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Questions and Answers
Quali sono i due metodi principali utilizzati per misurare il livello medio marino globale?
Quali sono i due metodi principali utilizzati per misurare il livello medio marino globale?
I due metodi principali sono l'altimetria satellitare e i mareografi.
Qual è la principale causa dell'innalzamento del livello medio marino globale?
Qual è la principale causa dell'innalzamento del livello medio marino globale?
Il riscaldamento globale.
Cosa sono i dati del livello medio marino globale 'senza trend stagionale'?
Cosa sono i dati del livello medio marino globale 'senza trend stagionale'?
Sono dati che hanno rimosso la variazione ciclica del livello del mare legata alle stagioni.
Quali satelliti hanno contribuito ai dati del livello medio marino globale dal 1992?
Quali satelliti hanno contribuito ai dati del livello medio marino globale dal 1992?
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Cosa rappresentano le date nel file .csv utilizzato per i dati del livello medio marino?
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In quali unità vengono espresse le altimetrie nel file .csv?
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Perché si usano diversi satelliti per monitorare il livello medio marino globale?
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Cosa significa che i dati del livello medio marino vengono 'verificati' con i mareografi?
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Qual è il comando MATLAB utilizzato per importare i dati contenuti nel file meanGlobal_seaLevel.csv
?
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Quali sono i due vettori che devono essere creati dopo l'importazione dei dati?
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Come si calcola la variazione altimetrica media se ci sono più osservazioni per la stessa data?
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Quali sono i comandi MATLAB utilizzati per creare un grafico dei dati importati?
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Qual è l'equazione del modello lineare utilizzato per descrivere la variazione altimetrica media del livello del mare?
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Quali sono i parametri da stimare nel modello lineare?
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Qual è il significato di A
nel modello deterministico?
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Qual è l'ipotesi nulla H0 nel test globale sul modello χ2?
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Quale comando MATLAB si utilizza per calcolare il valore limite nel test globale sul modello χ2?
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Cosa si richiede di predire utilizzando i modelli ai MQ per il 2050?
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Qual è il livello di significatività alpha utilizzato nel test globale?
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Qual è la formula per la statistica del test nel modello χ2?
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Qual è l'ipotesi H0 nel test globale sul modello χ2?
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Cosa indica un valore p maggiore del livello di significatività alpha nel test χ2?
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Qual è il comando MATLAB per calcolare il valore limite nel test χ2?
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Come si identifica un outlier durante il processo di analisi?
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Qual è il suggerimento per rimuovere gli outliers in modo efficace?
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Qual è la deviazione standard per il satellite TOPEX?
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Che tipo di matrice si deve considerare quando si hanno misurazioni di precisione diverse tra satelliti?
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Perché è importante ricompensare ai minimi quadrati dopo la rimozione di outliers?
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Qual è la variabile da considerare quando si costruisce la nuova matrice dei cofattori?
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Come si calcola la varianza per osservazioni multiple nello stesso giorno?
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Qual è la funzione principale per plottare i dati in MATLAB?
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Cosa rappresenta l'ipotesi H0 nel test di significatività dei parametri?
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Quale livello di significatività deve essere considerato nel test dei parametri?
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Qual è l'azione da compiere se l'ipotesi H0 è accettata nel test di significatività?
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Cosa si intende per 'nuovo modello ai minimi quadrati'?
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Che tipo di grafico è utile per visualizzare le predizioni e le osservazioni?
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Qual è la formula per calcolare la matrice di covarianza delle osservazioni?
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Qual è la relazione tra la varianza comune e i cofattori nel modello stocastico?
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Cosa rappresenta la matrice normale $N$ nel processo di risoluzione ai minimi quadrati?
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Come si calcola il vettore delle stime degli scarti?
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Qual è l'equazione per la matrice di covarianza degli scarti?
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Quale comando MATLAB viene utilizzato per creare un grafico delle stime di variazione del livello marino?
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Qual è il significato del coefficiente di proporzionalità a-posteriori $ heta^2$?
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Qual è la formula per il vettore dei parametri stimati $x$?
