Metody fyzické geografie 3: Biogeografie & ekologie Jan Divíšek Geografický ústav & Ústav botaniky a zoologie climate: 16.6*** land-cover: 17.8* 2 3*** í o O o of ° e° e 4.7* natural habitats: 22.3* Metody fyzické geografie 3 - 17. 10. 2017 • Teoretická část • Prostorová data • Souřadnicové systémy používané (nejen) v ČR • Biologická data - přehled mapovacích schémat • Environmentálni data (DEM a odvozené parametry) • Praktická část • Seznámení s vegetačními snímky z JMK • Výpočet H LI, TRI, TWI • Výpočet zastoupení jednotlivých typů land coveru a biotopů v okolí vegetačních snímků Prostorová data a souřadnicové systémy Hlavní typy prostorových dat v ArcGIS Vektorová data (vector data) • Obraz objektu je tvořen čarami, které vzniknou spojením lomových bodů (vertexů) • Počátek, konec a vertexy jsou zaznamenány svými souřadnicemi X,Y,Z v daném souřadnicovém systému • Point, Line, Polygon • ESRI Shapefile • .shp - geometrie; .shx - indexy; .dbf - tabulka atributů • .prj - souřadnicový systém; .sbn, .sbx - prostorové indexy; .shp.xml — metadata ve formátu XML Rastrová data (grid, raster) • Pravidelná síť buněk o určité velikosti, kde každá buňka nese určitou hodnotu • Možnost jednoduché definice prostorové reference (v hlavičce textového souboru, nebo ve zvláštním souboru) • ESRI Grid, TIFF, JPEG... Raster x" 01 Lesy_CORINE_31.dbf 909 kB Lesy_COR]NE_31prj 573 B Lesy_CORINE_31sbn 125 Military Grid Reference System (MGRS) Každý pás má vlastní souřadnicovou soustavu • ČR pás 33 500 km 0 m 10 000 000 m Číslo pásu SO* 30' Osový poledník 4Q.....................GZD only, precision level 6° x 8° (in most cases) 4QFJ...................GZD and 100 km Grid Square ID, precision level 100 km 4QFJ 1 6...............precision level 10 km 4QFJ 12 67 .............precision level 1 km 4QFJ 123 678 ...........precision level 100 m 4QFJ 1234 6789 .........precision level 10 m 4QFJ 12345 67890 .......precision level 1 m 1^1 Souřadnicový systém Jednotné trigonometrické sítě katastrální (S-JTSK) • Civilní souřadnicový systém používaný na území ČR a Slovenska, který vychází z tzv. Křovákova zobrazení • Křovákovo zobrazení je dvojité kuželové konformní zobrazení v šikmé poloze, převádějící Besselův elipsoid do roviny prostřednictvím referenční koule • Vytvořeno Ing. Josefem Křovákem, přednostou triangulační kanceláře po 1. světové válce, která měla za úkol vytvořit takové zobrazení, které bude nejvíce vyhovovat tehdejší republice Zvláštnosti systému S-JTKS • Osa X směřuje k jihu, osa Y směřuje k západu • Osa X je obrazem základního poledníku umístěného 42°30' východně od nultéh poledníku Ferro • Dříve se jako základní poledník používal zejména ostrov El Hierro v české literatuře označovaný jako Ferro (součást Kanárských ostrovů), který byl definován jako bod 20° na západ od Paříže -X sever západ jih w +X východ -Y Transformace souřadnic S-JTSK pro zobrazení v kartézské soustavě (a tedy i v GIS) Souř. systém S-JTSK -X sever :y [o,o] východ západ -Y jih, r+X Kartézský souřadnicový systém >■ sever -X^Y*-1 [0,0] východ západ +X jih -Y = X*-l Varianty S-JTSK ion"ty: EPSG Projection: Krovak Fa1se_Easting: 0.0 Fa1se_Northing: 0.0 Pseudo_Standard_Para~ne~l_l: 78.5 Seale_Factor: 0.9999 Azimuth: 30.28813975277778 Longitude_Of_Center: 24. 83333333333333 titudG_Q£^Center: 49.5 X_Sca1e: «a1 q ! XY_Plane -Ci^cei near Rotation: U11 1 L - MťLtľP 0.0. TXO) Geographic Coordinate System: GCS_S_JTSK Angular Unit: Degree (0.0174532925199433) Prime Meridian: Greenwich (0.0) Datum: D_S_DTSK Spheroid: Besse~l_1841 Semimajor Axis: 6377397.155 Semiminor Axis: 6356078.962818189 Inverse Flattening: 299.1528128 S-DTSK Krovak_East_Nort /KID: 5514 Authority: E Projection: Krovak Fa1se_Easting: 0.0 Fa1se_Northing: 0.0 Pseudo_Standard_Para11 e~l_l: 78.5 Sca1e_Factor: 0.9999 Azimuth: 30.28813975277778 Longitude_Of_Center: 24.83333333333333 ■atitude_Ofcenter: 49.5 X_Sca1i udc_Ot^C£n 1e: -l.O ^ L ■ IX)--- JCY_Plane T7n^dT .Rotation WeLĽI UTo) U I Geographic Coordinate System: GCS_S_JTSK Angular Unit: Degree (0.0174532925199433) Prime Meridian: Greenwich (0.0) Datum: D_S_3TSK Spheroid: Besse~l_1841 Semimajor Axis: 6377397.155 Semiminor Axis: 6356078.962818189 Inverse Flattening: 299.1528128 Varianty S-JTSK Systém Směr X/Y Nultý poledník Greenwich Ferro EPSG Název EPSG Název S-JTSK jih / západ 5513 S-JTSK/Krovak 2065 S-JTSK (Ferro)/Krovak východ / sever < ^5514^ S-JTSK Krovak East North^ > 5221 S-JTSK (Ferro) / Krovak East North