《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(tuán)隊(duì)數(shù)據(jù)科學(xué)團(tuán)隊(duì)學(xué)分2.0課內(nèi)學(xué)時(shí)40講授16實(shí)驗(yàn)0上機(jī)0實(shí)踐24課外學(xué)時(shí)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(jì)（C）、Python語言與實(shí)訓(xùn)、最優(yōu)化方法、數(shù)值計(jì)算方法、應(yīng)用統(tǒng)計(jì)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(jìn)行海洋大數(shù)據(jù)處理的學(xué)習(xí)和編程實(shí)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(shí)，并通過上機(jī)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行算法設(shè)計(jì)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(jì)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(shí)際，用傳統(tǒng)方法和機(jī)器學(xué)習(xí)理論解決海洋大數(shù)據(jù)處理中的實(shí)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(hào)代號(hào)課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)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(shí)現(xiàn)是4.43M3目標(biāo)3：通過算法編程，培育認(rèn)識(shí)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(hào)章節(jié)號(hào)標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式課外學(xué)時(shí)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(jī)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(tái)，陸基監(jiān)測平臺(tái)，海底監(jiān)測平臺(tái)，歷史海洋數(shù)據(jù)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)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(jì)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(yàn)。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(jì)圖示法，頻率統(tǒng)計(jì)圖等。M1,M22講授2作業(yè)5上機(jī)1統(tǒng)計(jì)特征量及簡單分析用Matlab或者Python進(jìn)行統(tǒng)計(jì)特征量簡單分析。M1,M22上機(jī)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(qiáng)估計(jì)，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(yàn)。M12講授2作業(yè)7上機(jī)2探索分析編程兩組及多組數(shù)據(jù)探索分析的編程實(shí)現(xiàn)。M1,M22上機(jī)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(shí)空異常檢測，缺失數(shù)據(jù)修補(bǔ)。M1,M21講授1作業(yè)10上機(jī)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(jī)2作業(yè)113.33.3時(shí)間序列分析時(shí)間序列相似性分析，時(shí)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(xiàng)式回歸。M1,M22講授2作業(yè)13上機(jī)4時(shí)間序列與回歸分析時(shí)間序列與回歸分析的程序?qū)崿F(xiàn)。M2,M32上機(jī)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(jì)，多年一遇極大波高值的統(tǒng)計(jì)計(jì)算，多年一遇設(shè)計(jì)波高對(duì)應(yīng)周期的計(jì)算。M1,M22講授2作業(yè)15上機(jī)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(jī)2作業(yè)16上機(jī)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(jī)2作業(yè)17上機(jī)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(jī)0/18上機(jī)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(jī)2作業(yè)19上機(jī)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(jī)0/20上機(jī)10機(jī)器學(xué)習(xí)方法在海表面風(fēng)場預(yù)測中的應(yīng)用1機(jī)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(jī)2作業(yè)21上機(jī)11機(jī)器學(xué)習(xí)方法在海表面風(fēng)場預(yù)測中的應(yīng)用2機(jī)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(jī)0/22上機(jī)12中尺度渦識(shí)別智能方法中尺度渦識(shí)別智能方法上機(jī)實(shí)現(xiàn)。M2,M32上機(jī)0/四、考核方式序號(hào)考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評(píng)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(jìn)行題目的選取和答辯。50%2上機(jī)作業(yè)根據(jù)上機(jī)作業(yè)的完成情況進(jìn)行評(píng)分。35%3平時(shí)表現(xiàn)考勤，上課回答問題情況等。15%五、評(píng)分細(xì)則序號(hào)課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評(píng)分等級(jí)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(cuò)誤，答辯錯(cuò)誤百出。2M1上機(jī)作業(yè)40%M-按時(shí)提交上機(jī)作業(yè)，海洋數(shù)據(jù)處理與分析基本知識(shí)點(diǎn)理解與應(yīng)用無誤。N-按時(shí)提交上機(jī)作業(yè)，海洋數(shù)據(jù)處理與分析基本知識(shí)點(diǎn)理解與應(yīng)用存在少量錯(cuò)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(cuò)誤，答辯錯(cuò)誤百出。4M2上機(jī)作業(yè)40%M-按時(shí)提交上機(jī)作業(yè)，海洋數(shù)據(jù)處理與分析編程實(shí)現(xiàn)無誤。N-按時(shí)提交上機(jī)作業(yè)，海洋數(shù)據(jù)處理與分析編程實(shí)現(xiàn)存在少量錯(cuò)誤。5M3上機(jī)作業(yè)20%M-按時(shí)提交上機(jī)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(shí)提交上機(jī)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(cuò)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(cuò)誤，答辯錯(cuò)誤百出。7M4平時(shí)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(píng)分等級(jí)說明：[A,B,C,D,E]=[90-100,80-89,70-79,60-69,0-59];[A,B,C,D