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Flashcards
Altimetria satellitare
Altimetria satellitare
Tecnologia per misurare la distanza dalla superficie oceanica usando satelliti.
Livello medio marino globale
Livello medio marino globale
Variazione del livello medio degli oceani misurata nel tempo.
NOAA
NOAA
National Oceanic and Atmospheric Administration, ente che fornisce dati marini.
Misurazioni altimetriche
Misurazioni altimetriche
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TOPEX e Jason
TOPEX e Jason
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Rete di mareografi
Rete di mareografi
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File .csv
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Distanza calcolata
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Importare dati
Importare dati
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Comando readmatrix
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Vettori di dati
Vettori di dati
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Media delle osservazioni
Media delle osservazioni
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Grafico della variazione
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Comando plot/scatter
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Minimi quadrati
Minimi quadrati
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Modello deterministico
Modello deterministico
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Modello stocastico
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Matrice di covarianza
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Matrice dei cofattori
Matrice dei cofattori
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Coefficiente di proporzionalità
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Sistema ai minimi quadrati
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Test globale χ2
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Ipotesi H0
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Statistica test
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Comando chi2inv
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Previsione del livello marino
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Test globale sul modello χ2
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Ipotesi H0 nel test χ2
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Statistica test χ2
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Rimozione degli outliers
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Normalizzazione degli scarti
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Z-test per outliers
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Matrice Q diversa dall'identità
Matrice Q diversa dall'identità
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Deviazioni standard per satelliti
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Varianza
Varianza
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Stima ai minimi quadrati
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Outliers
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Grafico della predizione
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Test di significatività
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Livello di significatività
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Matrice di covarianza delle osservazioni
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Vettore dei parametri stimati
Vettore dei parametri stimati
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Fattore di proporzionalità a-posteriori
Fattore di proporzionalità a-posteriori
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Matrice di covarianza dei parametri
Matrice di covarianza dei parametri
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Matrice di covarianza degli scarti
Matrice di covarianza degli scarti
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Matrice normale
Matrice normale
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Study Notes
Introduzione al Laboratorio
- Il laboratorio si intitola "Trattamento delle Osservazioni"
- Il modulo si concentra su Minimi Quadrati e Test
- L'anno accademico è 2024/2025
- Il Politecnico di Milano è l'istituzione accademica.
- La data di inizio del progetto è il 04.
Livello Medio Marino
- Il livello medio marino globale è monitorato da dati NOAA.
- I dati sono ottenuti tramite altimetria satellitare.
Altimetria Satellitare
- Il metodo utilizzato è l'altimetria satellitare, che si basa su satelliti dotati di altimetri radar o laser.
- I satelliti emettono onde che, riflettendosi sulla superficie oceanica, permettono di calcolare la distanza.
Dati
- Il riscaldamento globale causa l'innalzamento del livello degli oceani.
- L'acqua si espande termicamente.
- Lo scioglimento di ghiacciai e calotte glaciali contribuisce all'innalzamento.
- I satelliti TOPEX e Jason monitorano il livello medio del mare dal 1992.
- I dati vengono costantemente verificati con i mareografi.
- Vengono utilizzati dati relativi alla misurazione della variazione del livello medio marino globale.
File .csv
- Il file .csv contiene le variazioni del livello medio del mare ottenute da quattro diversi satelliti
- Le osservazioni altimetriche sono espresse in millimetri e le date sono in formato anno (parte intera) e frazione dell'anno.
Esercizio 1: Import dei Dati
- Importare i dati dal file
meanGlobal_seaLevel.csv
in MATLAB. - Capire il significato di ogni colonna del file importato.
- Il comando MATLAB da utilizzare è
readmatrix
.
Esercizio 2: Preparazione dei Dati
- Creare due vettori: uno per i giorni di misurazione e uno per la variazione altimetrica media.
- Calcolare la media della variazione altimetrica per ogni giorno in cui ci sono più osservazioni.
Esercizio 3: Grafico della Variazione del Livello Marino
- Creare un grafico MATLAB che rappresenti le variazioni del livello medio del mare utilizzando il comando
plot
oscatter
. - Ogni osservazione deve avere un colore diverso corrispondente al satellite.
