Habitatmodellierung in GIMOLUS Verwendung der logistischen Regression zum Quantifizieren von Art-Habitat-Beziehungen in webGIS-basierten e-learning Modulen Michael RUDNER1, Boris SCHRÖDER1, Robert BIEDERMANN1, Mark MÜLLER2 1 AG Landschatsökologie, Carl von Ossietzky Universität Oldenburg, D‑26111 Oldenburg 2 ILPÖ, Universität Stuttgart, Keplerstraße 11, D‑70174 Stuttgart A G I T 2 0 0 3

Motivation und Fragestellung Zweck der Habitatmodellierung Regionalisierung von biotischer Information räumlich explizite Vorhersage von Vorkommen einer Art auf der Grundlage von Umweltinformation Notwendigkeit für GIMOLUS Hohe Relevanz der Methode in Naturschutz und ökologischer Forschung Notwendigkeit der Vermittlung des entsprechenden Methodenrepertoires Ziel von GIMOLUS Integration aller Arbeitsschritte der Methode in Lernmodule mit praxisnahen Beispielen, hohem Grad an Interaktivität, einfachen technischen Anforderungen an die Nutzer/innen M O T I V A T I O N 02.07.2003 AGIT Rudner, Schröder, Biedermann & Müller GIMOLUS

Inhalt Habitatmodellierung mit der logistischen Regression Gimolus Lernmodule Arbeitsgang (WebGIS/Modulseiten) I N H A L T 02.07.2003 AGIT Rudner, Schröder, Biedermann & Müller GIMOLUS

Räumlich explizite Vorhersage des Vorkommens von Pflanzen- und Tierarten 4 5 6 7 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Vorkommenswahrscheinlichkeit Habitatfaktor Daten [0|1] Umweltdaten Modell DGM Daten [Mw.] Nutzung Statistik Boden Präsenz-Absenzdaten der Arten & Prognose H A B I T A T M O D E L L I E R U N G Validierung Vorkommen Nichtvorkommen 02.07.2003 AGIT Rudner, Schröder, Biedermann & Müller GIMOLUS

GIS- und Modell-basierte Lernmodule für umweltbezogene Studiengänge Internetbasiert webGIS-basierte virtuelle Landschaft alle notwendigen Programme sind integriert (keine Lizenzkosten) Voraussetzungen: aktueller Browser, Plug-Ins (Flash, JRE, ESRI-Java) weitere Vorträge auf der AGIT 2003: Christian Makala und Martin Horsch Landschaftsplanung Mark Müller und Giselher Kaule Technik Fridjof Schmidt u. Uwe Ehret Hydrologie www.gimolus.de G I M O L U S 02.07.2003 AGIT Rudner, Schröder, Biedermann & Müller GIMOLUS

Umsetzung Modulinhalt Lernmodul Lerneinheit Virtuelle Landschaft Räumlich explizite Habitat- modellierung (Aufgabe) Virtuelle Landschaft Lernmodul Einstieg Anleitung Inhalt Material Unterstützung Lerneinheit Einführung Univariat Multiple Regression Modellbewertung Validierung Virtuelles Problem M O D U L S T R U K T U R 02.07.2003 AGIT Rudner, Schröder, Biedermann & Müller GIMOLUS

Funktionsebenen Habitatmodellierung WebGIS Programmseiten Schritt für Schritt Bewertung Klassifikation Validierung Diskussion Prognose Ökol. Interpretation Modellbildung Probenahme Aufgabenstellung WebGIS HTML-Viewer PHP/SQL-Skripte Probenahme Datenzugriff Kartenerzeugung Klassifikation (lokal) Programmseiten benutzerfreundlich keine Lizenzgebühren HTML/JavaScript eingebettetes Java-Applet serverseitig Win-exe-Programm M O D U L S T R U K T U R 02.07.2003 AGIT Rudner, Schröder, Biedermann & Müller GIMOLUS

P R O B E N A H M E Link zum WebGIS 02.07.2003 AGIT Rudner, Schröder, Biedermann & Müller GIMOLUS