Souřadnicový systém 1942 (S-42 a S-42/83) • Vojenský souřadnicový systém (vojenské topografické mapy až do r. 2005) • Založen na příčném válcovém konformním zobrazení v 6° pásech • Gauss - Krúgerovo zobrazení • Definován na Krasovského elipsoidu • Souřadnice v metrech Zóna 3 Zóna 4 EPSG Název EPSG Název Starší systémy 28403 Pulkovo 1942 / Gauss-Kruger zone 3 28404 Pulkovo 1942 / Gauss-Kruger zone 4 Novější systémy 3835 1 Pulkovo 1942(83) / Gauss-Kruger zone 3 3836 1 Pulkovo 1942(83) / Gauss-Kruger zone 4 a p6a 4. pAa Porovnání systémů □ B Geographie Coordinate Systems □ E World WGS 19S4 B E Projected Coordinate Systems □ E National Grids □ E Europe S-JTSKKrovakEastNorth □ B Projected Coordinate Systems □ B Gauss Kruger 0 E Pulkovo 1942 Pulkovo 1942 GKZone3 14°23'4,35rE 49°56,37J385"N Hodnota meridiánové konvergence v ČR 6 -7° -594855,719 -1153740,493 Meters 13535092,114 5294737,636 Meters Další souřadnicové systémy Evropa □ E Projected Coordinate Systems □ E Continental B E Europe ETRS 1989 LAEA • Svět □ B Projected Coordinate Systems □ B World □ E Projected Coordinate Systems B E World Behrmann (world) Definování souřadnicového systému v ArcGIS Layer Properties Kdy je potřeba definovat souřadnicový systém? 1. Pokud jej vrstva (shapefile, rastr) nemá předem definovaný 2. Pokud vytvářím novou vrstvu Vektorová data • Define Projection (Data Management) Rastrová data • Georeferencing *%j Define Projection J Input Dataset or Feature Class I Vrstva, které chci nadefinovat soi * Coordinate System Souřadnicový systém General | Source | Selection | Display | Symbology | Fields | Definition Query | Labels | Joins & Relates | Time | HTML Popup | Top: -935234.051435 m Left: -904582.805652 m Right: -431727.261296 m Bottom; -1227334.068664 m Data Type: Shapefile Feature Class Shapefile: C:\Users\Divisek\Documents\ArcGIS\GIS data\Biogeog Geometry Type: Polygon Coordinates have Z values: No Coordinates have measures: No Projected Coordinate System: S-JTSK_Krovak_East_l False_Easting: 0.00000000 False Northing: 0.00000000 in ■ Set Data Source.. Environments... Show Help >> On the fly" transformace Jednotlivé vrstvy se budou zobrazovat ve vybraném souřadnicovém systému Určuje souřadnicový systém mapového okna, nikoliv jednotlivých vrstev! View -> Data Frame Properties -> Coordinate System Data Frame Properties Feature Cache j Annotation Groups | Extentlndicators Frame | Size and Position General Data Frame | Coordinate System Illumination | Grids Type here to search - ® I 0 9t Favorites Q ETRS 1983 LAEA O ETRS_1989_LAEA © Pulkovo_1942_Transverse_Mercator S-JTSK Krovak EastNcrth Q Unknown_datum_based_upon_the_Krassowsky_1940_ellipsoi ■MGS 1984 Ö World_Merr_ator EE S Geographic Coordinate Systems_ < III I i Current coordinate system: S-JTSK_Krovak_East_Nortri WKO: 5514 Authority: EPSE Projection: Krovak False_Easting: 0.0 False_Northing: 0.0 Pseudo_Standard_Parallel_l: 73.5 Scale_Factor: 0.9999 Azimuth: 30.28813975277778 Longitude_Of_Center: 24.33333333333333 Latitude_Of_Center: 49.5 Převody mezi souřadnicovými systémy v ArcGIS Soubor matematických operací vedoucích k transformaci prostorových dat z jednoho souřadnicového systému do druhého Vektorová data • Project (Data Management) Rastrová data • Project raster (Data Management) WGS84 S-JTSK % Project J Input Dataset or Feature Class I Vrstva, u které chci změnit souř. systém Input Coordinate System (optional) J Output Dataset or Feature Class Výsledná vrstva s novým souř. systémem ' Output Coordinate System Nový souřadnicový systém Geographic Transformation (optional) _ Zpřesňující transformační rovnice 0 UM or 0 S S OK Cancel Environments.. Show Help >> Zpřesňující transformační rovnice | Název Území Kód Metoda C3^SK_To_ETRS_1989^T> CZ 1622 Position_Vector S_JTSK_To_ETRS_1989_2 SK 1624 Position_Vector S_JTSK_To_ETRS_1989_3 108254 Molodensky_Badekas S_JTSK_To_ETRS_1989_4 *) SK 108252 Position_Vector <^JTSKJToJA/GS_198ÍT> CZ 1623 Position_Vector S_JTSK_To_WGS_1984_2 SK 1625 Position_Vector S_JTSK_To_WGS_1984_3 CZ,SK 15965 | Geocentric_Translation SJTS K_To_WGS_1984_4 *) SK 108253 Position_Vector S JTSK To WGS 1984 NGA | býv. ČSSR 108270 Geocentric_Translation ^0!™_To_Pulkovo_1942 ^ v CZ 108202 Position_Vector X^i£kovo_1942_To_WGS_1984 ^ / CZ,SK 8202 Geocentric_Translation *) Pro zpřesnění transformace mezi S-JTSK a ETRS 1989 nebo WGS 1984 na území Slovenska Esri doporučuje používat ve verzi ArcGIS 10 nově zavedenou rovnici s příznakem _4. Zdroj: https://www.arcdata.cz/ Zpřesňující transformační rovnice File Edit View Bookmarks Insert Selection Geoprocessing Customize Windows Help Df3ag !.