Ηλεκτρονική Διάθεση Μαθήματος
Μαθησιακά Αποτελέσματα
Εισαγωγή στις έννοιες της φασματικής ανάλυσης συνεχών και διακριτών σημάτων και στα αναπτύγματα σε σειρές Fourier. Σύνδεση των δεδομένων της επιστήμης του Αγρονόμου και Τοπογράφου Μηχανικού με τις φασματικές μεθόδους και παραδείγματα των εφαρμογών τους. Ανάπτυξη αλγορίθμων στο Matlab για τον υπολογισμό μετασχηματισμών Fourier, την ανάλυση σημάτων στον χώρο των συχνοτήτων και την εφαρμογή συναρτήσεων φίλτρων.
Με την επιτυχή ολοκλήρωση του μαθήματος ο φοιτητής/τρια θα είναι σε θέση να:
• Αντιλαμβάνεται σε ικανοποιητικό επίπεδο τις σειρές Fourier και τους μετασχηματισμούς Fourier
• Αναλύει τη χρησιμότητητά τους σε θέματα σχετικά με την επιστήμη του Τοπογράφου Μηχανικού
• Αναπτύσσει μεθοδολογίες επεξεργασίας σήματος στο χώρο των συχνοτήτων
• Εκτιμά και συμπεραίνει για σήματα από τη φασματική τους ανάλυση και την ενέργειά τους
• Χρησιμοποιεί φασματικές μεθόδους στην ανάλυση σημάτων
• Υπολογίζει σειρές και μετασχηματισμούς Fourier και δομεί κώδικα για αυτό
Περιεχόμενο Μαθήματος
Σειρές Fourier σε διάστημα, τετράεδρο, κύκλο και σφαίρα. Ευθύς και αντίστροφος μετασχηματισμός Fourier σε μία και περισσότερες διαστάσεις. Βασικές έννοιες, ιδιότητες και θεωρήματα της ανάλυσης Fourier. Σήματα ισχύος και σήματα ενέργειας, γραμμικά συστήματα και φίλτρα. Διακριτοί μετασχηματισμοί Fourier και αριθμητικοί υπολογισμοί τους. Άλλοι μετασχηματισμοί (Hankel, Hartley) και εισαγωγή στα wavelets. Εφαρμογές της ανάλυσης Fourier στη γεωπληροφορική. Συναρτήσεις πολλών μεταβλητών. 'Eννοια και φυσική σημασία της μερικής παραγώγου. Παραγώγιση διανυσμάτων. Mέγιστα και ελάχιστα. Aνάπτυγμα Taylor συναρτήσεων πολλών μεταβλητών. Mέγιστα και ελάχιστα συναρτήσεων πολλών μεταβλητών. Πολλαπλά ολοκληρώματα. Στοιχεία θεωρίας γραμμών και επιφανειών. Kλίση, απόκλιση και περιστροφή, φυσική τους σημασία και εφαρμογές. Aναφορά στα επικαμπύλια και επιφανειακά ολοκληρώματα. Θεωρήματα Green, Gauss και Stokes.
Λέξεις Κλειδιά
σήματα και φασματικές μέθοδοι, ανάλυση Fourier, συνέλιξη, FFT, wavelets, γραμμικά συστήματα, φίλτρα
Βιβλιογραφία μαθήματος (Εύδοξος)
1. Λιάβας, Α., & Καρυστινός, Γ.(2024). Σήματα και Συστήματα [Προπτυχιακό εγχειρίδιο]. Κάλλιπος, Ανοικτές Ακαδημαϊκές Εκδόσεις. http://dx.doi.org/10.57713/kallipos-1051
2. Ανάλυση Fourier, Μurray R. Spiegel. Κωδικός Βιβλίου στον Εύδοξο: 2517
3. Διδακτικές σημειώσεις σε έντυπη και ηλεκτρονική μορφή, Α. Δερμάνης, Η.Ν. Τζιαβός