Fundamentals of Computational Geoscience

Fundamentals of Computational Geoscience pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Springer
作者:Chongbin Zhao
出品人:
页数:323
译者:
出版时间:2009-4-8
价格:USD 199.00
装帧:Hardcover
isbn号码:9783540897422
丛书系列:
图书标签:
  • 岩石力学
  • 计算地球科学
  • 地球科学
  • 计算方法
  • 数值模拟
  • 地球物理
  • 地质学
  • 地球信息学
  • 科学计算
  • 建模
  • 数据分析
想要找书就要到 小美书屋
立刻按 ctrl+D收藏本页
你会得到大惊喜!!

具体描述

This monograph aims to provide state-of-the-art numerical methods, procedures and algorithms in the field of computational geoscience, based on the authorsa (TM) own work during the last decade. Although some theoretical results are provided to verify numerical ones, the main focus of this monograph is on computational simulation aspects of the newly-developed computational geoscience discipline. The advanced numerical methods, procedures and algorithms presented are also applicable to a wide range of problems in both geological length-scales and engineering length-scales. In order to broaden the readership, common mathematical notations are used to describe the theoretical aspects of geoscience problems, making it either an invaluable textbook for postgraduate students or an indispensable reference book for computational geoscientists, mathematicians, engineers and geoscientists.

