Новый? метод ГИС для картирования птиц. Cтат. вопросы.

ГИС и ДЗЗ в Охране Природы, РПП и смежных науках (экологии, биологии и лесном деле)
Аватара пользователя
Natalia Novoselova
Гуру
Сообщения: 3020
Зарегистрирован: 15 янв 2013, 20:14
Репутация: 69
Ваше звание: Лиса
Откуда: **
Контактная информация:

Re: Новый? метод ГИС для картирования птиц. Cтат. вопросы.

Сообщение Natalia Novoselova » 05 сен 2014, 23:17

Для расширения пространства идей приложения. Эти точки положенные на растр рельефа. Аналогично можно сделать с картой температур, с картой поверхности (видимо, придется брать Landsat8, т.к. в ArcScene нельзя включить Basemap). Всё в виде вращающейся модели можно хорошо рассмотреть.

Вроде как через опцию Properties - Time можно сделать движение во времени, то есть посмотреть, как птицы перемещаются с течением времени (н-р взять по одной точки в течении суток)

Изображение



Другая форма отображения (Properties - Extrusion), точки растянуты (разделила на 3 градации по размеру групп)

Изображение

Иван Стрельников
Интересующийся
Сообщения: 40
Зарегистрирован: 11 авг 2011, 13:23
Репутация: 15

Re: Новый? метод ГИС для картирования птиц. Cтат. вопросы.

Сообщение Иван Стрельников » 07 сен 2014, 20:58

А вот теперь хорошо видно почему у Вас плотность падает с удалением от центра. Делим то на площадь, а нужно на объем доступного для наблюдения пространства. Т.е. количество птиц в многоугольнике, нужно разделить на объем, занимаемый частью полусферы, расположенной над многоугольником. И все равно останется проблема с ростом вероятности не заметить птицу с увеличением расстояния до нее. Я, лично, на полевой практике терпеть не мог "угадывание" количества воробьев в стайке, которая пролетает в трехсот метрах от тебя.

Аватара пользователя
Natalia Novoselova
Гуру
Сообщения: 3020
Зарегистрирован: 15 янв 2013, 20:14
Репутация: 69
Ваше звание: Лиса
Откуда: **
Контактная информация:

Re: Новый? метод ГИС для картирования птиц. Cтат. вопросы.

Сообщение Natalia Novoselova » 07 сен 2014, 22:37

Иван Стрельников писал(а):А вот теперь хорошо видно почему у Вас плотность падает с удалением от центра. Делим то на площадь, а нужно на объем доступного для наблюдения пространства. Т.е. количество птиц в многоугольнике, нужно разделить на объем, занимаемый частью полусферы, расположенной над многоугольником.

Для карты плотности самих птиц, так видится более правильным. Надо поробовать.

Думаю, можно просто сделать сферу с центром - расположение наблюдателя и радиусом ... макс. радиус , видимый в бинокле.. По моим примерным расчетам макс. радиус, видимый в бинокле - 6000м. Хотя в этот анализ по карте выше я не включаю птиц, отмеченных с самым большим радиусом, включаю только 3 первых градации радиусов - до 700 м.

То есть сделать полусферу с радиусом 6000м., и посчитать объем пространства, занимаемой одним полигоном..


Хотя все-таки. Уходя в плотность - мы нивелируем пики численности, а мне они важны для того, чтобы понимать, где птиц было больше.
Нужно еще поработать над идеей карты плотности (ведь получается что-то близкое к карте реального риска).
Но для выявления зависимости с поверхностью - пока видится более правильным оперировать с картами без деления, то есть макс. приближенным к фактическим данным.

Вот эта 3d карта с точками - явлется картой, отображающей без искажений то, что было учтено. Следующая за ней - карта на стр.1 темы, она показывает сумму учтенных птиц в осреднении на число наложенных полигонов - через нее можно понять, на каком удалении от точки обзора было больше и меньше птиц.

С картой плотности - надо еще подумать..

