Συσχέτιση μετακίνησης ζώων και τηλεπισκόπησης μέσω χαρτογράφησης καταλληλότητας των πόρων.
Από RemoteSensing Wiki
Τίτλος άρθρου:Linking animal movement and remote sensing – mapping resource suitability from a remote sensing perspective
Συγγραφείς:Ruben Remelgado, Benjamin Leutner, Kamran Safi, Ruth Sonnenschein, Carina Kuebert & Martin Wegmann
Σύνδεσμος:https://zslpublications.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/rse2.70
Πηγή: zsl publications
Αντικείμενο Μελέτης
Η τηλεπισκόπηση είναι ένα σημαντικό εργαλείο στη μελέτη της συμπεριφοράς των ζώων παρέχοντας στους οικολόγους και ερευνητές τα μέσα για να κατανοήσουν τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των ειδών και του περιβάλλοντος σε συνδυασμό με δεδομένα κίνησης των ζώων. Ωστόσο, οι διαφορές στο χωρική και χρονική ανάλυση μεταξύ δεδομένων κίνησης της τηλεπισκόπησης περιορίζουν την άμεση εξομοίωση τους. Σε αυτό το πλαίσιο, δημιουργήθηκε μια βάση με δεδομένα για να χαρτογραφηθεί η καταλληλότητα των πόρων που αντιμετωπίζει τις διαφορές καθώς και τους περιορισμούς των δορυφορικών εικόνων. Συνδυάζει πολυετή εποχιακά δεδομένα ανακλώμενων επιφανειών και βελτιστοποιημένα δείγματα παρουσίας και απουσίας που έχουν ληφθεί με δεδομένα ζώων και την κίνηση στο πλαίσιο ενός επικυρωμένου μοντέλου. Επιπλέον, το μοντέλο ανταποκρίνεται σε μεταβαλόμενες περιβαλλοντικές συνθήκες που το καθιστούν εφαρμόσιμο σε δίαφορα τοπία.Το μοντέλο εφαρμόστηκε χρησιμοποιώντας πέντε πληθυσμούς των Λευκών Πελαργών (Ciconia ciconia) προκειμένου να διαμορφωθεί η καταλληλότητα των πόρων που σχετίζονται με την αναζήτηση τροφής επιτυγχάνοντας ακρίβεια από 0,40 έως 0,94 για παρουσίες και 0,66 έως 0,93 για απουσίες. Αυτά τα αποτελέσματα επηρεάστηκαν από τη χρονική σύνθεση των εποχιακών ανακλάσεων που υποδεικνύονται από τις χαμηλότερες ακρίβειες που σχετίζονται με την ημέρα παρατήρησης σε σχέση με τις ημερομηνίες-στόχους. Επιπλέον,μελετήθηκαν οι πληθυσμιακές διαφορές στην επιλογή πόρων που επηρέασε τα αποτελέσματά με την αρνητική σχέση μεταξύ της ακρίβειας του μοντέλου και της μεταβλητότητας των ανακλάσεων επιφάνειας που σχετίζονται με τα δείγματα παρουσίας. Η προσέγγιση της μοντελοποίησης χωρίζεται χωρικά μεταξύ κατάρτισης και επικύρωσης. Ως αποτέλεσμα, όταν αυτά αντιπροσωπεύουν διαφορετικούς και μοναδικούς πόρους, αντιμετωπίζουμε μια αρνητική προκατάληψη κατά τη διάρκεια της επικύρωσης. Παρόλες τις ανακρίβειες, το πλαίσιο μας προσφέρει μια σημαντική βάση για την ανάλυση των σχέσεων ειδών – περιβάλλοντος και τις αλληλεπιδράσεις τους. Δεδομένου ότι τυποποιεί τη θέση συμπεριφοράς και των περιβαλλοντικών χαρακτηριστικών, μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην σύγκριση των ενδό περιβαλλοντικών απαιτήσεων και να βελτιώσει την ανάλυση των πόρων κατά μήκος των μονοπατιών-περασμάτων.Επιπλέον, λόγω της ευαισθησίας του στις διαφορές στην επιλογή πόρων, η προσέγγισή μπορεί να συμβάλει στην καλύτερη κατανόηση των ειδών.
