Cílem práce je ověřit a srovnat kvalitu globálních digitálních modelů terénu (DMT). V bakalářské práci jsou využity tři digitální modely reliéfu (DMR) a to konkrétně WorldDEM, ASTER GDEM v2 a SRTM1 v3. Hlavní důraz je kladen na vliv kvality globálních digitálních modelů reliéfu při modelování prostorové distribuce bobovitých rostlin. Jedná se o bobovité rostliny, které se vyskytují na Blízkém východě. Nejvíce je zastoupena cizrna, dále hrách a čočka. Dalším cílem je srovnání kvality DMR mezi sebou a analýza stanovištních podmínek.
Teoretická část práce je nejvíce zaměřena na modelování prostorové distribuce druhů a digitální modely reliéfu. Je zde uvedeno, jaké DMR jsou použity, jakými metodami se DMR hodnotí a jaké atributy mohou ovlivnit modelování prostorové distribuce druhů. V poslední řadě jsou popsány bobovité rostliny, jejich výskyt a význam. V praktické části jsou DMR srovnávány pomocí neprostorových a prostorových metod hodnocení kvality DMR. Vliv kvality digitálních modelů reliéfu na prostorovou distribuci bobovitých rostlin je testován algoritmem Maxent (Maximum Entropy), kde jsou k environmentálním datům z databáze Worldclim 2.0 přidávány i extrahované topografické atributy jednotlivých modelů.
Výsledkem práce je statistické a vizuální srovnání jednotlivých DMR, vůči modelu WorldDEM, který je považován jako referenční. Dále jsou popsány a vizualizovány predikce výskytu bobovitých rostlin. Posledním výstupem jsou výsledky analýzy stanovištních podmínek, která je vizualizována pomocí grafu a mapy.
Anotace v angličtině
The aim of the thesis is to verify and compare the quality of global digital terrain models (DTM). The bachelor thesis uses three digital elevation models (DEM), WorldDEM, ASTER GDEM v2 and SRTM1 v3. The main emphasis is put on the impact of global digital elevation model quality in spatial distribution modelling of leguminous plants. These are the leguminous plants that occur in the Middle East. Mostly represented are chickpeas, less peas and lentils. Another objective is to compare DEM quality with each other and analyse habitat conditions.
The theoretical part of the thesis is mostly focused on spatial distribution modelling of species and digital terrain models. Is mentioned here what DEMs are used, by which methods the DEMs are evaluated and what attributes can affect spatial distribution modelling of species. Finally, are here described leguminous plants, their occurrence and importance. In the practical part, DEMs are compared by non-spatial and spatial DEM quality assessment methods. The impact of digital elevation model quality on species modelling distribution is tested by the Maxent algorithm (Maximum Entropy), where extracted topographic attributes of each model are added to the WorldClim 2.0 environment data.
The result of the thesis is a comparison of individual DEMs, against the WorldDEM model, which is taken as a reference model. Another result is the impact of digital elevation model quality to spatial distribution modelling of leguminous plants. The final output is result of site conditions analysis, which is visualized by using chart and map.
Klíčová slova
Modelování prostorové distribuce bobovitých rostlin, hodnocení kvality digitálních modelů reliéfu, vliv kvality digitálních modelů reliéfu na modelování prostorové distribuce bobovitých rostlin
Klíčová slova v angličtině
Species distribution modelling, Digital elevation model quality assessment, Impact of digital elevation model quality to species distribution modelling
Rozsah průvodní práce
50 s. (80 000 znaků).
Jazyk
CZ
Anotace
Cílem práce je ověřit a srovnat kvalitu globálních digitálních modelů terénu (DMT). V bakalářské práci jsou využity tři digitální modely reliéfu (DMR) a to konkrétně WorldDEM, ASTER GDEM v2 a SRTM1 v3. Hlavní důraz je kladen na vliv kvality globálních digitálních modelů reliéfu při modelování prostorové distribuce bobovitých rostlin. Jedná se o bobovité rostliny, které se vyskytují na Blízkém východě. Nejvíce je zastoupena cizrna, dále hrách a čočka. Dalším cílem je srovnání kvality DMR mezi sebou a analýza stanovištních podmínek.
Teoretická část práce je nejvíce zaměřena na modelování prostorové distribuce druhů a digitální modely reliéfu. Je zde uvedeno, jaké DMR jsou použity, jakými metodami se DMR hodnotí a jaké atributy mohou ovlivnit modelování prostorové distribuce druhů. V poslední řadě jsou popsány bobovité rostliny, jejich výskyt a význam. V praktické části jsou DMR srovnávány pomocí neprostorových a prostorových metod hodnocení kvality DMR. Vliv kvality digitálních modelů reliéfu na prostorovou distribuci bobovitých rostlin je testován algoritmem Maxent (Maximum Entropy), kde jsou k environmentálním datům z databáze Worldclim 2.0 přidávány i extrahované topografické atributy jednotlivých modelů.
