Ekolojik jeo-uzamsal muamma


15

Mekansal istatistik problemine farklı, daha zarif bir çözüm arıyorum. Ham veriler, her bir ağaç için bir xy koordinatından oluşur (yani bir nokta .shp dosyasına dönüştürülür). Bu örnekte kullanılmasa da, her ağacın taç çapını temsil eden karşılık gelen bir çokgeni (yani .shp olarak) vardır. Soldaki iki görüntü, biri 1989'dan diğeri 2009'dan olmak üzere, tek tek ağaç konumlarının bir nokta .shp dosyasından türetilen yatay ölçekli çekirdek yoğunluk tahminlerini (KDE) gösterir. Sağdaki grafik, iki KDE arasındaki farkı gösterir. burada sadece ortalamanın +/- 2 standart sapması görüntülenir. Sağdaki görüntüde raster katmanı oluşturmak için gerekli olan basit hesaplamayı (2009 KDE - 1989 KDE) gerçekleştirmek için Arc'ın raster hesap makinesi kullanıldı.

İstatistiksel veya grafiksel olarak zaman içinde ağaç yoğunluğunu veya kanopi alanı değişimini analiz etmek için daha uygun bir yöntem var mı? Bu veriler göz önüne alındığında, coğrafi bir ortamda 1989 ve 2009 ağaç verileri arasındaki değişimi nasıl değerlendirirsiniz? ArcGIS, Python, R, Erdas ve ENVI çözümlerini teşvik ediyoruz.

resim açıklamasını buraya girin


3
1989'daki orijinal ağaç konum verileriniz var mı? Değilse, KDE'ler en azından aynı çekirdekleri (ve aynı bant genişliklerini) kullanıyor mu? Ağaç verileri alanın tam bir sayımı mı yoksa bir çeşit örnek mi (ve eğer öyleyse, bu örneğin üyeleri nasıl seçildi)? Çalışmanızda bir "değişiklik" oluşturan nedir ve bunu nasıl ölçmek istersiniz (örneğin, ağaç yoğunluğunda mutlak bir değişiklik veya göreceli bir değişiklik olarak)?
whuber

1
@whuber: DOQQ içindeki her ağaç envanterlendiği için orijinal ağaç yerleri sayım verileri olarak düşünülebilir. KDE sayım verilerinden elde edilen noktalara dayanmaktadır. Öncelikle yeni ağaçlar ve gölgelik örtüsündeki değişiklikler ile ilgileniyorum.
Aaron

1
KDE'ler burada uygun olmayabilir, çünkü ağaç konumundaki ve sayılarındaki değişiklik bant genişliğini ve dolayısıyla sonuçları değiştirecektir. Her seferinde keyfi boyutta (örneğin 100m x 100m) bir bölgesel tarama oluşturmayı ve her seferinde ağaçlar / hücre ve ağaç alanı / hücre almayı ve sonra zamanlar arasındaki farkı hesaplamayı düşündünüz mü?
blindjesse

@blindJesse: İyi bir fikriniz var. Alternatif olarak, gölgelik çapı çokgenlerini 2009 ve 1989'dan rasterlere dönüştürme, sonra rasterleri ikili verilere yeniden sınıflandırma fikriyle oynuyorum. Oradan, ikisi arasındaki fark üzerinde hareketli bir pencere odak istatistik komut dosyası çalıştırabilirsiniz.
Aaron

1
Ham verilerin biçiminden hala emin değilim, Aaron. "Her ağaç ... envanteri yapıldı" yazdığınızda, bu her bir ağacın tanımlandığı ve koordinatlar atandığı anlamına mı geliyor? Ya da belki birisinin çokgen çizdiği ve "39 kırmızı akçaağaç ve 13 beyaz meşe buldum?" Dedi mi? Orijinal verilerin güçlü yönlerini ve sınırlarını anlamak, aradığınız kanonik cevabı elde etmek için çok önemlidir.
whuber

Yanıtlar:


8

İlk sorun:

Minima karışımına bakıyorsunuz. Dönüm büyüklüğünde bir tacı olan devasa bir ağaç, nokta / çekirdek yoğunluğu bazında yorumlanan, hiç ağacı olmayan bir alan gibi oldukça fazla görünüyor . Sadece küçük, hızla büyüyen ağaçların olduğu yerlerde, kenarlarda ve ormandaki boşluklarda yüksek değerler elde edersiniz. Zor bit, bu yoğun küçük ağaçların gölge veya tıkanıklık ile örtülme veya 1 metrelik bir çözünürlükte çözülememe veya aynı türden bir küme olmaları nedeniyle birlikte toplanmaları çok daha muhtemeldir.

