授業の目的 【日本語】
Goals of the Course(JPN) | | この演習では、地球を対象とした計測とデータ解析に関し、これまでに学習した基礎的な数学・物理学・地球科学の知識を元にして、必要な知識や手法の基礎を理解することを目的とする。地球を対象とした計測とデータ解析は多分野にわたり、本演習では固体地球内部の構造や物理的性質とそれらの変動を中心に扱うが、数学的な考え方やデータを扱う手法は広く地球科学の分野に共通している。講義・解説と演習問題により、受講者が以下の知識・能力を身につけることを目的とする。
1. 計測・観測データを取り扱うために必要な物理数学（特に、時系列解析と逆問題）の基礎とその適用。
2. 地球を対象とした計測手法の原理や観測データの解析の基礎とその適用。 |
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授業の目的 【英語】
Goals of the Course | | The purpose of this exercise is to understand the basics of necessary knowledge and methods for measurement and data analysis of the Earth, based on the knowledge of mathematics, physics, and earth sciences through exercises. Although this course mainly focuses on the structure and physical properties of the solid Earth's interior and their variations, the mathematical concepts and methods for handling data are common to a wide range of earth science fields.
At the end of the course, students should be able to acquire the following knowledge and abilities.
- Understand the fundamentals of physical mathematics, especially time-series analysis, and inverse problems, and apply them to simple real problems.
- Understand the fundamentals of measurements and analysis of data on the earth, and apply them to simple real problems. |
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到達目標 【日本語】
Objectives of the Course(JPN)) | | 受講者が授業終了時に、以下の知識・能力を身につけていることを目標とする。
1. 計測・観測データを取り扱うために必要な物理数学（特に、時系列解析と逆問題）の基礎を理解でき、簡単な実問題に対して適用できる。
2. 地球を対象とした計測手法の原理や観測データの解析などについて理解でき、簡単な問題に対して適用できる。 |
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到達目標 【英語】
Objectives of the Course | | The goal for the students is to acquire the following knowledge and abilities at the end of the course.
1. Understand the fundamentals of physical mathematics (especially time series analysis and inverse problems) necessary for handling measurement and observation data, and be able to apply it to simple actual problems.
2. Understand the principle of measurement methods and analysis of observation data for the earth, and be able to apply it to simple problems. |
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授業の内容や構成
Course Content / Plan | | (1) 計測と誤差
・誤差論の基礎、最小二乗法によるモデルの当てはめ
(2) フーリエ解析の基礎
・フーリエ級数、フーリエ変換、離散フーリエ変換、スペクトル
(3) 時系列解析の基礎
・コンボリューションとフィルタ、窓関数、相関
(4) 地震波動の計測と解析
・地震計測の原理
・地震波を用いた地球内部構造の解析の基礎
(5) 重力の計測と解析
・重力データの解析
(6) 逆問題の基礎
・グリッドサーチ
・正規方程式と線形逆問題、非線形逆問題
・震源決定と位置測量、トモグラフィ
(7) 地球科学と計測
指示がある場合には、事前に配付した演習問題を予習して解いてくること。
複数回レポートを課すので提出すること。レポートには簡単なプログラミングが含まれる。
演習問題の解答と解説を公開するので、事後に自己学習をすること。 |
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履修条件
Course Prerequisites | | 微分積分学、線形代数学といった教養レベルの数学と力学の基礎知識を有することが望ましい。演習中に簡単なプログラミングを課すことがあるので、プログラミングの知識を有するか、3年秋学期に同時開講する「数値解析法及び演習」を履修することが望ましい。この科目は日本語で提供される。
Basic knowledge on mathematics, such as calculus and linear algebra, and mechanics at undergraduate level. It is desirable to have programming knowledge.
This course will be taught in Japanese. |
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関連する科目
Related Courses | | | 地球惑星数学及び演習（2年春学期）、地球惑星物理学実験法及び実験Ⅰ、地球内部物性論（２年秋学期）、地球惑星観測論、数値解析法及び演習、地震学（３年秋学期） |
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成績評価の方法と基準
Course Evaluation Method and Criteria | | 合格には授業に出席して演習問題を解くことを要する。指示された場合には、事前に配付した演習問題を予習して解いてくることを要する。これらの日頃の演習の達成度（60%）およびレポート課題（簡単なプログラミングが含まれる）（40%）により評価し、C 評定以上を合格要件とする。
基礎的な物理・数学・地球科学を正しく理解し、演習問題が解けること、計測・解析方法を理解して、データ解析ができることを合格の基準とする。 |
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不可(F)と欠席(W)の基準
Criteria for "Fail (F)" & "Absent (W)" grades | | | 出席が不足する場合（事前の連絡のない欠席および適切な事由によらないと判断される欠席が授業回数のおおむね25%以上）は欠席とする。 |
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参考書
Reference Book | | 「物理のための数学」理工系の物理入門コース10, 和達三樹, 岩波書店.
「フーリエ変換」理工系の物理入門コース6, 大石進一, 岩波書店.など、物理数学に関する教科書.
「新版地球教育講座(1)地球をはかる」地学団体研究会編、東京大学出版会.
「Time series analysis and inverse theory for geophysicists」Gubbins, Cambridge Univ. Press.
など、必要に応じて適宜指示する。 |
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教科書・テキスト
Textbook | | 毎回の授業で必要な資料やプリントを配付する。
必要に応じて参考文献を紹介する。 |
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課外学習等（授業時間外学習の指示）
Study Load(Self-directed Learning Outside Course Hours) | | 指示がある場合には、事前に配付した演習問題を予習して解いてくること。
演習問題の解答と解説を事後に公開するので、自己学習をすること。
複数回のレポート課題が課される。レポートには簡単なプログラミングが含まれる。 |
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注意事項
Notice for Students | | |
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他学科聴講の可否
Propriety of Other department student's attendance | | |
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他学科聴講の条件
Conditions for Other department student's attendance | | |
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レベル
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キーワード
Keyword | | |
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履修の際のアドバイス
Advice | | |
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授業開講形態等
Lecture format, etc. | | 対面で行う。
※履修登録後に授業形態等に変更がある場合には、TACTの授業サイト等で案内する。 |
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遠隔授業（オンデマンド型）で行う場合の追加措置
Additional measures for remote class (on-demand class) | | | 教員への質問はメールまたはTACT機能「メッセージ」により行うこと。 |
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