||x|e) n- | . | 1:1 250 *^@«i:::5i**i»- hi mo i Editor-1 ► »i 1 / IKth + X-íll ^ GeoreferencingT t |^+ st ^+ m m c-3 -1 _lHia a f - III law , Table Of Contents □ ^ Layers 3 0 foreflJMK_selJTSKNGA c 3 H forest_JMK_sel_JTSK_l S JTSK To WGS 1984 1 S JTSK To WGS 1984 NGA Data Frame Properties Feature Cache Annotation Groups Extent Indicators General Data Frame Coordinate System Frame | Size and Position" 11 - Type here to search B E$ Favorites G ETRS 1989 LAEA @ ETRS_19S9_LAEA Q Pulkova_1942_Transverse_Mercatar 5-JTSK Krovak EastNorth Q Unknown_datum_based_upan_the_Krassawsky_194D_ellipsai Q WGS 1984 Q Warld_Men:ator E S Geographic Coordinate Systems_ 4 r" 1_ Current coordinate system: S-JTSri_Krovak_East_North WKID: 5514 Authority: EPSG Projection: Krovak False_Easting: 0.0 False_Nortriing: 0.0 Pseudo_Standard_Parallel_l: 7S.5 5cale_Factor; 0.9999 Azimuth: 30.28813975277778 Longitude_Of_Center: 24.33333333333333 Latitude Of Center: 49.5 Transformations.., Při on the fly transformaci ArcGIS 10.2.2 většinou nabídne S_JTSK_To_WGS_1984_NGA nutné upravit Biologická data v biogeografii a ekologii Zdroje biogeografických dat 1. Vlastní data 2. Převzatá data a) Síťové mapy rozšíření druhů (atlas data, grid data) • Výskyt případně početnost druhů, je zaznamenán v pravidelné síti buněk o určité velikosti • Data o výskytu zaznamenávána přímo v terénu, nebo z literárních a muzejních dokladů • Atlasy rozšíření druhů - regiony, státy, kontinenty b) Mapy areálů (range maps) • Polygony reprezentující areály druhů - „expert drawn maps" • Generalizované rozšíření druhu na základě terénních poznatků a expertních znalostí autora • Atlasy, databáze (IUCN) c) Bodová data (sampling plots) • Body označující výskyt druhu, společenstva • Na konkrétním „bodě" může být zaznamenáváno i druhové složení - vegetační data, ptáci, šneci... • Vegetační databáze, databáze AOPK atp. íl tu a M úl » ŮT ÜB US lú Síťové mapy rozšíření druhů • Pravidelná síť buněk o určité velikosti • Česká republika • Dříve grid 10 x 10 km - 846 kvadrátů Nyní síť Kartierung der Flora Mitteleuropas (KFME) • Grid 10' z.š. x 6' z.d. - 678 kvadrátů • Zhruba 12 x 11.1 km, 133.2 km2 • Kvadráty se dále dělí na čtvrtiny a a. í* iř, na i* & ji in r,j -.a ne i DE M- D4 [£■ Üfl Ů7 C-fl 1» 1l 11 M lá II IS I i ■? If vi JU ľ J< ^ J. J>' ^ y. i' ^ i; ;l Jh- uŕ Jy □ ! JJ a s «1 ť, í: i ■ í: .u t.- íl ML £3 5+ E--Í ĚJ . 1-2$ species - 27-52 species ■ 53-78 species ■ 79-112 species ■ 130-170 species Fig. 10. Summarized distribution from all species of the Red data Book of Germany. Sytém síťového (kvadrátového) mapování ČR 12°E 13°E 14°E 15°E 16°E 17°E 18°E 19°E 51°N- 50°N- 49°N 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70l l72l 74l l76l l78l r 49 51 53 55 50 T"" ° ŕ^x J l k. 52 f 54 56 i m ► ■ 1 1- f 57 58 / r C" 59 60 61 62 6765 63 64 a b 65 66 67 68 69 70 c d — 71 72 74 0 f 73 I i '39 55 y^57 59 61 63 65 67 69 71 73 75 77 79 Síťové mapy rozšíření druhů • Pravidelná síť buněk o určité velikosti • Evropa • Universal Transverse Mercator (UTM síť) • Kvadráty 50 x 50 km • Odpovídá Military Grid Reference System (MGRS) • Dá se členit až do 1 m • Tzv. kompenzační (lichoběžníkové) buňky • Lichoběžníky vyplňující místa mezi UTM poli • Ostatní státy v Evropě • Většinou sítě 10 x 10 km nebo sítě odvozené od zeměpisných souřadnic • Pro zobrazení se používají národní souřadnicové systémy (jako u nás Křovák) 3 =^ Layers □ 0 UTM_Zone_Baundaries CGRSTYPE □ normal 50 x 50 km cell ■ independent seam cell □ merged over zone border ■ widened in E to zone border □ widened in E ta zone border, NE corner out of the zone! □ widened in W to zone border ■ widened in W to zone border; NW corner out of zone! Vegetační databáze • Relativně nový zdroj dat • GIVD: Global Index of Vegetation-plot Databases (Dengler et al. 2011) • EVA - European Vegetation Archive • ČNFD - Česká národní fytocenologická databáze ^00 □ < 0.001 C <0.01 □ <0.1 □ <1 □ <10 □ <100 □ <1e+05 Vzorová data pro analýzy Vegetační snímky z J M K 9 • Nadm. výška 820 m n. m 135 m n. m i. • • • • 0 20 km Vegetační snímky z J M K DOMŮ VLOŽENÍ ROZLOŽENÍ STRÁNKY VZORCE DATA REVIZE ZOBRAZENÍ forest JMK - Excel DOPLNKY Ä ü Vyjmout P Kopírovat - Calibri 11 - A A v Kopírovat formát Schránka r. / y - e. - a - [^Zalamovat text § Sloučit a zarovnat