前言

自我介绍

你好，欢迎阅读本书，我叫Maurizio Petrelli，目前在佩鲁贾大学物理和地质系工作。我致力于火山的岩石学特征研究，重点研究火山爆发前的动力学和时间尺度。在这方面，我将传统技术和创新技术结合。自2002年以来，我一直在实验室工作，致力于激光烧蚀电感耦合等离子体质谱（laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry, LA-ICP-MS）设备的开发。2006年2月，我以题为《岩浆相互作用过程中的非线性动力学及其对岩浆杂化的影响》（“Nonlinear Dynamics in Magma Interaction Processes and their Implications on Magma Hybridization”）的论文获得了博士学位。目前，我正在物理和地质系开发一个新的研究方向，将机器学习技术应用于地质研究。此外，我还负责管理LA-ICP-MS实验室。

本书结构

本书共5个部分，外加4个附录。第一部分是“地质学家应知应会的Python基础知识”，重点介绍Python编程的基础知识，从搭建科学的计算环境到使用Python解决你的第一个地质问题。第二部分是“地质数据描述”，说明如何将单变量和双变量可视化（即绘制图表）并生成描述性统计数据。第三部分是“地质学中的积分与微分方程”，讨论积分和微分方程，重点讨论其在地质学中的各种应用。第四部分是“概率密度函数与误差分析”，讨论其在地球科学数据评价和建模中的应用。第五部分是“稳健统计与机器学习”，讨论从统计学角度分析偏离正态分布的数据集的方法，以及机器学习技术在地球科学数据建模中的应用。

格式约定

在本书中，我使用约定来标识不同类型的信息。例如，正文中使用的Python语句、命令和变量都设置为斜体。

以下面引用的文本为例。

在matplotlib中有许多选项可以创建各式各样的子图。在我看来，最简单的方法之一是创建一个空的图形，比如先使用fig = plt.figure()，然后使用fig.add_subplot(nrows, ncols, index)添加多个轴（即subplot）。参数nrows、ncols和index分别表示行、列以及索引。其中，索引从左上角的1开始，向右增加。为了更好地理解，请参考代码清单4.4中的代码。

下面突出显示了一段Python代码。

代码清单1　Python代码列表示例

1  import pandas as pd
2  
3  #Example 1
4  my_dataset1 = pd.read_excel('Smith_glass_post_NYT_data.xlsx',
5                              sheet_name='Supp_traces')

共享代码

本书提供的所有代码都在Anaconda Individual Edition 2021.05（Python 3.8.8）上进行了测试，可以在异步社区网站和我的GitHub仓库（Petrellim）上找到。

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