Методы ГИС оценки фрагментации природной территории

ГИС и ДЗЗ в Охране Природы, РПП и смежных науках (экологии, биологии и лесном деле)
Ответить
Аватара пользователя
Natalia Novoselova
Гуру
Сообщения: 2610
Зарегистрирован: 15 янв 2013, 20:14
Репутация: 39
Ваше звание: /

Методы ГИС оценки фрагментации природной территории

Сообщение Natalia Novoselova » 20 апр 2017, 19:32

Мой проект заключается в разработке методов ГИС и ДЗЗ для выявления описательных индикаторов качества тропического леса.
Один из параметров, который я хочу использовать, – оценка уровня фрагментации леса. То есть - выражение ее в числовом параметре, при использовании которого уровень фрагментации разных территорий можно было бы сравнить друг с другом.
Какие известны методы оценки фрагментации? Известны ли какие-нибудь?
Я придумала свой – и хотела бы узнать, есть ли уже подобное или лучшие и вынести его на критический анализ.


Если кому-то известны имеющиеся меиоды ГИС оценки фрагментации - приведите их, пожалуйста. Свой метод я опишу чуть позже.

MYS
Интересующийся
Сообщения: 23
Зарегистрирован: 02 ноя 2011, 09:11
Репутация: 12

Re: Методы ГИС оценки фрагментации природной территории

Сообщение MYS » 20 апр 2017, 20:06


Аватара пользователя
Natalia Novoselova
Гуру
Сообщения: 2610
Зарегистрирован: 15 янв 2013, 20:14
Репутация: 39
Ваше звание: /

Re: Методы ГИС оценки фрагментации природной территории

Сообщение Natalia Novoselova » 20 апр 2017, 20:15


Я умею поиском пользоваться, правда. Тут бы наброском - методы оценки. Хоть парой срок - но сам метод. Так, взяв первые примеры - ничего фактического из методов не описано. Н-р
http://udel.edu/~kschwenk/frec480/proj5/GIS.pdf
есть слово "методы" но не говорится в чем их суть. Кроме общих слов про анализ размера фрагментов.

MYS
Интересующийся
Сообщения: 23
Зарегистрирован: 02 ноя 2011, 09:11
Репутация: 12

Re: Методы ГИС оценки фрагментации природной территории

Сообщение MYS » 20 апр 2017, 20:42

Речь о том, что это безбрежная тема, по которой опубликованы обзоры:

https://www.google.ru/#newwindow=1&q=A+ ... on+Metrics

Навряд ли ответы в форуме могут заменить систематическое знакомство с предметом.

alexandr cherepanov
Завсегдатай
Сообщения: 492
Зарегистрирован: 30 ноя 2006, 13:31
Статьи: 3
Проекты: 1
Репутация: 72
Откуда: Moscow

Re: Методы ГИС оценки фрагментации природной территории

Сообщение alexandr cherepanov » 20 апр 2017, 20:43

А если посмотреть чуть дальше чем первые 2 страницы, которые которые дает Google?

там и картинки пусть и старые
и скрипты с ссылкамиl на статьи

ericsson
Гуру
Сообщения: 3166
Зарегистрирован: 27 июл 2009, 19:26
Репутация: 672
Ваше звание: Вредитель полей

Re: Методы ГИС оценки фрагментации природной территории

Сообщение ericsson » 20 апр 2017, 21:41

А если еще и название любимой ГИС в ключевые слова добавить, то можно и конкретные инструменты найти (правда, понимания теории это все равно не отменяет).
Так что нет, не умеете вы, Наталья, пользоваться поиском.

Аватара пользователя
Natalia Novoselova
Гуру
Сообщения: 2610
Зарегистрирован: 15 янв 2013, 20:14
Репутация: 39
Ваше звание: /

Re: Методы ГИС оценки фрагментации природной территории

Сообщение Natalia Novoselova » 21 апр 2017, 01:55

ericsson писал(а):А если еще и название любимой ГИС в ключевые слова добавить, то можно и конкретные инструменты найти (правда, понимания теории это все равно не отменяет).
Так что нет, не умеете вы, Наталья, пользоваться поиском.
alexandr cherepanov писал(а):А если посмотреть чуть дальше чем первые 2 страницы, которые которые дает Google?

Вообще, мне хотелось тут собрать просто принципы оценки фрагментации. Не думаю, что хороших принципов так много. Да я пройдусь и посмотрю, чтобы сравнить с моим методом.

Также я предлагаю другим его оценить и покритиковать. Может быть, вы видели точно такой же метод где-то? А то я хочу сказать как есть - что из головы его придумала и он,значит, новый.

