Scuola Internazionale di Statistica Applicata alle Scienze Naturali ed Ambientali

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1 CORSO DI PERFEZIONAMENTO Scuola Internazionale di Statistica Applicata alle Scienze Naturali ed Ambientali Direttore: Prof. Rodolfo Coccioni VNIVERSITAS STVDIOR PVBLICA VRBINATEN Università degli Studi di Urbino Carlo Bo Maggio 2007 MDVI 2006 MILLECINQVECENTOSEI Università degli Studi di Urbino V Centenario della Fondazione Statistica avanzata per Scienze Geologiche, Naturali, Biologiche ed Ambientali Docenti Dr. Davide Mana Centro di Geobiologia Dr. Giancarlo Ciotoli Università di Roma La Sapienza Coordinatore Dr.Andrea Marsili Centro di Geobiologia Per informazioni Andrea Marsili Istituto di Geologia e Centro di Geobiologia dell Università Campus Scientifico, Località Crocicchia, Urbino Tel.: andrea.marsili@uniurb.it Obiettivi e finalità Il corso, organizzato dell'università degli Studi di Urbino Carlo Bo, si svolgerà presso il Campus Scientifico dell'università. Il corso è strutturato in due diversi moduli: MODULO I: Paleostatistica eanalisi Ecologica (21-2/05/2007) MODULO II: Geostatistica (24-26/05/2007) Si potrà partecipare ad un singolo modulo o ad entrambi.ogni partecipante avrà a disposizione una postazione multimediale personale per la parte pratica. Destinatari Il corso è rivolto a laureati, dottorati, post-dottorati e ricercatori nel campo delle Scienze della Terra, delle Scienze della Vita, delle Scienze Naturali ed Ambientali che desiderano approfondire la loro conoscenza relativa ai metodi statistici e alle loro applicazioni pratiche. Quota di partecipazione Modulo I: EURO 50,00 Modulo II: EURO 50,00 Modulo I + Modulo II: EURO 550,00 Modalità di iscrizione Segreteria studenti della Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali Via Saffi 2, Urbino, Italy Tel.: / Fax: andrea.marsili@uniurb.it La domanda di ammissione (disponibile sui siti web e dovrà pervenire entro e non oltre il 16/04/2007 alla Segreteria studenti della Facoltà di Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali - via Saffi Urbino.

2 Scuola Internazionale di Statistica Applicata alle Scienze Naturali ed Ambientali Direttore: Prof. Rodolfo Coccioni Corso di perfezionamento Statistica avanzata per Scienze Geologiche, Naturali, Biologiche ed Ambientali Campus Scientifico Università degli Studi di Urbino Carlo Bo maggio 2007 Modulo I: Paleostatistica e Analisi Ecologica (Dr. Davide Mana) Modulo II: Geostatistica (Dr. Giancarlo Ciotoli) Il corso, organizzato dal Centro di Geobiologia dell Università degli Studi di Urbino Carlo Bo, si svolgerà presso il Campus Scientifico dell Università. Il corso è rivolto a laureati, dottorati, postdottorati e ricercatori nel campo delle Scienze della Terra, delle Scienze della Vita, delle Scienze Naturali ed Ambientali che desiderano approfondire la loro conoscenza relativa ai metodi statistici e alle loro applicazioni pratiche. Il corso è strutturato in due diversi moduli. Ogni partecipante potrà partecipare ad un singolo modulo o ad entrambi. Ogni partecipante avrà a disposizione una postazione multimediale personale per la parte pratica. Sei giorni di lezioni, dimostrazioni e pratica al computer basata su una serie di problemi ad hoc, con possibilità di dedicare spazio ai dati dei partecipanti.