Аватара пользователя
Natalia Novoselova
Гуру
Сообщения: 3020
Зарегистрирован: 15 янв 2013, 20:14
Репутация: 69
Ваше звание: Лиса
Откуда: **
Контактная информация:

Re: Новый? метод ГИС для картирования птиц. Cтат. вопросы.

Сообщение Natalia Novoselova » 08 сен 2014, 23:19

В общем - не знаю я в чем дело.Вот две карты.
Карта1 (без деления)

Для каждого квадратика 15х15м вычисляется:
суммарное число птиц во всех наложенных на него полигонах / число наложенных полигонов

Изображение



Карта2(С делением на объем)
Для каждого квадратика 15х15м вычисляется:

15* AvgVOvul =15* [VO(vult)/ число наложенных полигонов], где

VO(vult) = SumVUL / [Vol_UAmax] (сумма птиц по каждому полигону / объем этого полигона в пространстве)


Объем каждого полигона в пространстве – я рассчитала путем перемножения площади полигона на дельту высот для него (которая следует из интервального х-ра сбора данных): ALT(max) – ALT(min)

Изображение



Общий вывод – что при карте «плотности», делим ли мы сумму птиц на площадь (полигона, где они были учтены), или делим на объем (полигона, где они были учтены) – мы не уходим от того, что к центру числовой показатель увеличивается. Почему?? :roll:

А вот если не делить (т.е. просто показывать фактический материал, сколько птиц в данном квадратике было зафиксированно во всех наложенных в нем полигонах) – мы не видим этого недостатка. Так думаешь, поскольку числовые показатели - различны в не зависимости от приближения к центру..


Итого, не знаю, в чем причина недостатка карты плотности. Но исходя из нее, кажется, что в анализе лучше исходить из карты первой (где не делим).

Может быть дело можно решить методами круговой статистики? Или в чем может быть причина? Всю голову сломала.

Аватара пользователя
Natalia Novoselova
Гуру
Сообщения: 3020
Зарегистрирован: 15 янв 2013, 20:14
Репутация: 69
Ваше звание: Лиса
Откуда: **
Контактная информация:

Re: Новый? метод ГИС для картирования птиц. Cтат. вопросы.

Сообщение Natalia Novoselova » 08 сен 2014, 23:39

Как бы все же понять, нужно ли мне с этими задачами забираться в Circular statistics.
Понятно, что из статьей википедии - мне ничего не понятно. Если бы хоть представлять, что она может мне дать, и критично это вообще или нет. Может быть, что причина ошибки в неприменении каких-то подходов, там изложенных.

http://en.wikipedia.org/wiki/Directiona ... tributions

Аватара пользователя
Natalia Novoselova
Гуру
Сообщения: 3020
Зарегистрирован: 15 янв 2013, 20:14
Репутация: 69
Ваше звание: Лиса
Откуда: **
Контактная информация:

Re: Новый? метод ГИС для картирования птиц. Cтат. вопросы.

Сообщение Natalia Novoselova » 09 сен 2014, 20:25

И еще один вопрос, который обозначен и в названии темы.
На что подобное (в смысле методики) можно посмотреть, знаете ли вы такие примеры?

При поиске GIS + Bird strike problem - отыскались проекты с использованием базы ГИС в самом примитивнейшем ее виде. Про ДЗЗ речи не было.

Понятно, я могла не всё найти. Также и примеры просто в орнитологической сфере интересуют.

То есть то, что можно сопоставить с моими идеями, доработать их или сравнить в тексте.

Иван Стрельников
Интересующийся
Сообщения: 40
Зарегистрирован: 11 авг 2011, 13:23
Репутация: 15

Re: Новый? метод ГИС для картирования птиц. Cтат. вопросы.