na Zarovnaní Obecný střed - • % mo i? PDdn forma ! I X V jfe Releve A B C D E F G H I J K L 1 Releve Bibliorefe Year_ Syntaxon Area_m2 Biasmin Y WGS84 XWGS84 Classifica FG 2 108345 NA 1987 29 100 O 48.91139 17.31278 + forest 3 108426 401522 1998 32AB01 100 0 49.11806 16.30139 forest 4 108430 401522 1998 32BA03 100 0 48.81806 15.975 + forest 5 108433 401522 1998 32BA08 100 0 48.73611 16.73333 ? forest e 108809 401953 2005 NA 400 0 49.39861 16.77889 LBC02 forest 7 108811 401953 2005 NA 400 0 49.40278 16.77583 ? forest 8 108813 401953 2005 NA 400 0 49.40556 16.77333 ? forest 9 108868 401958 2000 NA 300 0 49.30667 16.68667 1 forest 10 108869 401958 2000 32AC01 300 0 49.30639 16.68611 ? forest 11 108871 401958 2000 32AC02 300 0 49.30611 16.6875 LBF03 forest 12 108876 401958 2005 32AD04 100 0 49.31056 16.68583 LBC02 forest 13 108879 401958 2005 32AD11 100 0 49.30472 16.67833 ? forest 14 108880 401958 2005 NA 100 0 49.30861 16.68611 LBA04 forest 15 108885 401959 2004 NA 400 0 49.32194 16.71083 LBC01 forest 16 108887 401959 2004 NA 4G0 0 49.315 16.69472 BÍ101 forest 17 108901 401959 2004 NA 390 0 49.32 16.69278 J forest 18 108902 4D1959 2004 NA 390 0 49.31694 16.6925 ? forest 19 108906 401959 2004 NA 300 0 49.31639 16.68861 LĽÍUUJ forest 20 108934 401964 2003 NA 400 0 49.33333 16.73389 ? forest 21 108936 401964 2002 NA 400 0 49.33417 16.73333 ? forest 22 108938 401964 2003 NA 400 0 49.33417 16.73333 ? forest 23 108940 401964 2003 NA 400 o 49.3325 16.73389 ? forest 24 108945 401964 2003 NA 100 0 49.3325 16.73472 LBA04 forest 25 108947 401964 2003 NA 100 0 49.33306 16.73417 ? forest 26 108950 401965 1998 NA 400 0 49.39833 16.77333 ? forest 27 108963 401965 1998 NA 400 0 49.39972 16.77639 LBC02 forest 28 108966 401969 1986 NA 100 0 49.30583 16.68556 f forest 29 108967 401969 1986 NA 300 0 49.30472 16.68028 LBA04 forest 30 108976 401966 1988 NA 400 0 49.37194 16.72139 LBD01 forest ^ ► 1 forest_JMK_selection ff) Vegetační snímky z J M K B *3- c*- > DOMŮ VLOŽENÍ ROZLOŽENÍ STRÁNKY VZORCE DATA REVIŽE ZOBRAZENÍ DOPLNKY & Vyjmout r— -T- forestJMK_species - Excel L-l i§ Kopírovat Vložit A A — = = í? Obecný v Kopírovat formát Schránka r. 1=^ Zalamovat text = = = ^ ^ ^Slojčit a zarovnat na střed - ~ % ooo Zarovnání fi Číslo DZ1 Podmíněné Formátovat Styly Vložit Odstranit Formát formátování 'jako tabulku w buňky - Styly I Buňky I 2 Automati E Vyplnit' Vymazat Releve A B C DE F G H I 1 K 1 1 Releve |Abies.alba Acer.campestre Acer.negundo Acer.platanoides Acer.pseudoplaŤanus Achillea.millefolium.agg. Achillea, pannonica Aconitum.anthora Aconitum.lycoctonum Actaea.spicata 2 108345 0 0 0 0 0 0 0 0 O ~0 3 108426 0 0 0 0 0 0 0 0 Z 0 4 108430 0 6 0 0 0 0 0 0 0 0 5 108433 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 6 108809 4 1 0 0 0 0 0 0 0 0 7 108811 8 2 0 7 2 0 0 0 0 3 8 108813 1 3 0 0 5 0 0 0 0 0 9 108868 0 0 0 3 8 0 0 0 z ~0~ 10 108869 0 0 0 J 3 0 0 0 z ~0~ 11 12 13 14 15 16 17 1S 19 20 21 22 23 24 25 108871 0 0 °1 Í| 8 0 0 0 V 0 108876 0 2 0 0 3 0 0 0 0 2 108879 0 0 oT 0 8 0 0 0 0 3 108880 O 2 oT 0 3 0 0 0 0 0 108885 O 0 op 0 1 0 0 0 0 0 108887 O 0 oT 0 0 0 0 0 0 0 108901 O 0 oT o 0 0 0 0 0 0 108902 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 108906 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 108934 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 108936 0 0 op 0 0 0 0 0 0 1 108938 0 0 op 0 0 0 0 0 0 1 108940 5 0 op 0 0 0 0 0 0 1 108945 0 1 op 1 5 0 0 0 0 0 108947 0 10 0 0 0 0 0 0 0 0 26 108950 0 0 0 0 46 0 0 0 _ 0 "ž 27 108963 5 0 0 0 5 0 0 0 0 ~3 28 108966 0 0 0 0 0 0 0 0 0 ~0 29 108967 0 2 O 0 2 0 0 0 0 ~0 30 108976 0 0 Ô] 5 1 0 0 0 Ol 3 forest.JM -cj-o-t-n_ C_species (+) n -< Vegetační snímky z J M K a *3- e»- farestJMK_species - Excel EE DOMU VLOŽENÍ ROZLOŽENÍ STRÁNKY VZORCE DATA REVIZE ZOBRAZENÍ DOPLŇ KV . & X Přihlásit se Ä Vyjmout D % Kopírovat -Vložit Calibri •11 ' A* A" — — = ■SJ"' jlpZalamovat text Obecný * Kopírovat formát Schránka rs 3 is m o EH EE S Automatické chrnutí - A^r i—i 7 ■ U] Vyplnit - Ě g Sloučit a zarovnat na střed - tg - % °oo *ÍS 4°S PodmlnSné Formátovat Styly Vložit Odstranit Formát #„ Seřadila formátování-jako tabulku - buňky" - - * filtrovat" n Najít a vybrat - Styly 3 Linky !1 < 11 ■ * 9_3 ■ _j i I ■ i- i = I ■ i I - 4i "* 3 ř an * S _ 3 - _= s !1 forest_JMK_species (+) = ä 3 .1 3 - 3 "= ii Ti ■ *5 I 3 - Í - Environmentálni data v biogeografii a ekologii Environmentálni data • Výběr environmentálních dat vždy závisí na: • typu