lulc_modelovani [Wiki GIS/KGI UPOL]

This page is read only. You can view the source, but not change it. Ask your administrator if you think this is wrong.
  * modelování = přibližná reprodukce charakteristických vlastností originálu, přičemž tímto originálem může být libovolný předmět, proces nebo jev v reálném světě (Haggett, 2001)
 
  * hodnocení hrozeb pomocí matematického modelování procesů podle principů:
  * Koncepční analýza problému – rozhodnutí o vstupu relevantních veličin
  * Sestavení modelu z vybraných veličin – podoba matematické rovnice
  * Verifikace modelu – ověření modelu aplikací na vybraném území a porovnání s laboratorními 	měřeními
  * Stanovení míry a oboru platnosti – (míra přesnosti – procentní úspěšnost předpovědi; obor platnosti – podmínky, kdy je možno model použít)

  * Typy modelů
      * Černá skříňka – není známý mechanismus procesu
      * Šedá skříňka – částečná znalost mechanismu procesu
      * Bílá skříňka – popisují mechanismus procesu fyzikálními zákony, přesnější a flexibilnější ale složitější 
==== Predikční modelování ====
  * prediktivní modelování  = odvození nových jevů a stavů pro budoucí etapu (Kubošová, 2010)
používá se iterační modelování, what – if modelování, celulární automata a další techniky

  * **Iterační modelování**
    * modelování v iteracích (opakováních)
    * model, který pomocí nějaké funkce převedeme model z jednoho stavu do následujícího
    * následující stav je potom vstupním stavem pro další iteraci, na jejíž základě se vytvoří výstup, jenž slouží jako vstup do iterace číslo dvě atd.
    * Např. použijeme-li iterační model pro modelování změny využití krajiny, nastavíme počet iterací na hodnotu 10, přičemž každá   jedna iterace = změna využití krajiny za jeden rok. Potom pro nás mohou být zajímavé jak průběžné výsledky v každém roce, tak i pouze změna, která se stala mezi vstupem a desátou iterací

  * **What-if modelování**
      * zjišťujeme, jak se změní výstupy modelu, pakliže dojde ke změně buď vstupních dat, nebo modelovacích algoritmů
      * pokládáme otázku, pakliže se změní toto, jak se změní výstupy a výsledky?
      * Např. modelování různých protipovodňových opatření při určitém typu povodně, eventuálně vyměníme v modelu algoritmy, kterými se počítá odtok z plochy (místo jednoduchého, použijeme vícenásobný atd.).

==== Abstraktní modely krajiny ====
  * zdůrazňují především souvislosti mezi složkami krajiny, prvky, procesy a jevy v krajině či segmenty krajiny
  * elementy modelu jsou představovány geometrickými či jinými obrazci často zcela bez lokalizace v konkrétním prostoru)
  * mono nebo polysystémový model

==== 1. Manuální integrace analytických vrstev s posteriorní digitalizací integrované vrstvy ====
  * provádí odborník znalý alespoň rámcově ta témata, která jsou předmětem integrace
  * analytické vrstvy sjednoceny do shodného měřítka, projekce, lokalizace
  * existuje představa o možných reálných (věcně a regionálně správných) kombinacích relevantních integrovaných proměnných
  * je definována rozlišovací schopnost budoucí integrované informační vrstvy (tzv. minimální areál),
  * je stanoven postup integrace (co je referenční vrstva, které se přizpůsobují ostatní a jak po sobě následují)
  * bbita -> puda -> vlhkostni pomery -> relief-> zvetralinovy pokryv -> podbeni-> geologie

==== 2. On-screen integrace digitálních analytických vrstev ====
  * Podmínky (navíc oproti manuálnímu postupu):
  * analytické vrstvy jsou v digitální podobě ve stejném formátu a projekci (stejné rozlišení není podmínkou),
  * tématický obsah polygonů je kódován (popsán alfanumerickým kódem),
  * každý polygon je popsán položkou v GDB
  * technologie GIS „umí“ průnik vrstev

==== 3. (semi) automatická integrace digitálních analytických vrstev ====
  * Podmínky (navíc oproti manuálnímu a on-screen postupu):
  * technologie „umí“ vytvářet jednoznačné kombinace kódů - vektory - popisující integrované polygony získané průnikem analytických vrstev,
  * každý polygon je popsán vektorem v geodatabázi,
  * existuje představa (seznam) o „správných“ vektorech integrovaných polygonů v daném regionu (jádra polygonových skupin),
  * existuje představa o očekávané rozlišovací úrovni integrované vrstvy (rozměr „minimum-areálu“, netvoří jádra polygonů a jejich skupin).