Сообщение Иван Стрельников » 10 сен 2014, 03:01

Здравствуйте, Наталья!
По поводу плотности. То я имел ввиду, коррекцию по объему наблюдения. Т.е. как Вам весьма удачно начертили в предыдущих постах. У Вас есть направление на точку с интервалом, интервал угла и интервал возвышения. Все это очерчивает некоторую объемную фигуру. Выглядит она, как усеченная пирамида, узкая часть которой смотрит на Вас. Большее и меньшее основания (назовем их так), выпуклое и вогнутое, соответственно. Образованны эти поверхности сферами с радиусами равными границам интервала по расстоянию до птиц. То же самое, что для плоскости, но в объеме. Круги заменяются на сферы. В результате, вам нужно каждое наблюдение разделить на соответствующий объем (объем этой пирамидки). А уже потом проецировать на плоскость. Опять же, это мое субъективное мнение, но без этого шага переходить к анализу на площади нельзя. Попросту единицы измерения разные. Это как говорить, что 3 (единицы/м2) > 2 (единицы/км2), так как 3>2.
По поводу круговой статистики. Я вовсе не хотел сказать, что статистика банальная. Под банальностью я подразумевал, предложение упростить Вашу задачу. Например, для начала, просто оценить вероятность встречи птиц по каждому из румбов, без учета всех ошибок. Потом показать, что в некоем направлении эта вероятность значимо выше чем в других направлениях. Возможно в этом же направлении находиться какой-нибудь водоем или свалка мусора, вот птиц там и больше. Просто, как мне кажется, Вы уперлись в ДЗЗ, но методика сбора данных кривовато подходит для этих целей. Но делать такой вывод только Вам и вашему научному руководителю.

Аватара пользователя
Natalia Novoselova
Гуру
Сообщения: 3020
Зарегистрирован: 15 янв 2013, 20:14
Репутация: 69
Ваше звание: Лиса
Откуда: **
Контактная информация:

Re: Новый? метод ГИС для картирования птиц. Cтат. вопросы.

Сообщение Natalia Novoselova » 10 сен 2014, 05:25

Иван Стрельников писал(а):Здравствуйте, Наталья!
По поводу плотности. То я имел ввиду, коррекцию по объему наблюдения. Т.е. как Вам весьма удачно начертили в предыдущих постах. У Вас есть направление на точку с интервалом, интервал угла и интервал возвышения. Все это очерчивает некоторую объемную фигуру. Выглядит она, как усеченная пирамида, узкая часть которой смотрит на Вас. Большее и меньшее основания (назовем их так), выпуклое и вогнутое, соответственно. Образованны эти поверхности сферами с радиусами равными границам интервала по расстоянию до птиц. То же самое, что для плоскости, но в объеме. Круги заменяются на сферы. В результате, вам нужно каждое наблюдение разделить на соответствующий объем (объем этой пирамидки). А уже потом проецировать на плоскость.
Мне кажется, что я так и сделала. То, что говорите вы и ericson. Только брала интервал вертикального угла и интервал прямого расстояния до птицы (те параметры, которые измерялись в поле). Плюс сектор. На Рис 1 в первом сообщении - желтым показан один такой полигон на плоскости (один элемент построенной темы из всех таких полигонов для данной точки обзора).
Усеченная пирамида с выпуклым и вогнутым основанием.

На Рис2 в этом сообщении - я делила именно на объем. Который для каждого полигона рассчитала, как площадь полигона х высоту интервала превышения (ALTmax - ALTmin).
Но и после этого не убралось ошибка, что к центру значения завышаются и всё распределение по карте носит концентрический характер.


Опять же, это мое субъективное мнение, но без этого шага переходить к анализу на площади нельзя. Попросту единицы измерения разные. Это как говорить, что 3 (единицы/м2) > 2 (единицы/км2), так как 3>2.
Моя идея (потому что не могу пока решить проблему с картой плотности) использовать только карту без деления (рис.1. в посте выше. Там каждый пиксель показывает - сколько всего птиц было отмечено на данном удалении от точки обзора (среднее по всем налагающимся на него полигонам). Без относительно распределения по площади.
Сейчас я думаю, можно ли проводить (ну хоть простой стат анализ) исходя из таких данных.
По поводу круговой статистики. Я вовсе не хотел сказать, что статистика банальная. Под банальностью я подразумевал, предложение упростить Вашу задачу. Например, для начала, просто оценить вероятность встречи птиц по каждому из румбов, без учета всех ошибок.
Мне посоветовали и я нашла учебник "Статистический анализ угловых наблюдений". Вроде бы это идет в привязке к круговой статистике. Может быть, вы могли бы посоветовать (если там это изложено), что использовать для такой операции?
viewtopic.php?f=26&t=17222#p118091

Прочитала там введение и указанные примеры. И не нашла сходства с моими задачами.
Может быть, конечно, в этом учебнике не совсем то изложено.