biologických dat, která mám k dispozici • otázkách, které řeším • prostorovém měřítku • dostupnosti a jejich kvalitě • Relevantní lehce dostupná data • Topografie a odvozené parametry reliéfu, klima, vodstvo, geologie v hrubém měřítku • Relevantní těžce dostupná data • pH, půdní a geologické mapy v jemném měřítku, historie využití krajiny, historie managementu krajiny Vzorová data pro analýzy Topografická data • Poskytují informaci o nadmořské výšce • Vrstevnice • Digitální modely reliéfu • Digitální modely reliéfu (Digital Elevation Model - DEM) • SRTM DEM (globální data) • rozlišení 3° (cca 90 m na rovníku) • Digitální model reliéfu České republiky 4. generace (DMR 4G) • Rozlišení 5 x 5 m • Digitální model reliéfu České republiky 5. generace (DMR 5G) • Rozlišení 2 x 2 m • Zatím nekompletní Proměnné odvozené z DEM • Míry heterogenity reliéfu (teoreticky vyjadřují množství různých stanovišť) • Sklon svahu (slope) • ArcGIS (3D Analyst tools, Spatial Analyst Tools) • Terrain Ruggedness Index (TRI) • Míra „drsnosti" reliéfu podle Riley et al. (1999) • Geomorphometrv and Gradient Metrics Toolbox (Evans et al. 2014) • Vector Ruggedness Measure (VRM) • Míra „drsnosti" reliéfu podle Sappington et al. (2007) • Python skript pro ArcGIS 1 'i* '■„Ji ~^ i - " •• Bgfc Evans, J.S., Oakleaf, Jv Cushman, S.A. & Theobald, D. (2014) An ArcGIS Toolbox for Surface Gradient and Geomorphometric Modeling, version 2.0-0. Available: http://evansmurphy.wix.com/evansspatial Riley, S. J., DeGloria, S. D. & Elliot, R. (1999) A terrain ruggedness index that quantifies topographic heterogeneity. Intermountain Journal of Sciences, 5(1-4) Sappington, J.M., Longshore, K.M., & Thompson, D.B. (2007) Quantifying Landscape Ruggedness for Animal Habitat Analysis: A Case Study Using Bighorn Sheep in the Mojave Desert. The Journal of Wildlife Management 71: 1419-1426. 69 Proměnné odvozené z DEM Míry výhřevnosti stanoviště • Orientace svahu vůči světovým stranám (aspect) • Nelze použít přímo hodnoty orientace -> nutno upravit na odchylku od JZ, JJZ atp. • ArcGIS (3D Analyst tools, Spatial Analyst Tools) • Heat Load Index (HU) • Index „tepelného požitku" stanoviště podle McCune & Keon (2002) • Geomorphometry and Gradient Metrics Toolbox (Evans et al. 2014) n — a — hli = 0.039+[0.808*cos(/)*cos (0)]-[O.196*sin(0)]-[O.482*cos(/(a))*sin(/'(a))] a = slope (radians) / = latitude 6 = SlODe(radians) McCune, B. & Dylan, K. (2002) Equations for potential annual direct incident radiation and heat load index. Journal of Vegetation Science. 13:603-606. f(a) = folded slope Proměnné odvozené z DEM • Míry vlhkosti stanoviště • Compound Topographic Index (CTI) • Topographic Wetness Index podle Gessler et al. (1995) a Moore et al. (1993) • Geomorphometry and Gradient Metrics Toolbox (Evans et al. 2014) Gessler, P.E., Moore, I.D., McKenzie, N.J. & Ryan, P.J. (1995) Soil-landscape modeling and spatial prediction of soil attributes. International Journal GIS. 9(4):421-432. Kopecký, M. & Čížková, Š. (2010) Using topographic wetness index in vegetation ecology: does the algorithm matter? Applied Vegetation Science, 13(4), 450-459. Moore, I.D., Gessler, P.E., Nielsen, G.A. & Petersen, G.A. (1993) Terrain attributes: estimation methods and scale effects. In Modeling Change in Environmental Systems, edited by A.J. Jakeman M.B. Beck and M. McAleer Wiley , London, pp. 189-214. a = Catchment area [(flow accumulation + 1) * (pixel area in m2)] 6 = is the slope angle in radians Řada variant viz. Kopecký & Čížková (2010) Klimatická data pro ČR • Atlas podnebí Česka (Tolasz et al. 2007) Geologie Geologická mapa České republiky 1:500 000 • Geologické mapy 1:25 000 a 1:50 000 Main geological formations Upper Tertiary and Quaternary sediments _■ Carpathian flysch sediments _■ Tertiary volcanic rocks ■ Cretaceous sediments _■ Limestone and calcareous sediments _■ Serpentines ■ Proterozoic and Palaeozoic rocks 73 Table 2.2. CORINE land cover nomenclature Land Cover CORINE Land Cover (EEA) • Land cover pro státy EU v měřítku 1:100 000 • Založeno na DPZ • Počátek projektu 1985 • Pravidelný update vrstev • Global 1-km Consensus Land Cover (Tuanmu & Jetz 2014) PELCOM MODIS Level 1 1. Artificial surfaces 2. Agricultural areas 3. Forests and semi-natural areas Tuanmu, M.-N. &Jetz, W. (2014) A global 1-km consensus land-cover product for biodiversity and ecosystem modeling. Global Ecology and Biogeography 23(9): 1031-1045. 