Využití technologie GIS a prostorových databází při výpočtu fragmentace krajiny. Miroslav Kopecký, Tomáš Soukup

Využití technologie GIS a prostorových databází při výpočtu fragmentace krajiny

Miroslav Kopecký, Tomáš Soukup

Geoinformace pro praxi, Brno 27.6.-28.6.2009

Řešitelé Projekt je řešen za podpory EEA v rámci konsorcia ETC LUSI – European Topic Centre Land Use and Spatial Information ETC-LUSI - mezinárodní konsorcium založené jako servisní organizace Evropské agentury pro životní postředí (EEA) pro podporu jejích aktivit při sběru, analýze, hodnocení a publikování informací relevantních pro evropskou i národní politiku v oblasti životního prostředí a udržitelného rozvoje Kooperující organizace Concordia University, Montreal Die Geographen Schwick & Spichtig, Zurich Gisat, Praha Swiss Federal Research Institute WSL, Birmensdorf


1

Cíle projektu Navrhnout metodiku výpočtu fragmentace Připravit datové podklady pro výpočet fragmentace krajiny v evropském měřítku Otestovat vhodnost použití různých podkladových dat z hlediska aktuálnosti, hustoty a rozsahu pokrytí Navrhnout způsob uložení, zpracování a prezentace dat Provést výpočet fragmentace krajiny


2

O fragmentaci Fragmentace krajiny = narušení vzájemných ekologických vztahů mezi různými lokalitami Je způsobená přírodními (např. vodní toky) a umělými (komunikace, zástavba) prvky v krajině Nepříznivé vlivy fragmentace: Snížení druhové diverzity Změna chování druhů Umělé prvky podílející se na zvýšení fragmentace způsobují přímou úmrtnost živočichů


3

Fragmentace - metrika Kromě popsání vlivu fragmentace na ŽP je nutné i kvantifikovat stupeň fragmentace => zavést metriku Zavedení metriky umožňuje porovnání stupně fragmentace v různých časových horizontech provádět modelování a vyhodnocování vlivu scénářů budoucího vývoje Po zavedení metriky je možné použít fragmentaci jako jeden z indikátorů ŽP


4

Metrika - požadavky Metrika, popisující stupeň fragmentace by měla

Mít jasnou a jednoduchou interpretaci Mít jednoduché matematické vyjádření Být nenáročná na vstupní data Mít nízkou citlivost na malé fragmentační plošky Mít konstatní průběh v různých fázích fragmentačního procesu


5

Metrika příklady Některé používané metriky Počet druhových stanovišť v daném území Počet nefragmentovaných ploch větších než daná mez Délka silniční sítě v daném území Hustota silniční sítě v daném území …


6

Effective Mesh Size Jednou z nových metrik je pravděpodobnost, že dva náhodně vybrané body v krajině leží v jedné, dále nefragmentované plošce Tuto pravděpodobnost lze interpretovat i jako PRŮMĚRNOU VELIKOST PLOCHY, na které se živočich může pohybovat bez překročení bariéry (Joechen A.G. Jaeger - Landscape division, splitting index and effective mesh size-new measures of landscape fragmentation)

Effective Mesh Size - meff


7

Effective Mesh Size Čím více bariér, tím menší pravděpodobnost, že dva živočichové, náhodně umístění v krajině se mohou potkat

!?


8

Effective Mesh Size - výpočet Pro pravděpodobnost lze psát

⎛ Ai p = ∑ ⎜⎜ i =1 ⎝ Atotal n

⎞ ⎟⎟ ⎠

2

n = počet nefragmentovaných plošek ve sledovaném území Ai = velikost plošky i Atotal = plocha sledovaného území


9

Effective Mesh Size - výpočet Pro velikost nefragmentované plošky (effective meff size) platí:

meff =Atotal*p a po dosazení

meff

1 = Atotal

n

∑A i =1


2 i

10

Effective Mesh Size - příklad

A1 ⎛ A p1 = ⎜⎜ 1 ⎝ Atotal

2

⎞ ⎛4⎞ ⎟⎟ = ⎜ ⎟ ⎝8⎠ ⎠

⎛ 2⎞ p2 = p3 = ⎜ ⎟ ⎝8⎠ A2

A3

2

2

3 = 0,375 8 meff=Atotal*p=8*0,375=3 km2 p = p1 + p 2 + p 3 =

Atotal = 8 km2


11

Hraniční problém Nedostatek metodiky – předpokládá, že fragmentované plošky končí na hranici sledovaného území

Hranice frag.plošek Hranice sledovaného území

p1

x p2

p3


12

Effective Meff Size – řešení hraničního problému Pro řešení problému plošek při hranici sledovaného území byla rovnice pro výpočet Effective Mesh Size upravena

meff

1 = Atotal

n

compl A * A ∑ i i i =1

n = počet nefragmentovaných plošek ve sledovaném území Ai = velikost plošky i ležící uvnitř sledovaného území Atotal = plocha sledovaného území Aicompl = celková velikost plošky i Geoinformace pro praxi, Brno 27.6.-28.6.2009

13

Meff – řešené území Metodika byla použita pro výpočet meff pro území 24 evropských států


14

Vstupní data Vstupní data Silniční a železniční síť TeleAtlas Databáze urbanizovaných ploch odvozená z Corine Land Cover (UMZ2000) NUTS3 Síť čtverců 1 x 1 km


15

Postup výpočtu-příprava fragmentované vrstvy TeleAtlas

UMZ200

NUTS3

Kontrola a čištění dat

TeleAtlas

UMZ200

Tvorba okolí podle typu komunikace

NUTS3

Dissolve

Plocha_EU24

TeleAtlas_buffer

Prostorové analýzy Vrstva nefrag. plošek


16

Vrstva nefragmentovaných plošek


17

Postup výpočtu-meff Výpočet se prováděl v relační databázi Vytvořeny SQL scripty pro jednotlivé kroky výpočtu Založení tabulek Zpracování prostorovýchdotazů mezi vrstvou nefragmentovaných plošek a statistickou vrstvou (NUTS3 resp. čtverce 1x1 km) Výpočet hodnoty meff Výsledek byl připojený k vrstvě statistických jednotek


18

Výsledky


19

Závěr První etapa zaměřená na ověření metodiky, přípravu nástrojů a základních dat Ukázala se vhodnost využití prostorových rel.databází při hodnocení fragmentace – schopnost zpracovat velké objemy dat, variabilita řešení Další etapa projektu Výpočty s novými daty (tvorba časové řady) Testování různých datových zdrojů (především komunikace) Doplnění o další fragmentační prvky (vodní toky apod.)


20

Děkuji za pozornost Miroslav Kopecký GISAT s.r.o. Charkovská 7 101 00 Praha 10


21

Využití technologie GIS a prostorových databází při výpočtu fragmentace krajiny. Miroslav Kopecký, Tomáš Soukup

Recommend Documents