Digitální modely terénu v distribučních modelech sladkovodních ekosystémů

Bc. Petra Pechová

Master's thesis

Digital elevation models in freshwater species distribution models

Abstract:

Modelování druhové distribuce (SDM) je populárním nástrojem pro zjišťováníekologických nároků druhů a predikci jejich potenciálního rozšíření. Zásadní význammají proměnné vstupující do modelů a způsob jejich pořízení. Do modelů druhovédistribuce velmi často vstupují digitální modely terénu (DEM) nebo z nich odvozenécharakteristiky, například svažitost terénu. Běžně dostupné jsou DEM v různémrozlišení a s jinou vertikální přesností (DMR 5G a SRTM). Cílem je porovnatdostupné DEM s velmi přesnými daty leteckého laserového skenování (LiDAR)a zaměřit se na sladkovodní ekosystémy v horském terénu. Vytvořit model druhovédistribuce s různě kvalitními daty a posoudit vliv jejich kvality na výkon modelu.K porovnání výškových modelů terénu a modelů svažitosti terénu ve sladkovodníchekosystémech byl vybrán Modrý potok a část řeky Úpy v horském členitém terénuKrkonošského národního parku. Byl vytvořen virtuální druh sladkovodníhoekosystému s presenčně-absenčními záznamy výskytu. Vstupujícími daty do modelubyly záznamy výskytu druhu a svažitost terénu z různě kvalitních DEM. Promodelování byl zvolen přístup křížové validace a generalizovaného lineárníhomodelu. Hodnoty RMSE prokázaly rozdílnou vertikální přesnost DEM, RMSE proDMR 5G je 0,64 metru a pro SRTM je rovna 14,77 metrů. SRTM zatížený výraznouvertikální chybou není vhodným DEM pro modely druhové distribuce. Tentovýzkum poskytuje stručný náhled do problematiky SDM a může pomoci při výběruDEM pro účely SDM i pro jiné analýzy DEM.

Abstract:

Species distribution modelling (SDM) is a popular tool for determinationof environmental requirements of species and prediction of their potentialdistribution. The variables entering the model along with the method of theiracquisition are of crucial importance. Digital elevation models (DEM) orcharacteristics derived from them, for example the slope of the terrain, very oftenenter species distribution models. DEMs are generally available in differentresolutions and different vertical accuracy (DMR 5G and SRTM). The aim isto compare the available DEMs with the very accurate data of the Light Detectionand Ranging (LiDAR) and focus on freshwater ecosystems in the mountain terrain,creat the species distribution model with different quality and assess the influenceof their quality of the model performance. The Modrý potok stream and partof the river Úpa in the rugged mountain terrain of The Krkonoše Mountains NationalPark was selected to compare the digital elevation models and slope of the terrainmodels in freshwater ecosystems. A virtual species of a freshwater ecosystem withpresence-absence records of occurrence has been created. Records of the speciesoccurrence and the slope of terrain from varying quality DEMs have been utilized asinput data into the model. A cross-validation and generalized linear modelapproaches have been selected for modelling. RMSE values demonstrate differentvertical accuracy of DEM, RMSE for DMR 5G is 0.64 m and the SRTM is equalto 14.77 m. SRTM loaded distinct vertical error is not suitable DEM for modelsof species distributions. This research provides a brief insight into the SDM and canhelp with the selection of DEM for SDM purposes to other DEM analysis.

Keywords

digitální model terénu, svažitost, rozlišení, modelování druhové distribuce, LiDAR, DMR 5G, SRTM

Keywords

digital elevation model, slope, resolution, species distribution modeling, LiDAR, DMR 5G, SRTM

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 18. 4. 2017

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Vítězslav Moudrý, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Master programme / field:
Landscape Engineering / Landscape Engineering