4. Wetlands Level 2 1.1. Urban fabric 1.2. Industrial, commercial and transport units 1.3. Mine, dump and construction sites 1.4. Artificial non-agricultural vegetated areas 2.1.Arable land 2.2. Permanent crops 2.3. Pastures 2.4. Heterogeneous agricultural areas 3.1. Forests Level 3 1.1.1. Continuous urban fabric 1.1.2. Discontinuous urban fabric 1.2.1. Industrial or commercial units 1.2.2. Road and rail networks and associated land 1.2.3. Port areas 12.4. Airports 1.3.1. Mineral extraction sites 1 3.2 Dump sites 1.3.3. Construction sites 1.4.1. Green urban areas 1.4.2. Sport and leisure facilities 2.1.1. Non-irrigated arable land 2.1.2. Permanently irrigated land 2 1.3 Rice fields 2 2.1 Vineyards 222. Fruit trees and berry plantations 2.2.3. Olive groves 2.3.1. Pastures 2.4.1. Annual crops associated with permanent crops 2 4.2 Complex cultivation 2.4.3. Land principally occupied by agriculture, with significant areas of natural vegetation 2.4.4. Agra-forestry areas 3.1.1. Broad-leaved forest 3.1.2. Coniferous forest 3.1.3. Mixed forest 3.2. Shrub and/or herbaceous 3.2.1. Natural grassland vegetation association 3.2.2. Moors and heathland 3 2.3. Sclerophyllous vegetation 3.2.4. Transitional -.voodland shrub 3.3. Open spaces with little or no vegetation 4.1. inland wetlands 4.2. Coastal wetlands 3.3.1. Beaches, dunes, and sand plains 3.3.2. Bare rock 3.3.3. Sparsely vegetated areas 3.3.4. Burnt areas 3.3.5. Glaciers and perpetual snow 4.1.1. Inland marshes 4.12. Peatbogs 4.2.1. Salt marshes 4.2.2. Salines 4.2.3. Intertidal flats Vrstva mapování biotopů ČR Katalog biotopů České republiky Milan Chytrý • ľomdä Kučera ■ Manin Koči editoři Projekt koordinován AOPK (implementace NÁTURA 2000) Základní mapování 2001-2004(5), od 2006 update Mapování v měřítku 1:10 000 Tyty biotopů definovány v Katalogu biotopů ČR (Chytrý et al. 2001) • Hierarchická klasifikace - 3(4) úrovně • Základní kategorie - V, M, R, S, A, T, K, L + X • Mozaiky - procentuální podíl biotopů • Dříve kategorie reprezentativnosti A až D • Další atributy (množství mrtvého dřeva...) Nový katalog biotopů (Chytrý et al. 2010) • Nové mapy rozšíření biotopů v kvadrátech 5' x 3' LANDSCAPE ECOLOGY IN THEORY AND PRACTICE PATTERN AND PROCESS MONICA C. TURNER ROBERT H. GARDNER ROBERT V. O'NEILL Krajinné metriky • Přítomnost, plocha biotopu x struktura • Často používané v krajinné ekologii • Dálkový průzkum Země • Diverzita a dominance • Konektivita • Mozaikovitost • Délka hranic • Area-Weighted Average Patch Size Diverzita a dominance • Shannon-Wienerův index diverzity (Shannon & Weaver 1949) • Bere v úvahu počet různých typů land coveru a jejich plochu H = -žf=i(Pi)ln(p_) ln(s) Pi = proportion of the landscape occupied by land cover type i s = the number of land cover types • Index dominance je odvozen od Shannon-Wienerova indexu diverzity D = Hmax + ?,i=iPi ln(Pi) H max Pi = proportion of the landscape occupied by land cover type i Shannon-Wiener diversity index ■ 0- 1.163 ■ 1.164- 1.354 ■ 1.355- 1.512 ■ 1.513-1.687 ■ 1.688 - 2.373 Q 50 1Q0km Konektivita/izolace • Minimální vzdálenost mezi ploškami • Poměr plochy největší plošky daného typu land coveru a jeho celkové rozlohy v daném území LCi RSi = — Vi LCi — the size of the largest patch of land cover type i Pi = total area occupied by land cover type i • Nabývá hodnot (0,1) • 1 = kompletně propojený typ land coveru (jedna ploška) Sk = area of the patch k 0k = perimeter of the patch k n = the number of patches of land cover type Délka hranic • Součet obvodů jednotlivých plošek daného typu land coveru • Množství ekotonů A re a-We i gt e d Average Patch Size • Velikost plošky je vážena její plochou • Částečně eliminuje zešikmené frekvenční rozložení velikostí plošek a E(st) Sk = the size of patch k Overlay algebra v ArcGIS Overlay algebra • Umožňuje přiřadit hodnoty environmentálních dat k biologickým datům na základě jejich prostorového překryvu • Dává odpovědi na otázky typu: • Jaký je dominantní půdní typ na území pokrytém jehličnatým lesem? • Jaká je rozloha různých typů land coveru v jednotlivých okresech, ORP, bioregionech... • Jaká je průměrná roční teplota v daném místě, v dané oblasti...? • Různé varianty překryvů • Identita • Dotýká se • Průnik • Leží v • Obsahuje • Je ve vzdálenosti Definice zón • Předem specifikované • Mapovací kvadráty, okresy, bioregiony atp. • Buffery (Analysis Tools) Buffer LUD StlEI^ Input Features Vektorová vrstva kolem které chci udělat butter J Output