Zhodnocení možností využití programu R k analýze telemetrických dat

Ivo Kadlec

Bachelor's thesis

Evaluation of the options of analysis of telemetry data in R

Abstract:

Práce představuje možnosti využití programu R pro analýzu GPS telemetrických dat, která je důležitou části pro pochopení pohybu zvířat. Pohybové vzorce zvířat jsou nedílnou součástí prostorové ekologie, která se pokouší vysvětlit a popsat pohyb, jak jednotlivců, tak i populací. Pokládá si různé otázky, pokouší se na ně odpovědět a často se prolíná s behaviorální ekologií a spolu propojují vzorce chování s vzorci pohybovými. V rešeršní práci je obecně představena prostorová ekologie samotná, různé typy pohybu a její propojení s behaviorální ekologií. Následně je popsán i monitoring zvířat, který získává potřebná pohybová data, které se následně analyzují různými způsoby. Práce popisuje analýzu dat z GPS telemetrie, která se díky rychle vyvíjecím technologiím stává čím dál vice populární. Jednou možností analýzy dat je použití různých balíčku v programu R, kterých je nesmírné množství. Pro praktickou část práce byli vybrány dva z nich. Balíček trajr, který slouží k vizualizaci a analýze trajektorie. A balíček moveHMM, používající skryté Markovovy modely. Balíček moveHMM byl vyzkoušen na pohybových datech samice geparda štíhlého (Acinonyx jubatus), která během monitoringu otěhotněla a následně porodila několik mláďat. Výsledné modely byli poté porovnány s teoretickými znalostmi o pohybu gepardů v různých reprodukčních stádiích. Analýza pohybových dat je nesmírně složitá a je potřeba vyvíjet a zkoušet nové balíčky v programu R. Navíc je potřeba získat i další informace k pohybovým datům, které pomůžou vysvětlit určitě anomálie v pohybu, které vznikají vnějšími faktory.

Abstract:

This project presents the possibility of using an analytical program RStudio for GPS telemetry data analysis which is an important aspect for understanding the animal movement. The movement patterns of animals are an integral part of movement ecology. Movement ecology is trying to explain and describe the movement of both individuals and populations. This work asks various questions, tries to find answers, and often intertwines with behavioural ecology, connects behaviour and movement patterns. The research part introduces movement ecology itself, different types of movement and the connection of movement and behavioural ecology. Subsequently, the monitoring of animals which is described obtains the necessary movement data, which are further analysed in various ways. The work describes the analysis of data from GPS telemetry, a method that has become increasingly used due to rapidly evolving technologies. One of the possibilities of data analysis is to use diversified packages in the program R. For the practical part of the work I have chosen two packages. The Trajr package, which is used to visualise and analyse the trajectory, and the moveHMM package, using hidden Markov models. The moveHMM package was tested on the movement data of a cheetah female (Acinonyx jubatus), which became pregnant during monitoring and subsequently gave birth to several pups. The resulting models were then compared with theoretical knowledge about the movement of cheetahs in different reproductive stages. The analysis of movement data is extremely complex and therefore it is needed to develop, test, and evaluate new packages in the R program. Additionally, there is a need to obtain further information on movement data that will help to explain certain movement anomalies caused by external factors.

Keywords

prostorová ekologie, behaviorální ekologie, skryté Markovovy modely, GPS technologie, monitoring, gepard štíhlý

Keywords

movement ecology, behavioural ecology, hidden Markov models, GPS technology, monitoring, cheetah

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 31. 3. 2021

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Vojtěch Barták, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Bachelor programme / field:
Environmental Sciences / Applied Ecology