シラバス情報

授業情報
カリキュラム年度    2020 授業開講年度    2022年度
学科    環境学部 地球環境学科
授業科目分野    地球科学
開講年次    3
開講期    後期
GSG203S
科目コード    QBMGSG203S
履修区分    選択
単位数    1
授業科目名    環境解析演習
担当者漢字名称    内藤 望, 伊藤 征嗣
担当者カナ名称    ナイトウ ノゾム, イトウ セイジ
研究室    21-410
メールアドレス    n.naitoh.r2@it-hiroshima.ac.jp
オフィスアワー    https://www.it-hiroshima.ac.jp/campuslife/support/officehour/
上記URLもしくは本学HPの「在学生の方へ->オフィスアワー」から担当者のオフィスアワーを確認ください。
 
授業の目的    コンピュータを用いて自然環境の情報を解析する基礎的な技術・手法について体験的な演習を行う。具体的には、主に気象データを題材として、回帰分析、周期分析、データベース化、データ補間といった各種データ解析法のアルゴリズムを理解するとともに、表計算ソフトウェアや数値計算プログラミングを利用した実際のデータ解析ができるようになる。そして一見ランダムに発生しているように思える自然現象を数理的に把握・分析する技術を身に付ける。
ディプロマ・ポリシーと関連性
DP1(知識・理解) D(2) 地球環境技術者として、地球科学分野、環境共生分野、環境情報分野に関わる幅広い基礎的知識を修得し、様々な地球環境問題を科学的に理解できる。
DP2(思考・判断) D(4) 地球環境技術者として、環境共生型・循環型社会の構築に向けた様々な具体策の中から、現場や現状に応じた適切な方策を評価し、選択できる。
履修条件    この科目を学ぶ前に、地球科学実習を履修しておくことが望ましい。また、卒業研究で気象データなどの各種数値計算を行う者にとってはこの授業を履修することが望ましい。
キーワード    数値計算 プログラミング 統計計算 回帰分析 周期解析 主成分分析 気象データ
 
履修上の留意事項    下記参考書を持っている場合は必ず持参すること。

授業計画    内容    担当者    事前・事後学習   
第1回    ガイダンス、
表計算ソフトウェアによる解析のための時系列気象データのデータベース化
内藤 望 事前:20分 地球科学実習で学んだ、気象データの基礎的解析について復習しておく。
事後:30分 授業中に提供する1年分の定点気象観測データについて、表計算ソフトウェアを用いて、毎正時データから日データへの変換を完成しておく。
第2回    表計算ソフトウェアによる時系列気象データのトレンド解析 内藤 望 事前:20分 配付資料や参考書等で、回帰分析と移動平均について予習し、それぞれの利点が発揮できる適用例を考えてみる。
事後:30分 授業を振り返り、1年分の各気象要素ごとに季節変化を示す適切な合成図を完成しておく。