Feature Class Nová vrstva bufferů H Distance [value or field] o Linear unit Poloměr bufferu Meters t I "| Field Side Type [optional) Fl.ll •r End Type (optional) ROUND Dissolve Type (optional) none Mají se překrývající se buffery sloučit? Dissolve Field(s) (optional) OK 1 Cancel j | Environments... show Help» | INPUT OUTPUT DISSOLVE TYPE: NONE OUTPUT DISSOLVE TYPE: ALL Zonální statistiky s rastrovými daty • Umožňují spočítat různé statistické údaje pro definované zóny • Plocha, minimum, maximum, průměr... • Některé použitelné i s vektorovými daty (většinou se ale před samotným výpočtem automaticky převedou na rastr -> nižší přesnost) • Spatial Analyst Tools B^Zonal \ Tabulate Area \ Zonal Fill \ Zonal Geometry \ Zonal Geometry as Table \ Zonal Histogram \ Zonal Statistics \ Zonal Statistics as Table Vytvoří tabulku, která nese hodnoty např. plochy jednotlivých typů land coveru v mapovacích kvadrátech. POZOR! Vektorová data předem převádí na rastr! Vytvoří tabulku, se statistikami pro jednotlivé zóny (max, min, range, mean, sum, medián, atp) Zonal statistics as table • Pokud se zóny nepřekrývají - OK • Pokud se překrývají, budou se lišit počty buněk, ze kterých byla statistika počítána a pro některé zóny nemusí výpočet proběhnout! • Řešení • Cyklus v ModelBuilderu • QGIS *\ Zonal Statistici as Table ' Input raster or feature zone data iVrstva, která definuje zóny (shapefile nebo rastr) - O Zone field Sloupec, který nese ID jednotlivých zón •r Input value raster Rastr, ze kterého se maji počitat statistiky ö Output table Výsledná tabulka se statistikami [öl [7] Ignore NoData in calculations (optional) Statistics type [optional) 3D Typ statistiky Overlay algebra s vektorovými daty Et§ ArcToolbox + ^> 3D Analyst Tools □ ^ Analysis Tools El Extract \Clip *\ Select \ Split \ Table Select B %i Overlay \ Erase \ Identity \ Update \ Intersect \ Spatial Join \ Symmetrical Difference Union - S& Data Management Tools id ^3 General \ Append \ Calculate Value \ Copy Create Database View \ Delete \ Delete Identical \ Find Identical \ Merge-► \ Merge Branch "S Rename \ Select Data Sort B %! Generalization \ Dissolve \ Eliminate \ Eliminate Polyapn Part Příklad použití Chci spočítat (přesně) plochu lesů v okolí 1 km od každého vegetačního snímku Přesnější (ale výpočetně náročnější) alternativa k Tabulate Area 4 t 4 t Calculate Geometry Property: Area Coordinate System (d)Use coordinate system of the data source: | PCS: S-JTSK Krovak East North (._.)Use coordinate system of the data frame: GCS: WGS 1984 Units: I Square Meters [sq m] I I Calculate selected records only About calculating geometry Overlay algebra pro body • Spatial Join (Analysis Tools) • Obecná funkce pro připojení hodnot z jedné AT do druhé AT podle prostorového překryvu vrstev • Např. pro připojení typu biotopu k vegetačnímu snímku • B Spatial Analyst Tools EE) %í Conditional EE) Density ED %s Distance □ %s Extraction \ Extract by Attributes \ Extract by Circle ^ Extract by Mask "\ Extract by Points \ Extract by Polygon \ Extract by Rectangle \ Extract Multi Values to Points \ Extract Values to Points-■ \ Sample Připojí hodnoty z více rastrů do AT bodové vrstvy. Výsledkem jsou nové sloupce v AT bodové vrstvy (sloupce lze předem pojmenovat). Připojí hodnoty z rastru do AT bodové vrstvy. Přidá jeden sloupec s názvem „Rastervalue" Přehled zdrojů biologických a environmentálních dat Zdroje síťových dat pro ČR Šakal obecný, Canis aurnim Llnnaeus, 17SB České republiky POPIS POPIS. ROZSIfiENI. EKOLOGIE. OCHRANA ACADEMIA Hjj • Rostliny • Databanka flóry České republiky • Savci • Série atlasů od Miloše Anděry z Národního muzea v Praze • Anděra, M. & Gaisler, J. (2012): Savci České republiky. Academia, Praha • Biolib, Nálezová databáze AOPK • Ptáci • Série atlasů od K. Šťastného, V. Bejčka a K. Hudce • 1973-1977, 1985-1989, 2001-2003 • Plazi a obojživelníci • Mikátová, B., Vlašín, M. & Zavadil, V. (2001) Atlas rozšíření plazů v České republice, AOPK, Brno. • Moravec, J. (1994) Atlas rozšíření obojživelníků v České republice. Národní muzeum, Pr0ata • Biolib, Nálezová databáze AOPK ■BBHHH Zdroje síťových dat pro ČR • Motýli • Beneš, J. & Konvička, M. (2002): Motýli České republiky: rozšíření a ochrana I a II. SOM, Praha • Mapy dostupné on-line • Další bezobratlí • Biolib Zdroje síťových data pro Evropu THE ATLAS OF EUROPEAN MAMMALS A J Mitchcll-Joncs, G Amori, Vi Bogdanuwiiv., B Krystufck, I* J H Kvijnrjm, F Spiizťnbcrgcr, M Siubbc, J