Esercizio 4a: Impostazione Minimi Quadrati - Modello Deterministico
- Definire il modello deterministico per la variazione altimetrica media del livello del mare.
- Il modello è espresso dall'equazione y = mx+q , dove m e q sono i parametri da stimare.
Esercizio 4b: Modello Deterministico
- Definire la matrice disegno A contenente i coefficienti dei parametri.
- Determinare il vettore dei termini noti a.
- Il numero di osservazioni n ed il numero di incognite m sono ricavabili dalle dimensioni di A.
Esercizio 4c: Modello Stocastico
- Definire la matrice di covarianza delle osservazioni Cyoyo .
- Definire la matrice di cofattori Q.
- Il coefficiente di proporzionalità a priori è σ.
- Si ipotizza che tutte le osservazioni siano indipendenti le une dalle altre e abbiano la stessa precisione (4 mm).
Esercizio 5: Soluzione Minimi Quadrati
- Risolvere il sistema ai minimi quadrati utilizzando la matrice normale N e i coefficienti da stimare.
Esercizio 6: Grafico della Predizione
- Plottare i dati delle osservazioni, con punti dei dati originali e valori predetti dal modello.
- Ottenere uno stesso grafico che mostri entrambe le informazioni.
- Utilizzare i comandi MATLAB appropriati per creare il grafico.
Esercizio 7: Test Globale sul Modello x²
- Verificare la capacità del modello di descrivere i dati usando un test globale.
- Testare l'ipotesi che il modello lineare sia appropriato.
- Utilizzare il test statistico x²
- Un test globale è eseguito usando la statistica test Xoss e il valore limite Xlim.
Esercizio 8: Rimozione Outliers
- Normalizzare gli scarti.
- Identificare e rimuovere gli outlier sulla base del test Z.
- Aggiornare la matrice A e Q.
- È possibile usare un ciclo while per ripetere il processo finché non sono stati rimossi tutti gli outlier
Esercizio 9: Varianza Differente tra i Satelliti
- Considerare la diversa precisione di misura tra i satelliti.
- Definire una matrice di cofattori Q non più identità.
- Le deviazioni standard per ogni satellite sono: TOPEX (10 mm), Jason-1 (5 mm), Jason-2 (4 mm), Jason-3 (3 mm).
- Creare la nuova matrice di cofattori Q.
Esercizio 10: Ricolcalare la Soluzione ai MQ
- Calcolare nuovamente la soluzione ai minimi quadrati usando la nuova matrice Q.
- Utilizzare tutte le misurazioni senza rimuovere outlier.
Esercizio 11: Grafico Predizione
- Plottare entrambe le previsioni (con le nuove covarianze).
- Le previsioni devono essere nello stesso grafico per compararle.
- Utilizzare appropriati comandi MATLAB.
Esercizio 12a: Test Significatività Parametri
- Testare la significatività di ogni parametro del nuovo modello.
- Il test prevede l'ipotesi nulla che il parametro sia uguale a zero.
- Essere in grado di utilizzare un T-test per calcolare se un parametro sia staticamente significativo.
- Se non significativo, il parametro può essere rimosso dal modello lineare.
Esercizio 12b: Test Significatività Parametri
- Utilizzare il test t per verificare la significatività di ogni parametro.
- Calcolare la statistica test
toss
. - Confrontare
toss
con il valore limitetlim
.
Esercizio 13: Test Globale sul Modello x²
- Effettuare un test globale sul modello ai minimi quadrati usando la statistica x².
Esercizio 14: Predizione
- Utilizzare entrambi i modelli ai minimi quadrati per predire il livello medio del mare nel 2050.
- Fornire anche un'indicazione della precisione della stima.
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Description
Questo quiz esplora i metodi di misurazione del livello medio marino globale e il loro monitoraggio tramite satelliti. Vengono analizzate le tecniche di verifica dei dati e l'importazione in MATLAB. Scopri come si interpreta il fenomeno dell'innalzamento del livello del mare.