地球科学実習で取得したデータでも同様にデータベース化する。
第3回    表計算ソフトウェアによる時系列気象データのフィルタリング 内藤 望 事前:20分 配付資料や参考書等で、時系列データにおける周期帯へのフィルタリングについて予習し、疑問点を整理しておく。
事後:30分 授業を振り返り、年間気象データをフィルタリングして周期帯ごとに分離する操作を完成しておく。
第4回    表計算ソフトウェアによる時系列気象データの自己相関 内藤 望 事前:20分 配付資料や参考書等で、ラグ相関について予習し、周期分析としての疑問点を整理しておく。
事後:30分 授業を振り返り、1年間の定点気象観測データの各気象要素に対して、フィルタリングとラグ相関の結果から何らかの周期性が認められるか考察する。
第5回    空間気象データのデータベース化 内藤 望 事前:20分 配付資料や参考書等で、時系列データの解析法と空間分布に対する解析法の違いについて、概略を予習し疑問点を整理しておく。
事後:30分 授業中に提供する1年分の多地点気象観測データについて、主成分分析に必要な処理を施したデータセットを完成しておく。
第6回    主成分分析アルゴリズム 内藤 望 事前:20分 配付資料や参考書等で、主成分分析の概念について予習し、疑問点を整理しておく。
事後:30分 授業を振り返り、多地点気象データに対する主成分分析の意味について十分に理解を深めておく。
第7回    表計算ソフトウェアによる主成分分析 内藤 望 事前:20分 配付資料を熟読し、表計算ソフトウェアを用いた主成分分析の具体的方法について予習し、疑問点を整理しておく。
事後:30分 第1回~第7回授業における課題内容についてレポートとしてとりまとめ、指定期日までに提出する。
第8回    プログラミングによる解析のための時系列データのデータベース化 伊藤 征嗣 事前:20分 C言語の制御文と繰り返し文の使い方、応用方法について、過去のソースコードから確認しておく。
事後:30分 地球科学実習で取得したデータでも同様にデータベース化する。
第9回    プログラミング1:キャスト演算子 伊藤 征嗣 事前:20分 キャスト演算子について調べる。
事後:30分 授業中に課した課題に取り組み、キャスト演算子を深く理解する。
第10回    プログラミング2:データ参照 伊藤 征嗣 事前:20分 配列の仕組みや使い方を確認する。
事後:30分 授業中に課した課題に取り組み、配列によるデータ参照方法を理解する。
第11回    プログラミングによるファイル処理1:ファイル読み込み 伊藤 征嗣 事前:20分 ファイルの読み込みについて予習する。
事後:30分 授業中に課した課題に取り組み、ファイルの読み込み方法を理解する。
第12回    プログラミングによるファイル処理2:ファイル書き込み 伊藤 征嗣 事前:20分 ファイルの書き込みについて予習する。
事後:30分 授業中に課した課題に取り組み、ファイルの書き込み方法を理解する。
第13回    プログラミングによる時系列気象データの統計解析 伊藤 征嗣 事前:20分 平均値や中央値の算出方法を理解する。
事後:30分 授業中に課した課題に取り組み、各種統計的数量を算出できるようにする。
第14回    プログラミングによる時系列気象データの周期解析 伊藤 征嗣 事前:20分 フィルタリング計算方法について理解する。
事後:30分 授業中に課した課題に取り組み、フィルタリング処理による周期処理を理解する。

到達目標と評価種別、その割合
DP    到達目標    比率   
DP(2) プログラムや表計算ソフトウェアで気象データを解析・分析することができる。 50%
DP(4) プログラムや表計算ソフトウェアで気象データを取り扱うことができる。 50%
評価種別    比率   
授業への能動的参加 20%
レポート 80%

評価及び評価基準    @:プログラムや表計算ソフトウェアで気象データを適切に取り扱い、分析することができる。
A:プログラムや表計算ソフトウェアで気象データを取り扱い、分析することができる。
B:プログラムや表計算ソフトウェアで気象データをある程度適切に取り扱い、分析することができる。
C:プログラムや表計算ソフトウェアで気象データを最低限取り扱い、分析することができる。
D:未到達(不合格)
科目GPA及び評価分布    前年度未開講のため、記載していません。
課題(試験、レポート等)の学生への
フィードバック方法   
各担当教員の担当授業回終了時に課すレポート課題は、次年度以降の参考とするため返却しない予定。担当授業回終了後の学生からの質問等には、個別に対応する。

教科書    タイトル 著者名 発行所 出版年 ISBN ボタン
教科書はなし。適宜資料を配布する。
参考書    タイトル 著者名 発行所 出版年 ISBN ボタン
学生のための詳解C 中村隆一 東京電機大学出版局
UNIX/Windows/Macintoshを使った 実践!気候データ解析(第2版) 松山洋・谷本陽一著 古今書院
Excelで学ぶ理論と技術 多変量解析入門 竹内光悦・酒折文武著 ソフトバンククリエイティブ


能動的学習の授業手法
手法    授業実施回等   
グループワーク 毎回課す問題に対して、学生同士で意見交換し合う。

授業改善点など    学生の習熟度における個人差の低減に向けて、学生間の教え合いを促す
前年度授業アンケート結果    前年度は開講されていない授業科目のため、アンケート結果はありません。
関連する資格    高等学校教諭一種免許状(情報):教科に関する選択科目
備考   
更新日時    2021年12月07日 23時46分01秒