Jen'in bu ilk bölümde cevabı doğrudur: Çokgen bilgisini atmak israftır. Yine de burada bir komplikasyon var. Açık yetiştirilen ağaçlar, daha yaşlı bir stant veya olgun bir ormandaki bir ağaçtan daha az dikey, daha yayılan bir taca sahiptir. Daha fazla bilgi için bakınız # 3.

İkinci sorun:

İdeal olarak elma ile elma karşılaştırması yapmalısınız. Biri için NDVI'ya, diğeri için S&B'ye güvenmek sonuçlarınıza bilinemez bir önyargı getirir. 1989 için uygun verileri alamıyorsanız, bunun yerine 2009 için bozulmuş S&B verileri kullanabilir veya hatta 2009 verilerindeki S&B ile ilgili önyargıları ölçmeye ve 1989 için NDVI sonuçlarını tahmin etmeye çalışabilirsiniz.

Bu noktayı emek açısından ele almak mantıklı olabilir veya olmayabilir, ancak bir akran değerlendirmesinde ortaya çıkma ihtimali yüksektir.

Üçüncü sorun:

Tam olarak neyi ölçmeye çalışıyorsunuz? Çekirdek yoğunluğu değersiz değildirmetrik olarak, birbirinizi hızla öldüren yeni büyüme alanları, genç ağaçlar bulmak için bir yol sağlar (yukarıdaki gölgeleme / tıkanma sınırlamalarına tabi); Sadece su / güneş ışığına en iyi erişimi olanlar, birkaç yıl içinde hayatta kalacaktır. Gölgelik kapsamı, çoğu görev için çekirdek yoğunluğunda bir iyileşme olacaktır, ancak bunun da sorunları vardır: gölgeyi yerleşik bir 100'le aynı ölçüde kapamış olan 20 yaşındaki ağaçların büyük, yaşlı bir standını tedavi eder. yaşındaki orman. Ormanları bilgiyi koruyacak şekilde ölçmek zordur; Bir gölgelik yükseklik modeli birçok görev için idealdir, ancak tarihsel olarak elde edilmesi imkansızdır. Kullandığınız metrik, hedeflerinizin ayrıntılandırılmasına dayanarak en iyi şekilde seçilir. Onlar neler?

Düzenle:

Amaç, çalılıkların doğal otlaklara doğru genişlediğini algılamaktır. İstatistiksel yöntemler burada hala mükemmel bir şekilde geçerlidir , sadece bazı detaylandırma ve uygulamak için öznel seçimler gerektirir.

  • Gölgelik kapsamının temel bir ölçüsünü hesaplayın. Bu, doğrudan taç çokgenleri üzerinde ızgaralı bir yaklaşımı veya taç çokgenlerini bir raster haline getirmeyi + daha sürekli bir sürüme ihtiyacınız varsa bunları bulanıklaştırmayı içerebilir.
  • Gölgelik kapsamının yüzdesine göre analizinizin yapılacağı peyzaj sınıflarını ayırmayı deneyin. Kapalı gölgelik ormanında çalıştığınız istatistiksel teknikler neredeyse çıplak bir otlakta kullandığınız tekniklerden farklı olabilir veya hatta analizden savunmasız bırakılabilir. Manzaralarınızın bazı küçük alanları arasında "çalılık alanların genişlemesi" yer alacak ve bu etkiyi nasıl alt gruplara ayıracağınızı seçmek ve ilgili olmayan verileri yok saymak bir istatistikçi olarak size kalmış.
  • Bunun 20 yıllık bir zaman dilimi içinde çalışıp çalışmayacağını bilmiyorum (ve ek ara dönemlerle daha iyi çalışacak), ancak ağaç çapına vekil olarak taç çapına dikkat etmeye çalışın. Sormanız gereken tanımlayıcı bir soru var, mevcut bir tacın boyutundaki iki katın "genişlemeyi" temsil edip etmediğini veya yeni ağaçlar gerektirip gerektirmediğini sormak zorundasınız. Eğer ikinciyse, yeni olup olmadıklarına dair bir fikriniz var (en azından, yukarıda seçtiğiniz bazı manzara sınıfları için, belirli bir güneş ışığı erişim derecesini doğrulayabileceğiniz).
  • Ekolojik amaçlarınıza bağlı olarak, sadece ağaç yoğunluğunu doğrudan araştırmakla kalmaz, aynı zamanda Fragstats gibi paketleri kullanarak peyzaj parçalanmasını keşfetmek de faydalı olabilir .
  • Uzun atış: 2009 veri kümesinde kronları ayırt etme yeteneğiniz için doğrulama ve doğruluk değerlendirmesi olarak kullanılmayı bekleyen hiçbir ilçe LIDAR veri kümesi olmadığından emin olun.