好的,这是一份关于一本假想的、不包含《Fundamentals of Computational Geoscience》中任何内容的图书简介。这份简介将详细描述一本专注于其他领域的书籍,字数控制在1500字左右。 书名:《数字时代的生态系统动力学:复杂性、建模与可持续性》 作者: [此处可填写真实或虚构的专家姓名,例如:Dr. Elara Vance & Prof. Kenji Tanaka] 出版社: [此处可填写真实或虚构的出版社名称,例如:Terra Nova Press] ISBN: [此处可填写真实或虚构的ISBN] 字数/页数: 约1500字内容(实际书籍篇幅可能在600-800页) 版次: 第一版 --- 图书简介 《数字时代的生态系统动力学:复杂性、建模与可持续性》 是一部面向环境科学家、生态学家、数据分析师以及政策制定者的权威性专著。本书深刻探讨了在信息技术和大数据飞速发展的今天,我们如何利用前沿的计算工具和理论框架来理解、模拟和管理地球复杂的生物物理生态系统。 本书的核心宗旨在于弥合理论生态学、复杂系统科学与现代信息技术之间的鸿沟。它并非一本关注地球物理或地质计算方法的书籍,而是聚焦于生物圈、水圈与大气系统在时间与空间尺度上的动态相互作用。 第一部分:生态系统复杂性的理论基础 本部分为理解现代生态系统建模奠定了坚实的理论基础。 第一章:生态系统的非线性本质 本章从经典生态学理论出发,系统回顾了种群动态(如Lotka-Volterra模型)的局限性。重点阐述了系统生物学和生态学中普遍存在的反馈机制、阈值效应和突现现象。我们深入分析了为什么线性模型无法准确捕捉生物群落对气候变化和人类干扰的响应。本章讨论了基于代理(Agent-Based Modeling, ABM)方法论的兴起,强调了异质性在驱动宏观生态模式中的关键作用。 第二章:信息论与生态系统熵 本章引入了信息论的概念,探讨如何量化生态系统的复杂性和信息含量。我们讨论了有效复杂性(Effective Complexity)的概念,并将其应用于评估生态系统稳定性和抵抗力。通过构建信息流网络模型,读者可以理解能量和物质在食物网中的传递效率,以及信息反馈对物种共存的潜在影响。本章还涉及基于图论的生态网络分析,用于识别关键物种(Keystone Species)和网络脆弱点。 第三章:随机过程与生态漂移 生态系统受制于随机波动——无论是环境的随机变化还是生物内部的随机过程(如突变或扩散)。本章详细介绍了随机微分方程在生态学中的应用,并区分了确定性模型与随机模型在预测生态系统未来状态时的差异。讨论了中性理论(Neutral Theory)在解释生物多样性格局中的作用,及其在多尺度环境异质性下的修正方法。 第二部分:先进建模范式与计算工具 本部分是全书的实践核心,详细介绍了用于构建和运行复杂生态模型的计算技术栈。 第四章:基于个体的建模(ABM)与并行计算 本章聚焦于ABM在模拟物种迁移、疾病传播和资源竞争中的应用。我们不仅介绍了如何构建具有复杂决策规则的个体模型,还重点讨论了如何利用现代高性能计算(HPC)架构,如GPU加速和分布式计算框架,来处理包含数百万个相互作用个体的超大规模模拟。本章提供了使用特定开源框架(如NetLogo或GAMA)进行生态ABM开发的详细教程。 第五章:数据同化与状态空间重构 在处理不完全或有噪声的观测数据时,数据同化技术至关重要。本章详细介绍了卡尔曼滤波(Kalman Filtering)及其扩展形式(如集合卡尔曼滤波,EnKF)在生态时间序列预测中的应用。我们展示了如何将实地观测数据(如遥感植被指数或传感器网络数据)有效地融入到动态生态模型中,以校正模型参数和状态估计,从而实现更精确的短期预测和长期趋势分析。 第六章:机器学习在生态学中的应用 本章探讨了深度学习和强化学习如何革新生态数据分析。讨论了卷积神经网络(CNN)在处理高分辨率卫星图像以进行物种识别和栖息地制图中的作用;循环神经网络(RNN)在预测季节性生物量变化中的优势。此外,我们还探讨了强化学习代理如何用于制定最优的动态资源管理策略,例如在渔业或森林管理中的应用。 第三部分:可持续性、反馈与管理决策 本书的最后一部分将理论和技术应用于现实世界的可持续发展挑战,强调了模型如何指导决策。 第七章:气候变化下的反馈回路与临界点 本章聚焦于气候-生态系统的复杂反馈机制。例如,永久冻土融化释放的甲烷如何反作用于大气温度,进而影响苔原生态系统的结构。我们使用耦合的生物地球化学模型和气候模型,分析了生态系统通过“倾覆点”(Tipping Points)转向新稳定状态的可能性和速度。本章强调了提前识别这些临界点对于政策干预的重要性。 第八章:水资源管理中的跨尺度建模 水文过程与生物群落活动紧密耦合。本章介绍如何构建耦合的土壤-植被-大气传输(SVAT)模型,模拟区域尺度上的水分循环。重点分析了在干旱风险增加的背景下,如何通过模型评估不同灌溉策略或土地利用变化对流域生态健康和人类用水安全的影响。 第九章:生态系统服务评估与价值化计算 可持续发展的核心在于量化生态系统为人类提供的服务。本章概述了从生物物理模型输出(如碳固存量、水净化能力)到经济价值评估的计算流程。我们探讨了基于基于价值的模型(InVEST)和生态系统平衡模型的应用,旨在为政策制定者提供量化决策支持,以在经济发展与生物多样性保护之间取得平衡。 --- 目标读者与价值: 《数字时代的生态系统动力学》超越了对特定生物或地理区域的描述性研究,它提供了一套通用的、跨学科的计算思维框架。本书的读者将掌握如何利用现代计算技术,从根本上理解生态系统的非线性、复杂性以及应对全球变化的弹性。它适用于高级研究生、研究科学家,以及任何希望将尖端计算方法应用于环境科学挑战的专业人士。本书的案例研究均取材于生物多样性、气候响应和资源动态等领域,完全避开了关于地质构造、地球物理勘探或计算几何等与地球物理计算相关的主题。

作者简介

目录信息

读后感

评分

评分

评分

评分

评分

用户评价

评分

这本书绝对是为那些对数字地球科学这个领域充满好奇,但又不知从何下手的读者量身打造的入门指南。它的叙事方式非常流畅自然,作者仿佛是一位经验丰富的向导,带着我们一步步深入到这个充满挑战却又极具魅力的领域。内容涵盖了从基础的数据采集、处理到高级的建模技术,每一步骤的讲解都深入浅出,即使是那些初次接触地理信息系统(GIS)或遥感技术的朋友也能很快掌握核心概念。我特别欣赏它在概念阐述上所花的心思,比如对空间数据结构和分析方法的解释,总是能通过生动的案例来深化理解,而不是枯燥地堆砌公式。读完前几章,我感觉自己对地质、气象、水文等不同学科的数据是如何被数字化和分析的,有了一个全新的、更宏观的认识。它不仅仅是一本技术手册,更像是一部引导我们思考如何用计算思维去解决地球科学问题的思想导论。书中的插图和图表质量极高,清晰地展示了复杂的空间关系和算法流程,极大地提升了阅读体验。

