ジオモッド

GeoModは、 GISソフトウェアTerrSetに含まれるラスターベースの土地変化モデリングツールであり、指定された時間間隔における土地カテゴリーの増加または減少をシミュレートします。[ 1 ]このモデルは、2つの土地カテゴリー間の空間的な変化の割り当てを、時間的に前方または後方にシミュレートするだけです。[ 1 ] [ 2 ]

シミュレーション入力

GeoMod は、いくつかの入力要件の組み合わせに基づいて土地変化をシミュレートします。まず、ユーザーはシミュレーションの時間的範囲の開始 (時刻 1) と終了 (時刻 2) を指定し、シミュレーションの時間ステップを特定する必要があります。[ 2 ]モデルには、時刻における 2 つの土地カテゴリ (カテゴリ 1 = 未開発、カテゴリ 2 = 開発済みなど) を示す画像と、時刻 2 における 2 つのカテゴリの予測数量も必要です。 [ 1 ] GeoMod には、各ピクセルの遷移適合性を示す適合性マップも必要です。適合性マップの値が高いほど、ピクセルがカテゴリ 2 のゲインの遷移に適しています。ユーザーが適合性マップを持っていない場合、GeoMod は 1 つ以上のドライバー イメージを使用して適合性マップを作成できます。ドライバー イメージは、土地被覆カテゴリの変化に影響を与えると考えられる変数の分布を示すカテゴリ イメージです。[ 3 ]

GeoModは分析を政治単位などの層に分割し、各層内での変化を個別にシミュレートすることができます。[ 1 ]時刻1から時刻2までの変化量が特定の層におけるカテゴリ2の純増を示している場合、GeoModはシミュレーション中にカテゴリ2の総損失をゼロと想定します。つまり、GeoModは個々の層内の個々のカテゴリの同時増加と損失をシミュレートしません。GeoModは、セクション3で説明するいくつかのユーザー定義の決定ルールに基づいて変化を割り当てます。

オプション入力

上記の必須シミュレーション入力に加えて、いくつかの追加のオプションデータ入力があります。[ 2 ]

  1. マスクを使用すると、背景と調査領域の空間範囲を区別できます。
  2. ドライバー イメージを使用して適合マップを作成できます。
  3. 時間 2 (終了時間) の土地カテゴリ マップを使用すると、カテゴリ 1 とカテゴリ 2 の両方の時間 2 のピクセル数を自動的に設定できます。
  4. 層別画像を使用すると、シミュレーションを層ごとに階層化できます。層とは、国、州、郡などの分析対象地域を指します。GeoModは、ある層ではカテゴリ1からカテゴリ2への土地変化を、またある層ではカテゴリ2からカテゴリ1への土地変化をシミュレートできます。層別画像を使用する場合、ユーザーは各層について、時刻2における2つのカテゴリのピクセル数を指定する必要があります。

環境影響分析

GeoModは、指定された時間間隔内に変化したピクセルへの環境影響を分析することもできます。このオプション機能を使用するには、対象となる環境資源を示す画像、対象となる環境資源に対する潜在的な影響の比率を示す画像、そしてシミュレーションによる影響と潜在的な影響の比率を示す画像が必要です。[ 2 ]後者の2つの画像が入手できない場合は、調査対象地域全体の固定比率を使用できます。

変更を割り当てるための GeoMod 決定ルール

決定ルール1

決定ルール1は必須であり、各層内で時間的に前方または後方への一方向の変化を前提としています。モデルは、どのカテゴリーで純増加が発生するかを判断し、そのカテゴリーで粗利益が発生し、そのカテゴリーで粗損失がゼロとなるようにシミュレートします。[ 1 ] [ 2 ]

決定ルール2

決定ルール2はオプションであり、地域層別化に関するものです。ルール2では、ある層ではカテゴリー1からカテゴリー2への変化、また別の層ではカテゴリー2からカテゴリー1への変化を許容できます。地域層別化を使用する場合、ユーザーは各層において時刻2における各カテゴリーの数量を指定する必要があります。