Teşekkürler Chris, Algılamayı değiştirmek için KDE yaklaşımında birçok meşru delik açıyorsunuz. 2009 ve 1989 yılları arasında görüntü kalitesi farkıyla en iyi nasıl başa çıkılacağı konusunda mücadele ediyorum. Görüntü çıktısını karşılaştırmak için bir eğitim veri kümesinin gerekli olduğunu kabul ediyorum. Bu verilerin amacı, çalılıkların yerli otlaklara genişlemesini değerlendirmektir. En iyi yaklaşımı bu sayım verilerinin gücünü kullanmak ve aslında istatistiksel bir yaklaşımdan ziyade tanımlayıcı bir yaklaşım kullanmaktır.
Aaron

Şart değil. Yanıt bazı önerilerle düzenlendi.
MappingTomorrow

5

KDE değerlendirmenizin sorunu tüm alanı düzeltmesi ve böylece bulmak isteyebileceğiniz boşlukları kapatmasıdır.

Ağaç taç tespiti için NDVI kullandığınızı okuduğumda, taç çokgenlerinin nasıl göründüğünü merak ediyorum? ağaç türü kimliğine sahip bu gerçekten çokgenler birbirine bağlı mı?

Her bir ağaç tacı için çokgenlere sahip lüksünüz varsa ve bir ağaç tacının nerede kaybolduğu ile ilgileniyorsanız, bence iki olasılık var; bir vektör ve bir raster çözeltisi.

vektör

  1. üst üste binen hiçbir polis kalmayacak şekilde bir yıl içindeki tüm çokgenleri birleştirin. tek polys iyi. bu iki şekil dosyasına yol açacaktır
  2. 1989 ve 2009'un eşleşmediği alanları (artık) bulmak için yer paylaşımı veya kesişim kullanın.

raster

  1. her yıl tüm çokgenleri 0 = notree ve 1 = tree ile ikili bir raster'a dönüştürün. 0.5 m ve bilinear interpol gibi yüksek bir çözünürlük kullanıyor musunuz? bu kenarların pürüzsüz olmasını sağlayacaktır
  2. ikili görüntüleri çıkarın (2009-1989) ve ilk sonucunuza benzer bir şey almalısınız, ancak düzeltilmiş KDE'lerden arındırılmış

Umarım işe yarar :) Bu fikirleri denemedim ama aklıma ne yazdığını yazdım. iyi şanslar!

oh ... belki, sadece bir kuadrat sayım yaklaşımı da yapabilirsiniz. her yıl, 100x100m vektör ızgarası kullanarak bölgenizi dilimleyin, çokgenlerde puan sayın ve iki farklı deseni karşılaştırın. sadece başka bir fikir ...


Jens, ekolojik problemin mükemmel analizi. Özlü cevabınız hem KDE yaklaşımı ile ilgili ciddi bir sorunu tanımlamaktadır hem de genel anlamda ileriye doğru yardımcı olmuştur.
Aaron

2

Bitki örtüsünde genel bir değişiklik bir Dijital Değişim Analizi kullanılarak hesaplanabilir. Bu analizi çalıştırmak için önce hem 1989 hem de 2009 için 4 bantlı (R, G, B ve NIR) bir görüntüye ihtiyacınız olacaktır. Daha sonra, uzaktan algılama yazılımı (ENVI veya Erdas gibi) kullanarak her görüntü üzerinde bir NDVI analizi çalıştırın . NDVI analizi, NIR bandı - kırmızı bant / NIR bandı + kırmızı bant piksellerinin oranını karşılaştırır. Bu denklemin sonucu -1 ile 1 arasında değişen piksel değerleri verir. Sıfırdan düşük bir değere sahip pikseller NIR bandında yansıma göstermez. Benzer şekilde, sıfırdan büyük bir değere sahip pikseller NIR ışığını yansıtır ve bu nedenle bitki örtüsü olarak kabul edilir. Dijital bir değişim analizi gerçekleştirme süreci, bir NDVI görüntüsünü diğerinden çıkarmaktır (1989'dan çıkarma). Daha ayrıntılı bir tartışma için lütfen aşağıdaki bağlantıya bakın.

http://www.bioline.org.br/pdf?er07006


Yanıt ve referansı kışkırtan bir düşünce için teşekkür ederiz. NDVI'lar, ağaç konumlarını türetmek için 2009 1m 4-band NAIP DOQQ'larından oluşturuldu. Bununla birlikte, 1989 1m NAIP görüntüleri sadece gri tonlarında mevcuttur - bu nedenle, ağaç konumlarını türetmek için bu görüntülerin farklı şekilde manipüle edilmesi gerekiyordu. TM'den üretilen NDVI'ları veya dijital değişiklik analizi için diğer düşük çözünürlüklü görüntüleri kullanarak bu çalışma için çok fazla "arka plan gürültüsü" olabilir. Tekrar teşekkürler!
Aaron
Sitemizi kullandığınızda şunları okuyup anladığınızı kabul etmiş olursunuz: Çerez Politikası ve Gizlilik Politikası.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.