Μεθοδολογία
Μελετήθηκαν 5 τοποθεσίες από την δυτική Ευρώπη έως την κεντρική Ασία (Ισπανία, Γερμάνια,Ελλάδα,Αρμενία,Ουζμπεκιστάν). Οι τόποι μελέτης καλύπτονται ως επί το πλείστον από τη γεωργία (> 50%)αστική κάλυψη (<15%) δασική κάλυψη (<20%), αλλά στη γερμανική περιοχή (32%)η κάλυψη νερού κυμαίνεται μεταξύ 1 και 10%.Το υψόμετρο κυμαίνεται από 100 έως 500μ.Η μοντελοποίηση έγινε με βάση την εποχιακή σύνθεση εικόνων Landstat των μετακινήσεων του πελαργου.Χρησιμόποιήθηκαν χωρικά δεδομένα απουσίας/παρουσίας πελαργού σε διάφορες περιοχές εκπαίδευσης. Ως πρόβλεψη, χρησιμοποιήθηκε το Landstem 5 με πολυετή χρονική περίοδο TM και Landsat 8 OLI. Τα εποχιακά σύνθετα βασίζονται στις φασματικές ζώνες του Landstat για 3 φαινολογικά στάδια αρχή,μέση και τέλος περιόδου που εστιάζουν στην σπορά καλλιέργεια και συγγομιδή.Για να αντληθούν τα σύνθετα χτίστηκε μια μάσκα εικονοστοιχείων καλλιεργήσιμης γης που προσδιορίζονται από MODIS προιόντα. Στη συνέχεια, για κάθε σύνθετο,χρησιμοποιήθηκε αυτή η μάσκα για να υπολογίστεί η μέση και τυπική απόκλιση για καθεμία από τις μετρήσεις εξαιρουμένων των εικονοστοιχείων με πολλαπλά στάδια ανάπτυξης. Στη συνέχεια, υπολογίστηκε η χρονική διαφορά (σε ημέρες) μεταξύ κάθε εικόνας Landsat και τη μέση ημέρα του έτους, και επιλέχτηκε η εικόνα με τη μικρότερη διαφορά ημέρας να γεμίσει τις υπόλοιπες περιοχές με τη χρήση των πληροφοριών εικόνας.
Συμπεράσματα
Η μέση τιμή για τα χρησιμοποιούμενα εικονοστοιχεία καλλιεργήσιμης γης επιλέχτηκαν ημερομηνίες σύνθεσης που κυμαίνονται μεταξύ 57 και 154 για την αρχή της περιόδου, 122 και 206 για τη μέση και το 162 και το 242 για το τέλος. Η τυπική απόκλιση κυμαίνεται μεταξύ 23 και 30 μέρες. Οι μέσες διαφορές ήταν πολύ κάτω από τη καταγεγραμμένη τυπική απόκλιση με μέγιστη τιμή 10 ημέρες. Ο αριθμός των δειγμάτων παρουσίας διέφερε μεταξύ των πληθυσμών. Τρεις από τις πέντε τοποθεσίες μελέτης (Ελλάδα, Ισπανία και Ουζμπεκιστάν) είχαν μεταξύ 295 και 334 δειγμάτων, και τα υπόλοιπα δύο (Αρμενία και Γερμανία) είχαν περισσότερα από 1500 δείγματα. Οι μέσες ακρίβειες του μοντέλου κυμαίνονταν από 0,40 έως 0,91 για παρουσίες και 0,66 έως 0,91 για απουσίες.Η υψηλότερη ακρίβεια και για τις δύο κατηγορίες βρέθηκε στη Γερμανία ενώ η χαμηλότερη βρέθηκε στο Ουζμπεκιστάν. Συγκριτικά με το Ουζμπεκιστάν, η Ισπανία είχε σχετικά χαμηλές επιδόσεις με μέσες τιμές 0,48 και 0,68 για παρουσίες και απουσίες, αντίστοιχα. Και στις δύο θέσεις μελέτης, η ακρίβεια ήταν μεγαλύτερη από 0,2 για παρουσίες και περίπου 0,1 για απουσίες. Η απόκτηση κατάλληλων χρονικών πληροφοριών δεν είναι πάντα δυνατή λόγω της συνεχής κάλυψης από νέφος.H εργασία πό τη μία πλευρά, ασχολείται με τη δειγματοληψία που οι παρουσίες σε πληθυσμιακή κλίμακα μας έκαναν πιο εύκολο,βοήθησε να αφαιρέθούν προσεκτικά δείγματα αμφίβολης ποιότητας και να προσδιορίστουν τοποθεσίες αντιπροσωπευτικές των προτιμήσεων του είδους. Από την άλλη πλευρά, ωστόσο, οι διαφορές στην επιλογή των πόρων εισάγει μια αρνητική προκατάληψη κατά τη διάρκεια της επικύρωσης. Κατανοώντας αυτές τις διαφορές και τη σχέση τους στη διανομή και τη διαθεσιμότητα των πόρων θα μας βοηθήσει να οριοθετηθούν καλύτερα στη μελέτη με διαχωρισμό μεταξύ υποπληθυσμών.Για να γίνει αυτό, γνωρίζοντας τις πολλές κάλυψης της γης η παρατηρούμενη συμπεριφορά μπορεί να είναι χρήσιμη. Λόγω της έλλειψης συνεκτικότητας υψηλής απόδοσης πληροφοριών κάλυψης γης για όλους τους μελετητές,. Ωστόσο, προτείνεται ότι απαιτούνται περαιτέρω έρευνες και ότι υπάρχουν νέες μέθοδοι που απαιτούνται για την εξαγωγή περιβαλλοντικών και συμπεριφοριστικών κινήτρων που βασίζονται σε μικρής κλίμακας κινήσεις.
