管理的优化技术
目的要求
通过教学使学生熟悉草原生产管理中常用的几种数学模型,掌握这些模型的应用方法,并用之指导生产实践。
重点难点
线性规划 单纯形法 对偶原理
时间
2
线性规划的基本概念及定理一 线性规划的概念二 基本定理第二节 单纯形法一 单纯形法的准备二 单纯形法的基变换三 单纯形法的几种解法四 单纯形法的矩阵形式第三节 对偶原理及其应用一 对偶的原理二 对偶问题的性质三 对偶问题的经济意义四 对偶单纯形法
名称
第七章 草原生产管理优化技术第四节 灵敏度分析
目的要求
掌握灵敏度分析的方法,了解灵敏度分析的经济含义。掌握多目标绘画模型的建模原理
重点难点
灵敏度分析 多目标模型的处理
时间
2
第四节 灵敏度分析一 单纯形表核心部分的经济含义二 价格系数的灵敏度分析三 资源限制系数的灵敏度分析四 技术系数的灵敏度分析第五节 多目标规划的基本模型一 多目标规划的基本模型二 多目标优化问题的是非劣解三 多目标问题的常用处理方法
名称
第八章 草原生产效益分析
目的要求
通过教学使学生了解和掌握草原生产函数的意义及其使用方法,能够熟练的进行各种效益的分析,为今后的工作中应用奠定基础。
重点难点
资源最适投入的计算方法;投入产出表的模型及应用;投入产出表的计算
时间
2
教学方法
第一节 草原生产函数的分析一 生产函数的意义二 边际分析法与资源的最适投入三 资源的替代及最适配合四 产品的替代组合五 生产函数的应用第二节 投入产出分析一 投入产出的意义二 投入产出表三 投入产出数学模型
结合例题讲解
名称
第九章 放牧系统分析
目的要求
通过教师讲解,使学生了解和掌握对家畜放牧行为的分析方法,并用来指导如何在有限的资源基础上合理进行放牧,并建立相关的模型。
重点难点
放牧行为及其测度;放牧家畜的牧食行为特征;放牧家畜对草地植株密度的影响;放牧家畜对牧草净生产量的影响;放牧系统的优化管理;放牧系统综合模型的应用。
时间
2
牧食行为及其测度一 家畜采食牧草的生理机制二 牧食行为的测度三 放牧家畜的牧食行为特征四 环境对家畜的影响第二节 放牧家畜对草地的作用一 放牧压力对草地植株的影响二 放牧压力对牧草净生产量的影响第三节 草地对放牧家畜的功能反应一 草地功能反应的意义二 草层高度对家畜牧食行为的影响三 草地牧草现存量对放牧家畜牧食行为的影响第四节 草地与放牧家畜的时空关系一 草畜供求平衡二 放牧家畜在草地上的空间格局第五节 放牧畜群的周转模型畜群的季节动态模型第六节 放牧系统的优化管理及模型的应用一 放牧管理的采食策略二 最适放牧压力下的管理策略三 混播草地上的放牧牛的模型
名称
第十章 草原生产的预测
目的要求
掌握几种常用的预测方法,了解预测的概念、类型以及基本步骤。
重点难点
预测的概念 预测的类型 基本步骤 德尔菲预测的特点 德尔菲预测的步骤
时间
教学组织
教学方法
预测的概念、分析和程序一 预测的概念二 预测的类型三 预测的基本步骤四 德尔菲预测的特点五 德尔菲预测的步骤六 结果处理第二节 时间序列分析法一 移动平均法二 指数平滑法三 平滑指数的选择
名称
第十章 草原生产的预测第三节 回归预测法 自回归预测法
目的要求
掌握回归预测的种类,掌握一元线性回归预测模型的分析步骤和方法。
了解自回归预测的步骤。
重点难点
一元线性回归的预测模型;一元非线性回归预测模型
时间
教学组织
教 学方 法
回归预测法一 一元线性回归预测模型
1 样本趋势图 2 样本拟合 检验二 回归预测模型三 多元线性回归第六节 自回归预测法一 自回归模型
二 模式识别三 参数估计四 模型检验五 模型预测六 应用实例
名称
第十一章 草原生产的决策
目的要求
通过本章那个内容的学习使学生掌握决策的一般过程,了解各种决策的分线概率的估计方法,并能够进行决策的规划,为进一步的工作建立坚实的理论基础。
重点难点
