Matlab在环境科学中的应用 宋新山.pdf

  随着计算技术水平的提高，环境科学研究和环境技术管理中定量计算的要求增高，计算难度增大，数据量增多。作为一般的环境科技工作者，不但对一般高级计算机编程语言熟练掌握有一定难度，而且对一些数学原理和复杂的数值计算方法完全掌握也有难度。而MATLAB作为一种简单、高效、功能强大的计算和绘图语言，不但易学易用，而且能够满足科学计算和绘图的需要。根据调研，目前国内尚没有系统介绍MATLAB应用于环境科学计算方面的书籍，仅有一些期刊文章上的零星研究。随着环保工作的逐渐深入开展，各种复杂计算问题越来越多，这给环保科技工作者提出了更高的要求，本书可以帮助环保科技工作者快速适应这一形势变化，有利于提高环境保护科研工作水平和促进我国环境保护的技术水平。

  本书写作的出发点是基于在工作实践、科研和教学实践中的一些体会：①环境科学方面的一些书箱在介绍相关的数学楔型时，由于篇幅、内容等限制，往往缺乏相关求解方法的介绍；②有些专门的环境数学模型方面的书籍在介绍模型的同时，也给出了楔型求解的数值方法和解析方法，但一般的环境科技工作者或环境科学专业的学生缺乏完全理解这些方法的数学基础；③当读者试图在传统的数学类教科书上寻求这些环境数学模型求解的答案时，却发现它们一般都侧重于介绍典型的、成型的算法，侧重于介绍原始的、能显示问题来龙去脉的算法，很多环境数学模型问题的求解很难在这里找到直接的答案。而实际上，作为环境科技工作者或者环境科学专业的同学，更为关心的是如何以最省力的方法得到结果，以便从结果中发现某种环境规律。MATLAB的出现及其计算分析功能的完善为我们提供了这种可能。

  本书在内容编排和章节布局上，遵循下述几条宗旨：

(1) 紧扣主题，以环境科学中不同类型的科学计算为主线安排章节。对环境科学中的一些数学计算问题进行归类，并以此作为划分章节的依据，而不是像许多MAl'LAB参考书一样，按照纯数学问题的方式划分章节，这样易于被环境科学学习者和环境科技工作者接受。

(2) 由浅入深，以提高读者应用MATLAB解决科学计算能力为主要目的。在具体问题的论述过程中，一般是首先给出模型的数学表达，并对模型的环境意义进行解释，然后简要介绍该问题求解的数学方法，最后给出实现该问题求解的MATLAB语句或语句组。

(3) 丰富实例，以范例印证和加深理解，无论是出于对相关环境数学模型理解的角度，还是出于对相关MATLAB命令和函数掌握的角度，丰富的实例是实现上述目的的最快捷手段。因此本书坚持以实例讲解为原则，具有易学、易懂、易操作、易推广的特色。

(4) 规范编程，以函数文件形式提供扩展空间。对于一些需要经过编程计算的环境数学模拟问题，本书试图编制规范的MATLAB程序，并以函数文件的形式提供源代码，以飨读者。在理解的基础上，读者在解决同类问题时，对本书提供的源程序适当修改后可直接调用，并可形成自己的功能函数库，突出本书实用性的特点。