У меня спсоб очень простой. Но при этом он имеет - 1) числовое выражение, 2)биологическое значение (которое можно соотнести с любым видом животного, т.е. определить, подходит ли ему данный фрагмент для обитания и переходов. и 3) возможность красивого картирования т. е. выявлять визуально закономерности, оценивать с другими объектами.
Способ такой. К каждому фрагменту присваивается значение радиуса наибольшей окружности, которую можно вписать в данный фрагмент. Биологическое значение - это максимальное расстояние на которое животное может уйти от опушки вглубь леса. Минимум этого расстояние (можно назвать его лимитом безопасности .если нет своего термина) разное у разных видов. Так, у ягуара оно намного больше чем у мышки.

В общем, пример такой карты, построенной для Атланических лесов по данным 2013-2014 гг, для двух штатов - Сан-Пауло и Рио де Жанейро (на карте - Сан-Пауло)

Изображение

MYS
Интересующийся
Сообщения: 23
Зарегистрирован: 02 ноя 2011, 09:11
Репутация: 12

Re: Методы ГИС оценки фрагментации природной территории

Сообщение MYS » 21 апр 2017, 13:10

Ваш способ, как таковой, к фрагментации не имеет отношения.

Эксперимент:

1) берется участок 10х10 км, делится на 10 фрагментов 10х1 км. В каждый можно вписать окружность радиусом 0,5 км.
2) берется участок 10х10 км, делится на 100 фрагментов 1х1 км. В каждый можно вписать окружность радиусом 0,5 км.

Число фрагментов различается в 10 раз, ваша метрика - одна и та же.

Аватара пользователя
Natalia Novoselova
Гуру
Сообщения: 2610
Зарегистрирован: 15 янв 2013, 20:14
Репутация: 39
Ваше звание: /

Re: Методы ГИС оценки фрагментации природной территории

Сообщение Natalia Novoselova » 21 апр 2017, 14:00

Спасибо за комментарий.
Ну, я думаю, что ни один из принципов оценки фрагментации не может учесть всё. Фрагменты, чаще всего, не полосками нарезаны, а представляют собой выделы близкой формы. И этот способ оценивает огромное их число.
Так, Атлантические леса – это несколько сот тысяч фрагментов.
Чтобы обосновать, что мы можем использовать мой метод – можно, например, изучить распределение по всем фрагментам отношения периметра к площади. И если оно будет близко к нормальному (что я ожидаю), то подмеченный вами дефект можно не учитывать.

Но главное не это. А то, какое значение в оценку фрагментации мы вкладываем?
Нужно исходить из того, зачем мы ее вообще оцениваем?
Если нам важно ЧИСЛО фрагментов, или их площадь, та чего проще просто и оценить по этому параметру - построить карту с показателем N=число фрагментов на 1 км кв. Но это будет хуже оценка. По той причине, что не будет учитываться биологический (негативный) смысл фрагментации. Для животных он состоит в том, что любая опушка – это фактор угрозы. И они могут обитать или переходить по фрагменту, только если он будет определенной глубины. Что и показывает радиус наибольшей вписанной окружности.
В вашем примере, нарезанные полоски 10 на 1 км и фрагменты 1 на 1 км с точки зрения этого параметра будут восприниматься животным одинаково.
То есть эта оценка – и имеет цель описать территорию по этому параметру – максимальному расстоянию, на которое животное может уйти от границы фрагмента вглубь.

Думаю, может это и не исчерпывающий прием оценки фрагментированной территории, то он важный и дает нам четкий биологический показатель.
Этот же параметр (также через вписанные окружности) можно использовать для планирования ширины экологических коридоров. Так, в Бразилии их часто делают очень узкими, что не дает многим видам животных им воспользоваться.
Но, конечно, с того и начала тему, было бы интересно увидеть ПРИНЦИПЫ оценки фрагментации, которые описывают этот параметр полнее, может быть, лучше с биологической точки зрения.
В статьях наворочено в методах много и сложно, но ясного биологического значения можно не найти.

Аватара пользователя
Natalia Novoselova
Гуру
Сообщения: 2610
Зарегистрирован: 15 янв 2013, 20:14
Репутация: 39
Ваше звание: /

Re: Методы ГИС оценки фрагментации природной территории

Сообщение Natalia Novoselova » 21 апр 2017, 15:41

Второе значение оценки фрагментации – практическое.
Нам важно определить «лучшие» фрагменты, чтобы проложить эко-корридор наиболее оптимально и для природных экосистем, и экономически. Этот практический фактор, кстати, основная причина оценки фрагментации во многих работах.
По моей теории – наиболее оптимальная связь будет между фрагментами с бОльшим радиусом вписанной окружности. И это обоснованно биологически.
В вашем примере – в обоих случаях все фрагменты будут оценены одинаково.