3 Modulo I: Paleostatistica e Analisi Ecologica (21-2 maggio) Temi del Corso L'analisi statistica rappresenta uno strumento essenziale nello studio delle comunità e associazioni naturali. Lavorando su dati quantitativi, e spesso su campioni molto estesi ed eterogenei, la statistica ecologica permette di evidenziare i caratteri fondamentali di una associazione, determinando l'applicabilità di un modello pregresso, o consentendo lo sviluppo di modelli ex novo; rende inoltre possibile delineare una gerarchia classificativa, o generare nuove ipotesi sulla realtà che i dati vogliono rappresentare. Prescindendo dagli aspetti più complessi della modellizzazione, questo modulo si concentra su due temi principali: - la statistica multivariata come strumento di verifica delle ipotesi, utile per confrontare serie di dati e stimare l'affidabilità di previsioni o modelli relativi all'associazione studiata; - la statistica e l'analisi numerica come strumenti di esplorazione, fondamentali per estrarre dai dati le informazioni relative ai rapporti fra diversi fattori all'interno del sistema studiato. Programma Articolato in lezioni teoriche e sessioni pratiche (per gruppi, su dati forniti dal docente), il corso prevede la trattazione e l approfondimento dei seguenti temi: 1. Campionamento ecologico e paleontologico: tecniche e problemi specifici, dati e variabili, affidabilità del campione; 2. Tecniche esplorative: forma e distribuzione dei dati ed analisi preliminari, metodi grafici. Indici di biodiversità: il principale strumento di sintesi dei dati ambientali differenti indici per differenti contesti, limiti di applicabilità, il metodo S.H.E. per l individuazione di biozone; 4. Correlazione e Regressione: applicazioni e controindicazioni del principale metodo di analisi dei rapporti fra fattori e variabili; 5. Metodi di Ordinamento: Principal Components Analysis, Factor Analysis, Correspondence Analysis/Detrended Correspondence Analysis, cenni su metodi avanzati (Canonical Analysis etc.); 6. Cluster Analysis e metodi classificativi; 7. Modelli ambientali (cenni): modelli ingegneristici o di equilibrio, modelli naturalistici o di disequilibrio dinamico; 8. Dopo l analisi: presentazione dei risultati, grafici e tabelle, formalismi e necessità pratiche, panoramica sugli sviluppi futuri dell analisi quantitativa di dati ambientali Considerazioni Generali L'applicazione dei metodi trattati nel corso richiede l'utilizzo intensivo di computer e software specifici (forniti ai partecipanti), mettendo in secondo piano il puro formalismo matematico e rendendo fondamentale l'esperienza dell'operatore nell'interpretare i risultati. Per questo motivo, e pur senza trascurare il rigore matematico, il taglio di questo modulo è essenzialmente pratico, teso a fornire ai partecipanti un modello concettuale di riferimento, le linee guida per l'impostazione di una seria analisi, e tutte le opportunità per affinare la propria esperienza nell'interpretazione e presentazione dei risultati. Il modulo è necessariamente destinato a studenti che posseggano una preparazione statistica di base (statistica parametrica classica), e abbiano un minimo di dimestichezza con i sistemi Windows e i fogli di calcolo in particolare. I principi trattati dal corso sono facilmente estendibili ad applicazioni Apple Macintosh o Linux/Unix, ma il corso non prevede alcuna pratica su tali sistemi. Software essenziali: Microsoft Excell (con PopTools), PAST.