Arbeitsschritte Arbeitsschritte Aktivieren der Probenahme Aufruf der Probenahme Festlegen der Sampling Strategie Erzeugen der Probeflächen Arbeitsschritte Aktivieren der Probenahme Aufruf der Probenahme P R O B E N A H M E 02.07.2003 AGIT Rudner, Schröder, Biedermann & Müller GIMOLUS

Arbeitsschritte Aktivieren der Probenahme Aufruf der Probenahme Festlegen der Sampling Strategie Erzeugen der Probeflächen Auswahl der zu erfassenden Parameter Starten der Beprobung P R O B E N A H M E 02.07.2003 AGIT Rudner, Schröder, Biedermann & Müller GIMOLUS

Arbeitsschritte Aktivieren der Probenahme Aufruf der Probenahme Trainingsdaten Testdaten Arbeitsschritte Aktivieren der Probenahme Aufruf der Probenahme Festlegen der Sampling Strategie Erzeugen der Probeflächen Auswahl der zu erfassenden Parameter Starten der Beprobung Kopieren und Speichern der Daten (Trainings- und Testdatensatz) P R O B E N A H M E 02.07.2003 AGIT Rudner, Schröder, Biedermann & Müller GIMOLUS

M O D E L L I E R U N G S S E I T E Ergebnis Deskriptive Statistik Modellparameter Datenreihen Variablenauswahl Dateneingabe (Zwischenablage) M O D E L L I E R U N G S S E I T E 02.07.2003 AGIT Rudner, Schröder, Biedermann & Müller GIMOLUS

V I S U A L I E R U N G Bivariates Modell Univariate Modelle 02.07.2003 AGIT Rudner, Schröder, Biedermann & Müller GIMOLUS

R Ä U M L I C H E E X T R A P O L A T I O N Gültigkeitsbereich der Ebene ‚Vorkommenswahrscheinlichkeit‘ Default-Wert 0.5 R Ä U M L I C H E E X T R A P O L A T I O N 02.07.2003 AGIT Rudner, Schröder, Biedermann & Müller GIMOLUS

R Ä U M L I C H E E X T R A P O L A T I O N Realisierung der Prognose auf einem 30 m-Punktraster Ergebnis: Pseudo-Grid in Maßstäben < 1: 20.000 02.07.2003 AGIT Rudner, Schröder, Biedermann & Müller GIMOLUS

Vergleich Prognoseergebnis und unabhängige Variablen R Ä U M L I C H E E X T R A P O L A T I O N Vergleich Prognoseergebnis und unabhängige Variablen in Maßstäben > 1: 15.000 02.07.2003 AGIT Rudner, Schröder, Biedermann & Müller GIMOLUS

Vergleich Prognoseergebnis und unabhängige Variablen R Ä U M L I C H E E X T R A P O L A T I O N Vergleich Prognoseergebnis und unabhängige Variablen in Maßstäben > 1: 15.000 02.07.2003 AGIT Rudner, Schröder, Biedermann & Müller GIMOLUS

Klassifikationsschwellenwert Vorkommen Nichtvorkommen Klassifikationsschwellenwert R Ä U M L I C H E E X T R A P O L A T I O N 02.07.2003 AGIT Rudner, Schröder, Biedermann & Müller GIMOLUS

R Ä U M L I C H E E X T R A P O L A T I O N Vorkommen Nichtvorkommen R Ä U M L I C H E E X T R A P O L A T I O N Größerer Flächenanteil von positiven Prognosen nach Absenken des Klassifikations-Schwellenwerts 02.07.2003 AGIT Rudner, Schröder, Biedermann & Müller GIMOLUS

Validierung Testdatensatz & Daten aus der virtuellen Landschaft Anwendung des erzeugten Modells Vorkommensprognose [0|1] Präsenz-Absenz-Daten der Arten VERGLEICH VERGLEICH V A L I D I E R U N G für den Testdatensatz 02.07.2003 AGIT Rudner, Schröder, Biedermann & Müller GIMOLUS

Vorteile und Grenzen R E S U M E E 02.07.2003 AGIT Rudner, Schröder, Biedermann & Müller GIMOLUS