Это закономерно.
Чем менее глубокий фрагмент, тем сильнее в его экосисеме птроисходят процессы деградации, входа интрузивных видов, антропогенное влияние. Это, кстати, вторая биологическая привязка метода.
И по качеству куски 1 х 1 км могут мало отличаться от полосы 1 х 10 км, из-за своей узости.



P. S.
Вопросы и критику очень приветствую и дальше. Для мня это рабочий процесс - обсудить этот метод с разными специалистами.

Аватара пользователя
Natalia Novoselova
Гуру
Сообщения: 2610
Зарегистрирован: 15 янв 2013, 20:14
Репутация: 39
Ваше звание: /

Re: Методы ГИС оценки фрагментации природной территории

Сообщение Natalia Novoselova » 26 май 2017, 02:47

Вот, интересно, по практическому применению метода.

Простой анализ и карта - визуально сразу показывает интересные продольные "естественные" экологические корридоры в штате Сан-Пауло. Они сложены из фрагментов леса с радиусом больше, чем множество фрагментов на соседних территориях.

Наглядная и очевидная рекомендация - использовть их для выстраивания экологической сети.
Изображение


Показала этот метод оценки фрагментации Дмитрию Аксенову. Авось им пригодится. Прозрачный мир, оказывается, чуть пораньше моего проекта, ведет проект с близкими задачами по Мадагаскару.

Аватара пользователя
jerry-maori
Завсегдатай
Сообщения: 430
Зарегистрирован: 22 авг 2012, 17:02
Репутация: 89
Ваше звание: it-дворник
Откуда: Нижний Новгород

Re: Методы ГИС оценки фрагментации природной территории

Сообщение jerry-maori » 26 май 2017, 06:38


Аватара пользователя
Natalia Novoselova
Гуру
Сообщения: 2610
Зарегистрирован: 15 янв 2013, 20:14
Репутация: 39
Ваше звание: /

Re: Методы ГИС оценки фрагментации природной территории

Сообщение Natalia Novoselova » 26 май 2017, 18:55


Здесь было бы очень ценно, если бы кто-то, вдруг, смог потратить немного своего времени, и привести сравнение моего ГИС метода анализа фрагментации с другими.
Может быть, кто-то видел похожее. Это тоже важно (я не видела и собираюсь назвать этот метод своим).

Дело в том, что статей по теме анализа фрагментации – действительно очень много. И их кол-во не дает возможность сделать сравнительный анализ. То есть не видишь возможности прочесть ВСЁ, и тогда кажется ненужным читать часть (зачем, если все равно не получится сделать полное сравнение). Ограничиваешься единичными случайно выбранными примерами.
Вообще, читая статьи на такие темы, вижу, что крайне редко авторы приводят сравнение их ГИС-ДЗЗ метода с чьим либо еще методами, посвященных аналогичной задаче. Чаще всего никакого сравнения нет.
Боюсь, что и мне это грозит.

Но вдруг кому-то станет интересно, и он сможет дать какие-то свои мысли в этой связи.
Сравнивать надо по функциональности, биологическому смыслу анализа, практическому применению.

Мой краткий обзор таких статей показал мне, что «понять» чужую методику крайне сложно (много всего наворочено), но при этой сложности не виден БИОЛОГИЧЕСКИЙ (экосистемный) смысл того, что люди получают таким анализом. Ощущение, что ставилась задача сделать все сложно и круто, а вот «зачем» и «для чего это использовать» – вопрос не ставился.

Аватара пользователя
Natalia Novoselova
Гуру
Сообщения: 2610
Зарегистрирован: 15 янв 2013, 20:14
Репутация: 39
Ваше звание: /

Re: Методы ГИС оценки фрагментации природной территории

Сообщение Natalia Novoselova » 30 май 2017, 19:41

А вот другой вариант картографической репрезентации метода. Она кажется еще более наглядной. Еще более ясно показывает уровень фрагментации лесов (и впечатляет сразу - во что превратили Атлантические леса). А по крупным окружностям (опять-таки, их хорошо видно - и они образуют связанные линии) вести создание эко-сети.

Есть ли что-то подобное в литературе?
Вот здесь бы не помешало немного научной дискуссии по теме.. (сравнение, аргументированная критика, идеи по приложению еще не высказанные)

Изображение

Изображение

Ответить

Вернуться в «Охрана природы»