Výsledkem práce je statistické a vizuální srovnání jednotlivých DMR, vůči modelu WorldDEM, který je považován jako referenční. Dále jsou popsány a vizualizovány predikce výskytu bobovitých rostlin. Posledním výstupem jsou výsledky analýzy stanovištních podmínek, která je vizualizována pomocí grafu a mapy.
Anotace v angličtině
The aim of the thesis is to verify and compare the quality of global digital terrain models (DTM). The bachelor thesis uses three digital elevation models (DEM), WorldDEM, ASTER GDEM v2 and SRTM1 v3. The main emphasis is put on the impact of global digital elevation model quality in spatial distribution modelling of leguminous plants. These are the leguminous plants that occur in the Middle East. Mostly represented are chickpeas, less peas and lentils. Another objective is to compare DEM quality with each other and analyse habitat conditions.
The theoretical part of the thesis is mostly focused on spatial distribution modelling of species and digital terrain models. Is mentioned here what DEMs are used, by which methods the DEMs are evaluated and what attributes can affect spatial distribution modelling of species. Finally, are here described leguminous plants, their occurrence and importance. In the practical part, DEMs are compared by non-spatial and spatial DEM quality assessment methods. The impact of digital elevation model quality on species modelling distribution is tested by the Maxent algorithm (Maximum Entropy), where extracted topographic attributes of each model are added to the WorldClim 2.0 environment data.
The result of the thesis is a comparison of individual DEMs, against the WorldDEM model, which is taken as a reference model. Another result is the impact of digital elevation model quality to spatial distribution modelling of leguminous plants. The final output is result of site conditions analysis, which is visualized by using chart and map.
Klíčová slova
Modelování prostorové distribuce bobovitých rostlin, hodnocení kvality digitálních modelů reliéfu, vliv kvality digitálních modelů reliéfu na modelování prostorové distribuce bobovitých rostlin
Klíčová slova v angličtině
Species distribution modelling, Digital elevation model quality assessment, Impact of digital elevation model quality to species distribution modelling
Zásady pro vypracování
Cílem bakalářské práce je ověřit a srovnat kvalitu jednotlivých dostupných globálních digitálních modelů terénu (např. NASADEM, ALOS World 3D, Aster GDEM, GMTED2010, ACE2, WorldDEM) s hlavním důrazem na modelování prostorové distribuce rostlin a analýzu stanovištních podmínek. Student se zaměří na pokryvnost dat, jejich měřítko, chyby a přesnost těchto modelů. V praktické části student provede testováni kvality datasetů ve vybraných oblastech, srovná rozdíly v nadmořské výšce a vytvořených topografických atributech. Zvláštní důraz bude kladen na srovnání dat WorldDEM. V další části práce provede prostorovou predikci nad dodanými nálezovými daty. Následně provede vzájemné srovnání dosažených výsledků. Výsledky vhodně okomentuje a kartograficky znázorní. Student vyplní údaje o všech datových sadách, které vytvořil nebo získal v rámci práce, do Metainformačního systému katedry geoinformatiky a současně vytvoří zálohu údajů ve formě validovaného XML souboru. Celá práce (text, přílohy, výstupy, zdrojová a vytvořená data, XML soubor) se odevzdá v digitální podobě na CD (DVD) a text práce s vybranými přílohami bude odevzdán ve dvou svázaných výtiscích na sekretariát katedry. O diplomové práci student vytvoří webovou stránku v souladu s pravidly dostupnými na stránkách katedry. Práce bude zpracována podle zásad dle Voženílek (2002) a závazné šablony pro diplomové práce na KGI. Povinnou přílohou práce bude poster formátu A2.
Zásady pro vypracování
Cílem bakalářské práce je ověřit a srovnat kvalitu jednotlivých dostupných globálních digitálních modelů terénu (např. NASADEM, ALOS World 3D, Aster GDEM, GMTED2010, ACE2, WorldDEM) s hlavním důrazem na modelování prostorové distribuce rostlin a analýzu stanovištních podmínek. Student se zaměří na pokryvnost dat, jejich měřítko, chyby a přesnost těchto modelů. V praktické části student provede testováni kvality datasetů ve vybraných oblastech, srovná rozdíly v nadmořské výšce a vytvořených topografických atributech. Zvláštní důraz bude kladen na srovnání dat WorldDEM. V další části práce provede prostorovou predikci nad dodanými nálezovými daty. Následně provede vzájemné srovnání dosažených výsledků. Výsledky vhodně okomentuje a kartograficky znázorní. Student vyplní údaje o všech datových sadách, které vytvořil nebo získal v rámci práce, do Metainformačního systému katedry geoinformatiky a současně vytvoří zálohu údajů ve formě validovaného XML souboru. Celá práce (text, přílohy, výstupy, zdrojová a vytvořená data, XML soubor) se odevzdá v digitální podobě na CD (DVD) a text práce s vybranými přílohami bude odevzdán ve dvou svázaných výtiscích na sekretariát katedry. O diplomové práci student vytvoří webovou stránku v souladu s pravidly dostupnými na stránkách katedry. Práce bude zpracována podle zásad dle Voženílek (2002) a závazné šablony pro diplomové práce na KGI. Povinnou přílohou práce bude poster formátu A2.