决策的过程;决策的步骤;决策问题的分布;决策的分类;风险概率可知的决策;无概率信息及闲置概率信息的决策;综合决策方法介绍
时间
决策概述一 决策的过程和步骤二 决策问题的描述三 决策的分类第二节 风险概率信息为可知的决策一 确定型决策二 风险型决策三 风险估计第三节 无概率信息及闲置概率信息的决策一 不确定型决策二 效用函数三 层次分析决策
第一章 系统及系统科学的基础
目的要求
通过讲授使学生了解本课程的学习内容、草原系统工程的应用范围,学习本课程的方法及本学科的发展史。
重点难点
掌握系统的概念、特点,了解系统工程的发展历史
时间
10分
10
15分
25分
第一节 系统及系统科学基础系统的概念:贝塔朗菲、韦氏词典、钱学森等关于系统工程的定义。
系统的特性:整体性 相关性 目的性 环境适应性系统的形态与性质:
自然系统与人工系统 实体系统与概念系统 静态系统与动态系统 开放系统与封闭系统 控制系统与行为系统第二节 系统科学基础系统的结构和功能结构是基础、功能是体现;结构决定功能,结构既稳定,又可变化系统间的关系互依关系:吞食关系:竞争关系:破坏关系:复杂系统的运动规律系统动态平衡的保持与不断打破转化的规律 连锁反应的规律 反馈规律 局部限制总体的规律 等效优效代换定律第三节 系统学三定律一 系统学第一定律——非加和律 二、系统学第二定律——五律最高率 三、系统学第三定律——模型化率
1,系统建模原则 2,系统的模型类型
名称
第二章 系统学新论
目的要求
了解系统科学在近几十年来,新发表的一些理论的内容,理解这些理论的在各学科中的应用。
重点难点
一般系统论、耗散理论、自组织理论
时间
2
概念 贝塔朗菲 创始人研究重点
研究内容三,耗散结构理论
线性系统、远离平衡态系统、非线性系统、熵的定义、系统的走向自组织理论与超循环理论生命的起源和系统的进化、系统的自我推进发展突变现象、正反馈、负反馈、、涨落导致有序
名称
第二章 系统学新论
目的要求
了解混沌现象的特点、制作混沌图形,了解混沌现象在生态系统的中应用。
重点难点
混沌理论的基本模型;低等昆虫社会的自组织行为
时间
2
一、混沌模型的建立
基本混沌模型的模拟,通过以上方程组,模拟混沌现象二、低等昆虫社会的自组织结构通过下述公式,奥本海默等人描述了蚂蚁在面临不同食物源的时候,所进行的选择决策的数学模型。并分析在多食源时,蚂蚁表现出的系统协同学的特征。
名称
第三章 系统的工程技术
目的要求
使学生掌握系统工程的分析的基本方法和步骤,了解草原系统工程的基本特征及其意义。
重点难点
系统分析的概念;系统工程的基本方法;系统工程的一般程序;系统分析的步骤;草原系统工程的基本特征。
系统工程分析的步骤
时间
2
系统工程的概念
一、概念,日办工业标准、美国技术辞典、钱学森、哈尔滨工业大学二、系统工程的形成和发展:现代系统工程的诞生三、系统工程的内容与性质
单一性、复合性;强调整体;
第二节,系统工程的基本方法和工作程序系统工程的基本方法
1 模型化方法 2 定量化方法 3 最优化方法
二、系统工程的一般程序
1 时间维 2 逻辑维 3 知识维
第三节 系统分析一 分析的基本概念二 分析的作用:承上启下三,步骤,目的、替代方案,费用和效益、模型、评价标准四,系统的评价与决策,系统的价值 评价和决策第四节 系统综合系统的最优设计 包括:整体功能设计 结构设计、系统和环境之间的关系设计,程序设计,人事设计和技术操作设计最优的原则:总体最优原则、人、机合理分配原则、环境和系统协调的原则 有效控制的原则;重点讲述环境和系统协调的原则;从发展的眼光看,人和机器之间的关系,以及在未来的发展趋势。
名称
第三章 草地牧草资源分类和分区的数量化方法
目的要求
使学生掌握草地牧草资源分类和分区的的原理、计算方法和步骤。
重点难点
草地和牧草属性的模糊性;聚类分析的基本原理;模糊关系和模糊矩阵
时间
2