评分

这本书的写作风格非常具有学术魅力,它的逻辑结构严密得像一个精心设计的算法流程图。每一章节的过渡都衔接得天衣无缝,主题的递进关系清晰可见,保证了阅读体验的连贯性。作者对于术语的定义极其审慎和精确,避免了许多同类书籍中常见的模糊不清的问题。读起来有一种被尊重的感觉,作者假设读者具备一定的科学素养,但同时也耐心引导我们跨越学科壁垒。关于地球物理数据反演的部分,处理得尤为精妙,它用一种近乎优雅的方式阐述了复杂的优化问题,使得原本令人望而生畏的逆问题变得可以理解和操作。这本书的排版和图文布局也值得称赞,清晰的页边距和恰到好处的字体选择,让长时间阅读也不会产生强烈的视觉疲劳。它更像是一部需要细细品味的学术经典,而非快餐式的技术指南。

评分

我发现这本书的眼光非常长远,它不仅关注了当前解决问题的成熟技术,更把笔墨投向了新兴的前沿领域。特别是在探讨机器学习和深度学习在地球系统预测中的潜力时,作者展现出了对行业未来趋势的深刻洞察力。书中对卷积神经网络(CNN)和循环神经网络(RNN)在时空序列数据分析中的应用进行了前瞻性的探讨,虽然这些内容可能需要读者具备一定的机器学习背景才能完全领会,但它无疑为我们指明了未来几年该领域的研究热点。这本书的整体论调是鼓励创新和批判性思考的,它引导读者去质疑现有模型,去探索更高效、更具解释性的计算范式。对于正在攻读研究生学位,需要确定未来研究方向的学子来说,这本书无疑是一盏指路明灯,提供了大量富有启发性的研究课题和深入探索的方向。它的存在,极大地拓宽了我对“计算”在地学领域应用边界的想象。

评分

从一个侧重于实际操作应用的角度来看,这本书的实践指导性非常强,但并非那种只教你“点哪里”的傻瓜式教程。它更像是一位资深顾问,教你如何“思考”着去操作。书中对开源工具和主流商业软件的集成性应用有独到的见解,特别是在数据可视化和三维建模章节,提供了一系列实用的工作流建议。我尤其赞赏作者在处理大规模数据集时的效率优化技巧,这对于处理我们日常工作中动辄TB级别的数据至关重要。比如,关于并行计算和GPU加速在地球科学中的初步介绍,虽然篇幅不长,但绝对是点睛之笔,为读者指明了未来提升计算性能的方向。遗憾的是,如果能有更多针对特定行业案例(比如油气勘探或城市规划)的深度代码示例,那就更加完美了。不过,鉴于本书的普适性定位,现有的内容已经非常到位,足以让有一定编程基础的读者迅速上手解决实际问题。

评分

这本书的价值远超出了我最初的预期,它成功地搭建了一座连接传统地质学思维与现代计算科学工具的桥梁。在我看来,它最出彩的地方在于对“计算”这一核心概念的深度挖掘。作者并没有满足于停留在软件操作的层面,而是深入探讨了背后的数学原理和算法逻辑。比如,在讲解误差分析和不确定性量化时,那种严谨的学术态度和对细节的把控令人印象深刻。书中对蒙特卡洛模拟和贝叶斯方法在地球系统建模中的应用讨论得尤为精彩,展示了如何利用概率论来处理自然界固有的随机性和复杂性。这种对底层机制的揭示,使得读者在应用工具时,能够做到心中有数,知其然也知其所以然。对于那些希望将研究推向更高层次的科研人员来说,这本书提供的理论深度是不可或缺的基石。它促使我重新审视过去习惯性的数据处理流程,并开始思考更优化、更科学的计算策略。

评分

评分

评分

评分

评分

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2026 book.quotespace.org All Rights Reserved. 小美书屋 版权所有