Geographically Weighted Regressions (GWR) in forestry modelling

Ing. Ing. María Quirós-Segovia

Disertační práce

Geograficky vážená regrese v lesnickém modelování

Anotace:

Obsahem dizertační práce je podrobná studie o geograficky vážené regresi (GWR)a jejím využití v lesnickém modelování. Analyzovány byly monokultury borovicehalepské (Pinus halepensis Mill.) v provincii Murcia ve Španělsku.Dizertační práce je rozdělena do pěti částí: (1) Výběr lokální a zobecněné výškovéfunkce (2) Fitování výškové funkce pomocí smíšeného regresního modelu (LMM) aGWR, přičemž v případě GWR byla provedena komplexní analýza její optimálníkalibrace (3) Srovnání dvou interpolačních technik – IDW a krigingu (5) Validacemodelu, zhodnocení kvality modelu a srovnání s lokální výškovou funkcí.Výsledky ukazují, že v případě kvalitní kalibrace dochází k významnému zpřesněníGWR modelu. Také byla testována rozšíření GWR metody týkající se problémunekonstatního rozptylu dat a odlehlých bodů. Srovnání GWR a LMM ukázalo, že kvalitamodelu obou metod je srovnatelná. V obou případech poskytuje zobecněný modelkvalitnější predikci oproti modelu lokálnímu. Vzhledem k chatakteru analyzovaných datse ukázalo jako nejvhodnější interpolační metoda IDW. Srovnání predikovaných hodnota lokálních (porostních) výškových funkcí ukázalo, že v případě kvalitní kalibrace jeGWR model plně srovnatelný s porostními výškovými funkcemi v případě zobecněnýchfunkcí.

Abstract:

In this dissertation thesis a comprehensive study of the Geographically WeightedRegression and its utilization in forestry modelling was made. The analysed area waslocated in the Spanish region of Murcia, and monospecific stands of Pinus halepensisMill were studied.The thesis can be divided in five parts: (1) Selection of a local and a generalizedheight-diameter equation. (2) Fitting of the height-diameter equations according linearmixed models and GWR. In case of GWR was made a complete analysis of its calibration.(3) Comparison of IDW and Kriging interpolation methodologies. (5) Validate thefittings, through a quality analysis and a local-stand validation.Results showed a high improvement in GWR models when a suitable calibrationwas made. The application of GWR extensions concerning heteroscadasticity and outliersalso were tested. When comparing with LMM it was observed that in general, both LMMand GWR provide better prediction quality when applied to a generalized than to a localheight-diameter equation; besides both fittings are very alike. The most appropriateinterpolation methodology for GWR was IDW, because is the most suitable for the typeof data which was analysed. The comparison with stand local height-diameter modelsconclude that GWR with a suitable calibration can give results fully comparable withlocal stand models in case of generalized function but not for local functions.

Klíčová slova

prostorová analýza, Pinus halepensis Mill., lesnické modelování

Keywords

Forest modelling, Spatial analysis, Pinus halepensis Mill

Jazyk práce: angličtina

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 6. 3. 2018

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: doc. Ing. Karel Drápela, CSc.
• Oponent: Radim Adolt, Ing., Ph.D., Zdeněk Adamec, Ing., Lúbomír Scheer, externi

Mendelova univerzita v Brně

Lesnická a dřevařská fakulta

Doktorský studijní program / obor:
Lesní inženýrství / Hospodářská úprava lesa