聚类分析的原理重点讲述聚类分析的几个概念向量、变量、样本 维数、标准化 相似系数计算相似系数常用的方法:海明距离法分类结果的判别过程:
调查原始数据 建立矩阵 数据标准化 相似系数 聚类 判别第二节 模糊聚类分析一 草地和牧草属性的模糊属性,连续性 无边界性二、模糊子集和隶书函数在区间上的推广 — ,可以取无穷多值模糊关系
这个矩阵就成为模糊关系矩阵模糊排序的方法
数据标准化 建立模糊矩阵 模糊聚类:模糊运算原则 模糊聚类的特点五 举例说明:演算一道例题
名称
第五章 草地牧草资源的评价
目的要求
使学生了解和掌握草地牧草资源在评价过程中指标的选择原则,以及如何确定权重;通过学习,能够了解确定牧草生长的气候适宜度的方法。
重点难点
评价指标的确定;权重的确定;莫草生长适宜度的计算方法;
时间
2
评价指标及权重的确定一 草地资源评价指标体系指标的选择
牧草资源评价指标体系放牧用牧草 割草用牧草 绿化用牧草三 指标间权重的确定采用AHP分析法:建立评价判断矩阵;通过例题进行每个步骤的详细分解;第二节 牧草生产的气候适宜度 牧草生长的气候适宜因子:光照因子 平均气温 相对湿度 年积温 年降水量 无霜期
名称
第三节牧草引种地的生态条件的比较
目的要求
学习相似优先比模型的建立方法,掌握其步骤
重点难点
牧草引种地生态条件的比较;牧草农艺性状的比较。
时间
2
一 原理成对比较固定样本 与一对样本比较
X={x1 x2 …… xn}
用海明距离构造相关矩阵
使用条件:选取一个合适的标准品种或原产地
选择有生态意义的指标,并数量化二 解例题说明:
例题名称:象草生长地生态条件之比较三 牧草灰色关联度模型略讲
课后作业:将本例题中的指标按照权重的处理方法,进行求值。
名称
第六章 草地资源动态监测
目的要求
通过学习使学生掌握GDRMS应用的基本方法,通过学习,能够掌握不断更新的新型监测系统。
重点难点
系统的选择和配置; GRDMS在草原自然灾害测报方面的应用;草地面积的监测;牧草长势的监测 GRDMS的应用。
时间
2
草地资源动态监测系统的设计一 系统目标,自然灾害的测报 草地环境的动态测报 草地资源基况测报 社会经济发展统计二,GRDMS的基本结构
1,GRDMS的总体结构,三部分 信息采集 计算机处理 成果应用
2,GRDMS的硬件配置:微机、数字化仪 扫描仪 绘图仪 打印机三,信息的采集
1,地面信息网的建立,建立样地 1.1*1.1的样地面积 (平原、荒漠化草原)山地(0.1*0.2)的长方形样地。样地边缘应该设置永久性的界桩。
采集方式:录像、照相、调查;变化慢的1年测定一次,变化快的1个月测定一次。
2,遥感信息的源的选择与采集卫星频道 航片 均为遥感图片卫星来源:美国卫星TM:植被、地形、土壤的调查
法国卫星spot:分辨率最高
国内:风云1号 2 号航空遥感:利用飞机进行拍摄四 本底信息库的建立
1 采集:原始数据 权威 能够分类 满足要求
2 内容:地图 影像 监测网样地原始数据或基本数据、监测网的文字资料和文件
3.信息的采集方法:人工录入 手扶数字化 扫描数字化数据结构,点结构 矢量结构:多边形结构 块状结构 树状结构 ; 格网结构,
4 本地信息库的管理:
1 编辑加工 文件组织 数据预处理和校正
第二节 GDRMS应用草原自然灾害的测报草地面积的监测草地长势的监测草地产草量和载畜量的监测牧区环境和社会经济发展的监测第四节 草地资源动态的马尔柯夫模型一,草地资源的马氏链转移概率二、一次性转移概率计算方法及应用
名称
第七章 草原生产管理的优化技术
目的要求
通过教学使学生熟悉草原生产管理中常用的几种数学模型,掌握这些模型的应用方法,并用之指导生产实践。
重点难点
线性规划 单纯形法 对偶原理
时间
2
线性规划的基本概念及定理一 线性规划的概念二 基本定理第二节 单纯形法一 单纯形法的准备二 单纯形法的基变换三 单纯形法的几种解法四 单纯形法的矩阵形式第三节 对偶原理及其应用一 对偶的原理二 对偶问题的性质三 对偶问题的经济意义四 对偶单纯形法