Seznam doporučené literatury
BALAKRISHNAN, B., N. NANDAKUMAR, S. SEBASTIN AND K. A. A. KAREEM Species Distribution Models (SDM)A Strategic Tool for Predicting Suitable Habitats for Conserving the Target Species: GIS and Special Distribution. Handbook of Research on Geographic Information Systems Applications and Advancements, 2016, 427.
GESCH, D., M. OIMOEN, J. DANIELSON AND D. MEYER Validation of the Aster Global Digital Elevation Model Version 3 Over the Conterminous United States. ISPRS-International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 2016, 143-148.
GROHMANN, C. H. Comparative Analysis of Global Digital Elevation Models and Ultra-Prominent Mountain Peaks. ISPRS Annals of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 2016, 17-23.
HIRT, C. Digital Terrain Models. Encyclopedia of Geodesy (Ed. EW Grafarend), 2015.
KOPPE, W., L. HENRICHS AND P. HUMMEL. Assessment of WorldDEM TM global elevation model using different references. In Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), 2015 IEEE International. IEEE, 2015, p. 5296-5299.
MEROW, C., M. J. SMITH AND J. A. SILANDER A practical guide to MaxEnt for modeling species' distributions: what it does, and why inputs and settings matter. Ecography, 2013, 36(10), 1058-1069.
MUKHERJEE, S., P. JOSHI, S. MUKHERJEE, A. GHOSH, et al. Evaluation of vertical accuracy of open source Digital Elevation Model (DEM). International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 2013, 21, 205-217.
REXER, M. AND C. HIRT Comparison of free high resolution digital elevation data sets (ASTER GDEM2, SRTM v2. 1/v4. 1) and validation against accurate heights from the Australian National Gravity Database. Australian Journal of Earth Sciences, 2014, 61(2), 213-226.
SIMARD, M., M. NEUMANN AND S. BUCKLEY. Validation of the new SRTM digital elevation model (NASADEM) with ICESAT/GLAS over the United States. In Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), 2016 IEEE International. IEEE, 2016, p. 3227-3229.
TACHIKAWA, T., M. KAKU, A. IWASAKI, D. B. GESCH, et al. ASTER global digital elevation model version 2-summary of validation results. 2011.
VOŽENÍLEK, V. Diplomové práce z geoinformatiky. Edtion ed. Olomouc: Vydavatelství Univerzity Palackého, 2002.
Seznam doporučené literatury
BALAKRISHNAN, B., N. NANDAKUMAR, S. SEBASTIN AND K. A. A. KAREEM Species Distribution Models (SDM)A Strategic Tool for Predicting Suitable Habitats for Conserving the Target Species: GIS and Special Distribution. Handbook of Research on Geographic Information Systems Applications and Advancements, 2016, 427.
GESCH, D., M. OIMOEN, J. DANIELSON AND D. MEYER Validation of the Aster Global Digital Elevation Model Version 3 Over the Conterminous United States. ISPRS-International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 2016, 143-148.
GROHMANN, C. H. Comparative Analysis of Global Digital Elevation Models and Ultra-Prominent Mountain Peaks. ISPRS Annals of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 2016, 17-23.
HIRT, C. Digital Terrain Models. Encyclopedia of Geodesy (Ed. EW Grafarend), 2015.
KOPPE, W., L. HENRICHS AND P. HUMMEL. Assessment of WorldDEM TM global elevation model using different references. In Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), 2015 IEEE International. IEEE, 2015, p. 5296-5299.
MEROW, C., M. J. SMITH AND J. A. SILANDER A practical guide to MaxEnt for modeling species' distributions: what it does, and why inputs and settings matter. Ecography, 2013, 36(10), 1058-1069.
MUKHERJEE, S., P. JOSHI, S. MUKHERJEE, A. GHOSH, et al. Evaluation of vertical accuracy of open source Digital Elevation Model (DEM). International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 2013, 21, 205-217.
REXER, M. AND C. HIRT Comparison of free high resolution digital elevation data sets (ASTER GDEM2, SRTM v2. 1/v4. 1) and validation against accurate heights from the Australian National Gravity Database. Australian Journal of Earth Sciences, 2014, 61(2), 213-226.
SIMARD, M., M. NEUMANN AND S. BUCKLEY. Validation of the new SRTM digital elevation model (NASADEM) with ICESAT/GLAS over the United States. In Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), 2016 IEEE International. IEEE, 2016, p. 3227-3229.
TACHIKAWA, T., M. KAKU, A. IWASAKI, D. B. GESCH, et al. ASTER global digital elevation model version 2-summary of validation results. 2011.
VOŽENÍLEK, V. Diplomové práce z geoinformatiky. Edtion ed. Olomouc: Vydavatelství Univerzity Palackého, 2002.
V úvodu obhajoby student seznámil komisi s cíli, metodami a výsledky své bakalářské práce. Následně přednesli své posudky vedoucí práce a oponent.
V diskusi byla řešena témata:
" Výběr území pro hodnocení kvality DMR
" výběr barev v mapách
" Vizuální srovnání kvality