{{::envimodely.png?300|}}

====== Časoprostorové modely pro predikce vývoje krajiny ======
  * statické (LUT-models) a dynamické (CA) (Brown  a  kol., 2004)
  * prostorové a neprostorové  (bez  prostorové  distribuce  –  pouze  rychlost  a  rozsah změněného  krajinného  pokryvu)  - model  SALU (Stephenne a Lambin, 2001)
  * podle  hlavních  metod:
    * CA modely
    * Statistické modely
          * **Conversion of Land Use and Its Effects (CLUE)**
            * dynamický, více-měřítkový model změn využití krajiny (Wageningen, 1996)
            * pracuje pouze s textovými soubory !
            * kombinuje logistickou regresi a informace od sousedních buněk, podobně jako  CA
            * výsledky predikce použity k tvorbě vhodnostních map, na jejichž základě jsou  alokovány jednotlivé změny krajinného pokryvu
            * rozloha změn, resp. rozloha každé kategorie krajinného pokryvu v predikovaném čase je dána uživatelem
            * každá buňka je charakterizována údajem, ukazujícím pro každou kategorii krajinného pokryvu, jak moc by bylo vhodné změnit stávající kategorii (míra vhodnosti)
            * nové využití je rozmístěna do míst s největší mírou vhodnosti pro daný typ LU

    * Modely pracující s neuronovou sítí
    * Modely s agentem
    * Kombinace modelů
      * markovy modely
        * kombinace metod  CA a Markovových řetězců  
        * algoritmus svým pojetím obohacuje prováděnou analýzu o prvek prostorové spojitosti a znalostní bázi pravděpodobné prostorové distribuce krajinných změn
        * pravděpodobnost, že se stav jedné buňky změní, určena jednak z původního stavu buňky,  ale také okolními buňkami a maticí přechodu, která obsahuje jednotlivé pravděpodobnosti změny jednoho stavu na druhý (Koomen a kol., 2007).

===== anallýza změn =====
  * sada nástrojů pro hodnocení změn v krajině za pomoci grafických a mapových ukazatelů
  * založena na trendové analýze umožňující výpočty až do  devátého řádu
  * obsahuje  nástroje pro vyfiltrování podstatných změn pro analýzy

===== modelování změn =====
  * dovoluje seskupovat identifikované změny do submodelů a analyzovat jejich potenciál
  * statické komponenty - proměnné, které jsou v čase neměnné
  * vyjadřují základní aspekty přiměřenosti změn
  * dynamické komponenty  - proměnné, které jsou časově závislé
  * vyjadřují stav vývoje (rozvoje) nebo infrastruktury
  * přepočítávány na  základě směrů predikce (vzdálenost od stávající infrastruktury)

===== C. Predikce změn =====
  * modelování ve smyslu předpovídání změn (k určitému datu)
  * umožňuje zasahovat do predikce procesů (zadání konečného data, způsob predikce)
  * zahrnutí plánovaných zásahů, rozvoj a zábran, infrastruktury
  * možno specifikovat počet dynamických změn a jejich intenzitu a systém kontroluje plánované zásahy, omezení a vývoj infrastruktury
  * hard prediction – Markovovy řetězce - výsledkem je 1 mapa, nejlepší odhad z mnoha pravděpodobných řešení
  * soft prediction - pravděpodobnostní matice na  základě externího modelu  – kontinuální mapování náchylnosti ke  změně – sada map
===== Dopady na populace a biodiverzitu (Implications =====
  * druhově specifické stanovení lokalit (primární a sekundární  stanoviště, primární a sekundární potenciální koridory a nevhodná stanoviště)
  * detekce změn stanovišť (při porovnání charakteru ochrany)
  * vývoj lokalit (fragmentace) a charakter těchto  změn v závislosti na měřítku
  * hodnocení biodiverzity (mapy bohatosti lokálních  druhů, regionální bohatosti, lokální jedinečnosti a podobnosti složení druhů)
  * modelování rozšíření druhů, jejich výskyt, abundance, dominance a predikovaný akční rádius
===== Plánovaní zásahů (Planning) =====
  * uživatel může zasahovat a měnit směr
  * vývoje (území se  statutem  ochrany, přesměrování rozvoje)
  *  modifikace infrastruktury pro  vyšší efektivitu (least-cost  engineering routes)
  *  plánování (bio-)koridorů a jejich parametrů (šířky, vstupy) na  základě předchozích analýz
  * akumulačních povrchů	
  * frikčních  analýz
  * vážených multikriteriálních vstupů
User Tools

Site Tools

Page Tools