名称
第七章 草原生产管理优化技术第四节 灵敏度分析
目的要求
掌握灵敏度分析的方法,了解灵敏度分析的经济含义。掌握多目标绘画模型的建模原理
重点难点
灵敏度分析 多目标模型的处理
时间
2
第四节 灵敏度分析一 单纯形表核心部分的经济含义二 价格系数的灵敏度分析三 资源限制系数的灵敏度分析四 技术系数的灵敏度分析第五节 多目标规划的基本模型一 多目标规划的基本模型二 多目标优化问题的是非劣解三 多目标问题的常用处理方法
名称
第八章 草原生产效益分析
目的要求
通过教学使学生了解和掌握草原生产函数的意义及其使用方法,能够熟练的进行各种效益的分析,为今后的工作中应用奠定基础。
重点难点
资源最适投入的计算方法;投入产出表的模型及应用;投入产出表的计算
时间
2
教学方法
第一节 草原生产函数的分析一 生产函数的意义二 边际分析法与资源的最适投入三 资源的替代及最适配合四 产品的替代组合五 生产函数的应用第二节 投入产出分析一 投入产出的意义二 投入产出表三 投入产出数学模型
结合例题讲解
名称
第九章 放牧系统分析
目的要求
通过教师讲解,使学生了解和掌握对家畜放牧行为的分析方法,并用来指导如何在有限的资源基础上合理进行放牧,并建立相关的模型。
重点难点
放牧行为及其测度;放牧家畜的牧食行为特征;放牧家畜对草地植株密度的影响;放牧家畜对牧草净生产量的影响;放牧系统的优化管理;放牧系统综合模型的应用。
时间
2
牧食行为及其测度一 家畜采食牧草的生理机制二 牧食行为的测度三 放牧家畜的牧食行为特征四 环境对家畜的影响第二节 放牧家畜对草地的作用一 放牧压力对草地植株的影响二 放牧压力对牧草净生产量的影响第三节 草地对放牧家畜的功能反应一 草地功能反应的意义二 草层高度对家畜牧食行为的影响三 草地牧草现存量对放牧家畜牧食行为的影响第四节 草地与放牧家畜的时空关系一 草畜供求平衡二 放牧家畜在草地上的空间格局第五节 放牧畜群的周转模型畜群的季节动态模型第六节 放牧系统的优化管理及模型的应用一 放牧管理的采食策略二 最适放牧压力下的管理策略三 混播草地上的放牧牛的模型
名称
第十章 草原生产的预测
目的要求
掌握几种常用的预测方法,了解预测的概念、类型以及基本步骤。
重点难点
预测的概念 预测的类型 基本步骤 德尔菲预测的特点 德尔菲预测的步骤
时间
教学组织
教学方法
预测的概念、分析和程序一 预测的概念二 预测的类型三 预测的基本步骤四 德尔菲预测的特点五 德尔菲预测的步骤六 结果处理第二节 时间序列分析法一 移动平均法二 指数平滑法三 平滑指数的选择
名称
第十章 草原生产的预测第三节 回归预测法 自回归预测法
目的要求
掌握回归预测的种类,掌握一元线性回归预测模型的分析步骤和方法。
了解自回归预测的步骤。
重点难点
一元线性回归的预测模型;一元非线性回归预测模型
时间
教学组织
教 学方 法
回归预测法一 一元线性回归预测模型
1 样本趋势图 2 样本拟合 检验二 回归预测模型三 多元线性回归第六节 自回归预测法一 自回归模型
二 模式识别三 参数估计四 模型检验五 模型预测六 应用实例
名称
第十一章 草原生产的决策
目的要求
通过本章那个内容的学习使学生掌握决策的一般过程,了解各种决策的分线概率的估计方法,并能够进行决策的规划,为进一步的工作建立坚实的理论基础。
重点难点
决策的过程;决策的步骤;决策问题的分布;决策的分类;风险概率可知的决策;无概率信息及闲置概率信息的决策;综合决策方法介绍
时间
决策概述一 决策的过程和步骤二 决策问题的描述三 决策的分类第二节 风险概率信息为可知的决策一 确定型决策二 风险型决策三 风险估计第三节 无概率信息及闲置概率信息的决策一 不确定型决策二 效用函数三 层次分析决策