B M This<.cn, V Vohralik & J Zima • Rostliny • Atlas Florae Europaeae • Savci • Atlas of European Mammals • Data ke stažení jako supplementum článku Heikinheimo et al. (2007) • Ptáci • EBCC Atlas of European Breeding Birds • Obojživelníci a plazi • Atlas of Amphibians and Reptiles in Europe • Aktualizovaná data ke stažení zde Heikinheimo, H., Fortelius, M., Eronen, J. & Mannila, H. (2007) Biogeography of European land mammals shows environmentally distinct and spatially coherent clusters. Journal of Biogeography 34, 1053-1064. Zdroje síťových dat z různých koutů Evropy • Ptáci • Španělsko (http://provectoavis.com/) • Finsko (http://atlas3.lintuatlas.fi/) • Provence-Alpes-Cóte ďAzur (http://www.faune-paca.org/) • Velká Británie (http://blxl.bto.org/) • Savci • Polsko (http://www.iop.krakow.pl/) • Obojživelníci a plazi • Polsko (http://www.iop.krakow.pl/) Mapy areálů (range maps) The lUCN Red List of Threatened Species" Login I FAQ | Contact | Terms of use | IUCN.org Guiding Conservation for 50 Years "About "Initiatives "News "Photos "Partners "Sponsors "Resources "TakeAction Hnfflrfftlfff^^WTflfflTB^BM (go] (other search options') Discover more Help us improve our we 17 February 2016-Wear and would appreciate youi Q Global plan aims to save] 18 February 2016-Gland International Union for Cor including the Institut Cong 138,950 people like * Follow @IUCNRedList ^ucn ijj ssc ^^^^^^^^ Terms of Use Disclaimer Klimatická data (modely) • WorldClim - Globální klimatická data • Current, past and future conditions in resolution of 30 arc-seconds (~1 km) • Měsíční teploty a srážky • BIOCLIM BIOl = Annual Mean Temperature BI02 = Mean Diurnal Range (Mean of monthly (max temp - m BI03 = Isothermality (P2/P7) (* 100) BI04 = Temperature Seasonality (standard deviation *100) BI05 = Max Temperature of Warmest Month BI06 = Min Temperature of Coldest Month BI07 = Temperature Annual Range (P5-P6) » BI08 = Mean Temperature of Wettest Quarter BI09 = Mean Temperature of Driest Quarter BIO10 = Mean Temperature of Warmest Quarter BIOll = Mean Temperature of Coldest Quarter BI012 = Annual Precipitation BI013 = Precipitation of Wettest Month BI014 = Precipitation of Driest Month BI015 = Precipitation Seasonality (Coefficient of Variation) BI016 = Precipitation of Wettest Quarter BI017 = Precipitation of Driest Quarter BI018 = Precipitation of Warmest Quarter BI019 = Precipitation of Coldest Quarter in temp)) Í&CGIARCSI T^^T f DiuorLium for i patlal Iniarnation Další odvozená data • Global Aridity and PET Database • Odvozeno z WorldCIim • Rozlišení 30 arc-seconds (~1 km) • Globální *Í*„ CGIARCSI T^^T Consort] um For i patlal Iníannation Další klimatická data • CRU-TS v3.10.01 Historic Climate Database for GIS ^"^^^T^::^^^S^^ • Období 1901-2006 *ͧtfl * '^^é^£: • Globální data v rozlišení 0.5° W V étk eld cloud cover % 10 dtr diurnal temperature range degree Celcius 10 frs frost day frequency days 100 pre precipitation mm 10 tmp daily mean temperature degree Celcius 10 tmn monthly average daily minimum temperature degree Celcius 10 tmx monthly average daily maximum temperature degree Celcius 10 vap vapour pressure hecta-Pascals 10 wet wet day frequency days 100 Water Balance Toolbox • Water Balance Toolbox (v.2) for ArcGIS (Dyer, 2009) • Modelování aktuální (AET) a potenciální (PET) evapotranspirace • Vstupní data • digitální model reliéfu • měsíční teploty, srážky a radiace • dostupná vodní kapacita půd Dyer, J.M. (2009) Assessing topographic patterns in moisture use and stress using a water balance approach. Landscape Ecology, 24: 391-403. Chemismus půdy • Půdní pH v rozlišení4 x 4 km • Vápnitost půd (3 kategorie) Chemismus půdy • www.soilgrids.org • Fyzikální a chemické vlastnosti půd • Globální vrstvy v rozlišení až 250 m • Data z půdních profilů modelovaná pomocí Random Forests Ost row WWkcpotrti lernet .Lodz Layer options Layers Kladno 'Prague Kfdxterzyn-Ko/te . • , s-nrfr^wte. Sl4*kic RadMrt. . Krakow t J..s«/.,.Jie Zdroi Unit: index x 10 1110 Virimi!.....i, ,ir (!(•■ Rri'.i. Munich Vienna SOILGRIDS Budapest. B"d»P«lv J""1*1 B Filter layers ■ Site characteristics Physical soil properties - Chemical soil properties o o Cation exchange capacity of soil in cmolc/kg Soil organic carbon content (fine earth fraction) in g per kg Soil pHxIOin H20 Available depths 30 cm o 0 Soil pHxIOin KCI ► Soil classification (TAXNWRB) > Soil classification (TAXOUSDA) Shade layer Opacity Soil profiles e o s