Потом показать, что в некоем направлении эта вероятность значимо выше чем в других направлениях. Возможно в этом же направлении находиться какой-нибудь водоем или свалка мусора, вот птиц там и больше. Просто, как мне кажется, Вы уперлись в ДЗЗ, но методика сбора данных кривовато подходит для этих целей. Но делать такой вывод только Вам и вашему научному руководителю.
Цели проекта - выявить зависимость распределения птиц от разных факторов земной поверхности.Потому было решено проводить стат анализ числового показателя по птицам и числового показателя по этим параметрам.

Но по вычислению вероятности тоже можно пойти. Тут все способы хороши, пока набредешь на то, что что-то дает. Например, эта вероятность могла бы стать альтернативным числовым показателем по птицам для поверхности.

Аватара пользователя
Natalia Novoselova
Гуру
Сообщения: 3020
Зарегистрирован: 15 янв 2013, 20:14
Репутация: 69
Ваше звание: Лиса
Откуда: **
Контактная информация:

Re: Новый? метод ГИС для картирования птиц. Cтат. вопросы.

Сообщение Natalia Novoselova » 10 сен 2014, 14:26

del

Аватара пользователя
Natalia Novoselova
Гуру
Сообщения: 3020
Зарегистрирован: 15 янв 2013, 20:14
Репутация: 69
Ваше звание: Лиса
Откуда: **
Контактная информация:

Re: Новый? метод ГИС для картирования птиц. Cтат. вопросы.

Сообщение Natalia Novoselova » 11 сен 2014, 16:13

Повторю здесь пост, который кому-то может быть интересным. Вообще, моя политика по жизни - это полная открытость и свободная передача всем интересующимся всего, что я делаю. И также - привлечение всех желающих к рабочему сотрудничеству для полезных целей.

Natalia Novoselova писал(а):
gamm писал(а):
Natalia Novoselova писал(а):Сначала делаю, что могу
данные (первичные ) по птичкам секретные?

Конечно, доступны!
По запросу интересующимся и тем, кто захочет принять участие в статье в качестве соавтора (как научных, так и на ГИС-Лаб, например, говорили, что здесь это могло бы быть интересным), данные будут предоставлены.

Да. Я приглашаю серьезно к соавторству.
Статьи будут в 3-х направлениях:
1.Биологическая (собственно о поведении этого вида птиц)
2.Практическая (изначальная цель проекта - как удалось продвинуться в решении Bird Strike Problem)
3. Методическая - изложение новых методик ГИС, ДЗЗ для целей орнитологии и этой вот пробемы столкновений птиц с самолетами. Если, конечно, я не обнаружу из ли-тры, что это все уже кем-то разработано (пока не обнаружила). То есть изложить подходы.

Для всех направлений - это разные ж-лы. Но в первую очередь буду брать первое с включением выводов по второму. Это мне нужно для защиты. То есть нужно сделать текст, отправить в редакцию журнала.


Благодарности поименно... (впрочем, это и так уже включаю, хоть благодарность "на хлеб не на мажешь"). Но благодарность коллективу GIS-lab будет вынесена во всех статьях, и также отдельным его участникам.

Есть первичные таблицы. Есть то, как я их подготовливаю для стат. анализа. Данных много.

Подготовка идет в двух направлениях:

1. Данные по числу птиц в привязке к метео-параметрам, промеряемым одновременно с учетом (каждые 15 мин обзор неба и регистрамция метео-параметров), с 7.45 до 18.00

2 Данные по птицам в приязке к данным о поверхности, вытащенным из продуктов ДЗЗ. Я использую только открыте данные, потому, соотв. масштаба:

а)Рельеф - ASTER GDEM (высота, экспозиция, наклон).