4 Modulo II: Geostatistica (24-26 maggio) Obiettivi del corso Il corso intende introdurre gli studenti ad una serie di metodi che consentono l analisi, la descrizione e la modellizzazione dei dati geologici e territoriali. In generale, l applicazione di gran parte dei metodi statistici permette di affrontare l analisi dei fenomeni naturali da un punto di vista qualitativo; solo in alcuni casi l analisi statistica classica può essere utilizzata per avere risposte di tipo semiquantitativo. Sfortunatamente i metodi dell analisi statistica classica non tengono conto dell informazione spaziale che caratterizza i dati nell ambito delle Scienze della Terra. La Geostatistica consente la descrizione della continuità spaziale che costituisce una caratteristica fondamentale dei fenomeni naturali.. Sebbene la materia abbia dei fondamenti matematici rigorosi ed in alcuni casi complessi (si ricorda che la Geostatistica è una disciplina afferente alla Matematica Applicata), il corso è strutturato in modo tale da evitare, per quanto possibile, il formalismo matematico degli aspetti teorici di base enfatizzando le applicazioni pratiche attraverso l utilizzo dei softwares per l analisi e la modellizzazione dei dati spaziali. Sia i concetti teorici che i softwares si intendono applicabili alle differenti discipline che gli studenti seguiranno nell ambito delle tesi di laurea. I prerequisiti del corso sono: una conoscenza statistica di base (anche se il corso prevede una parte dedicata a tale argomento), una discreta familiarità con il sistema operativo Windows una conoscenza di base sull utilizzo dei fogli di calcolo per la manipolazione di dati. Programma Introduzione La necessità di analizzare le relazioni spaziali fra i dati. Obiettivi della Statistica e della Geostatistica applicate alle Scienze Ambientali. Vantaggi e svantaggi della Geostatistica. Softwares. 1 raccolta ed organizzazione dei dati. La qualità dei dati I tipi di errore.la preparazione dei dati (casi e variabili, i dati mancanti, n. riferimento, etichette, codici, ecc.). I tipi di dati ambientali. Popolazioni e campioni. La presentazione grafica dei dati. tipi di grafici. 2 L Analisi Esplorativa dei Dati (Exploratory Data Analysis, EDA). La descrizione numerica delle variabili. I principali parametri statistici di una distribuzione (misure di posizione, dispersione e forma). La trasformazione dei dati. La descrizione grafica delle variabili (istogrammi, dot plot, stem-and-leaf, box plot, ecc.). I diagrammi a dispersione (scatterplot). Il coefficiente di correlazione. Verifica delle ipotesi e teoria dei test Campionamento e Inferenza statistica.test parametrici e non parametrici. 4 La descrizione dei dati spaziali Le strategie di campionamento e la distribuzione spaziale dei dati. Le mappe di localizzazione (dot-map). Le mappe a classi di valori (classed-post map). Le mappe a curve di livello (contour map). Le mappe a livelli di grigio. Rappresentazioni cartografiche in D. 5 La Geostatistica. L elaborazione di un modello per i dati spaziali. Il concetto di variabile regionalizzata. Le ipotesi di stazionarietà. La correlazione spaziale. 6 La correlazione spaziale Il variogramma. Il calcolo del variogramma sperimentale. Le proprietà del variogramma sperimentale. Comportamento all origine. L anisotropia del variogramma. La presenza di un trend. La modellizzazione del variogramma sperimentale. Alcune regole per il calcolo e la modellizzazione del variogramma. 7 Metodi di stima Il vicinaggio. L inverso della distanza (ID, IDW). L analisi dei trend. La stima puntuale: il kriging. parametri del modello del variogramma nel kriging. Il calcolo dei pesi. I tipi di kriging. Svantaggi e vantaggi del kriging. 8 Analisi multivariata applicata ai dati ambientali (cenni) Esercitazioni pratiche Alcuni casi di studio 1. ANALISI ESPLORATIVA DEI DATI (Exploratory Spatial Data Analysis) 2. STUDIO DELLA CORRELAZIONE SPAZIALE (modellizzazione dei variogrammi). COSTRUZIONE DI MAPPE TEMATICHE

5 Softwares: Analisi Statistica (Statistica, SPSS, Minitab, Grapher, Origin), Analisi Geostatistica (Variowin, GS+, Surfer, ArcGis) Mapping (Surfer, ArcGis, Rockworks) Tutte le informazioni sul corso - Adesione. Il modulo di iscrizione è scaricabile on-line presso i siti dell Università di Urbino ( e del Gruppo NOSE ( Le adesioni sono da far pervenire via posta, fax o entro e non oltre il 16 Aprile Iscrizione. La quota di iscrizione, da versare con modalità che verranno comunicate quanto prima ai partecipanti, è di 50,00 per ogni modulo e di 550,00 per entrambi i moduli e comprende l acceso al corso, i coffee break, le dispense delle lezioni e una selezione di software Open Source. - Registrazione. 21 Maggio 2007: ore 9.00 Aula Magna Campus Scientifico (Modulo I); 24 Maggio 2007: ore 9.00 Aula Magna Campus Scientifico (Modulo II). - Prenotazione alberghiera. Nella pagina seguente è riportata una lista di hotel dove prenotare direttamente.

6 Hotel Categ Singola (EURO) Doppia (EURO) Telefono Fax Distanza (km) BONCONTE Via delle Mura, 28 * 49,00 77,00 77,00 85,00 1, MAMIANI Via Bernini, 6 * 95, SAN DOMENICO Piazza Rinascimento * 59,00 70,00 8,00 9, ,4 BUCCI Via dell Industria, 1 (Bivio Borzaga) 40, DEI DUCHI Via Dini, 12 27,00 44, DELLA ROBBIA Via dei Gelsi, 2 (Gadana) 6,00 62, ITALIA Corso Garibaldi 4,00 41,00 57,00 67, ,2 LA MERIDIANA Via Calbiancone, 154/a 52,00 90, NENE Via Crocicchia, 0 47, PIERO DELLA FRANCESCA Via Comandino, 5 1,00 52, RAFFAELLO Via S. Margherita, 40 46,00 90, TORTORINA Voa Tortorina, 4,00 46, PANORAMIC Via Nazionale, 192 ** 2,00 42, SAN GIOVANNI Via Barocci, 1 ** 8,00 55, FOSCA Via Raffaello, 67 * 21,00 5,

7 Come arrivare al Campus Scientifico