б)Температура поверхности - ASTER (от этой температуры я хочу вывести связь с альбедо поверхности, т.е. с образованием hot spots - территорий, которые производят термики повышенной мощности. Одна из ключевых раб. гипотез проекта - что Black Vultures притягивают к повышенным термикам, как к магнитам.. и просто, сильно от них зависят. Помимо ASTER (т.к. есть по 1 дневому снимку в пределах года наблюдений на каждый аэропорт) есть потенциал использовать Landsat8 (но это в том случае, если анализ температуры что-то даст).

в)Деление на типы ландшатфа (на основе оцифровки снимка высокого разрешения). Пока использую самое простое деление - городские и природные территории. По первой линии уже выявились интересные различия в поведении птиц (по второй линии не пробовала). Возможно, буду также анализировать присутствие - больших дорог, водных объектов, массивов леса. Изначально была идея более детальной оценки местности (вплоть до типа покрытия и хоз д-ти, отдельные свалки), но не знаю... у меня уже время поджимает, материала и так много. И непонятно, как брать эти данные. Вероятно, просто изложу в главе "идей по применению новых методологий для решения проблемы Bird Strike", таких рекомендаций-идей на будущее, другим исследователям, уже скопилось несколько.

Аватара пользователя
Natalia Novoselova
Гуру
Сообщения: 3020
Зарегистрирован: 15 янв 2013, 20:14
Репутация: 69
Ваше звание: Лиса
Откуда: **
Контактная информация:

Re: Новый? метод ГИС для картирования птиц. Cтат. вопросы.

Сообщение Natalia Novoselova » 30 сен 2014, 23:53

Этот метод (точнее сделанное на этом же принципе по растру AST08 темпераутры поверхности) показывает, хоть при примерном анализе (т.е. на основе простого коэф. корреляции).. вроде как связь птичек с градиентом температуры.
То есть это может быть в пользу моей теории о значимости для них термиков!

коэф кор. 0,74 - 0,88..

Но еще, конечно, надо тщательно теперь все это сделать. Так как очень много переходных шагов...


Кому я обещала, первичные материалы, а также мои эти выводы про градиент отправлю. Может быть, и правда, вам будет интересно, в смысле совместной публикации. Прошу прощения за задержку.. очень много времени ушло на первичную обработку (и еще я в процессе, хотя заканчиваю).

Потому как в этой работе.. как мне кажется, есть новые технические идеи (ну или в моем понимании они таковы, тоже может быть).. но сильно хромает статистический подход. То есть его пока нет совсем, в самом простом варианте.
Однако, как теперь мне кажется, можно будет что-то интересное взять. Возможно.


Как то так это пока выглядит.
В общем, думаю, можно смотреть в этом напрвлении дальше. Если выявиться связь с термиками, то есть это привязка к определенным местам поверхности. Это уже какой-то вывод, практический, для проекта.


Если считать без последнего разряда (по нему был около половины большого пикселя, то коэф кор даже выше - 0.83
Но этот последний высокий угол - дает сразу очень большой пик! Что тоже интересно. То есть - это пятно их притягивает, как кажется.

Изображение
Последний раз редактировалось Natalia Novoselova 01 окт 2014, 00:58, всего редактировалось 1 раз.

Аватара пользователя
Natalia Novoselova
Гуру
Сообщения: 3020
Зарегистрирован: 15 янв 2013, 20:14
Репутация: 69
Ваше звание: Лиса
Откуда: **
Контактная информация:

Re: Новый? метод ГИС для картирования птиц. Cтат. вопросы.

Сообщение Natalia Novoselova » 01 окт 2014, 00:50

Нда... моя рабочая гипотеза.. что градиент температуры = термики. Так ли это? Кто-нибудь знает?

Хмм... буду думать, что это всё значит. Думаю всё же, что это термики. Но надо порыть литературу и подумать над физикой.

Ответить

Вернуться в «Охрана природы»

Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей и 9 гостей