決定ルール3

決定ルール3もオプションであり、近傍制約に焦点を当てています。GeoModは、シミュレーションによる変化をカテゴリ1とカテゴリ2の境界にあるピクセルに地理的に制限することができます。[ 4 ]これにより、モデルはユーザー定義の最小検索幅を適用し、シミュレーションによる変化の発生場所を制限できます。

決定ルール4

決定ルール4もオプションであり、適合性マップに関するものです。カテゴリ1からカテゴリ2への移行をシミュレートする際、GeoModは適合性値が最大のカテゴリ1のピクセルからの変化をシミュレートします。[ 1 ]

検証

パターン検証は、検証に参照マップが利用可能な場合、シミュレーションによる変化と参照による変化との比較を示します。視覚的なアプローチとしては、TerrsSetのCROSSTABモジュールを使用し、参照時間1、参照時間2、シミュレーション時間2の3つのマップを同時に比較します。[ 2 ]さらに、TOC（Total Operating Characteristic）曲線を使用して、適合性マップを参照変化マップと比較することもできます。TerrsetにはROCと呼ばれるモジュールがあり、TOCの選択閾値の決定に役立ちます。[ 5 ]

森林破壊

Geomodは、森林被覆における土地変化をモデル化し、将来のREDD+プロジェクトの可能性を評価するために使用できます。[ 6 ] [ 7 ]森林破壊のモデル化には、適切なキャリブレーション間隔を評価する必要があります。通常、データセットの3分の2は将来のシナリオに外挿され、残りの3分の1のデータセットを用いて検証されています。変化量はモジュール内で指定でき、変化の割り当ては適合性ドライバーマップによって決定されます。これらのマップは、道路までの距離など、ユーザーが選択したデータセットに基づいて作成されます。

Geomodの探索的使用

Geomod は通常、土地変化のシミュレーションに使用されますが、侵入種分布の適合性マップの作成にも使用できます。このテーマについては、「GEOMOD による地理的勾配の検出」というビデオでさらに詳しく説明されています。

参考文献

  1. ^ a b c d e f Pontius, RG, Cornell, JD, & Hall, CA (2001). GEOMOD2を用いた土地利用変化の空間パターンのモデリング：コスタリカへの適用と検証. Agriculture, Ecosystems & Environment , 85 (1), 191-203.
  2. ^ a b c d e f Pontius Jr, RG, & Chen, H. (2006). GEOMODモデリング.クラーク大学.
  3. ^ Dushku, A., & Brown, S. (2003年10月). LULUCF炭素プロジェクトのためのベースライン空間モデリング：GEOMODモデリングアプローチ. 2003年国際森林・気候変動会議「炭素隔離とクリーン開発メカニズム」（第39巻）.
  4. ^ de Benito, BP, & de Peñas, JG (2008). 温室、土地利用変化、そして予測モデル：MaxEntとGeomodの連携. 『 Modelling Environmental Dynamics』（pp. 297-317）. Springer Berlin Heidelberg.
  5. ^ Batchu, K., Pontius, RG (2003). 「インドにおける土地被覆変化の場所予測における確実性の定量化のための相対的動作特性の利用」 Trans. GIS, 7 , 467-484.
  6. ^ TerrSetにおける森林破壊のモデリング、 2021年12月12日取得
  7. ^ ClarkUGIS。「TerrSet_哔哩哔哩_bilibiliでの森林破壊のモデリング」。www.bilibili.com 。2021年12月12日閲覧。

さらに読む

  1. チェン・ハオ、ロバート・ギルモア・ポンティウス・ジュニア (2011). 土地変化モデルのピクセル解像度と独立変数の精度に対する感度. 環境モデリング＆アセスメント 16: 37–52.
  2. チェン、ハオ、ロバート・ギルモア・ポンティウス・ジュニア (2010). 説明変数の勾配に沿った空間的な土地変化予測を評価するための診断ツール. Landscape Ecology 25: 1319–1331.
  3. Dushku, A., & Brown, S. (2003年10月). LULUCF炭素プロジェクトのためのベースラインの空間モデリング：GEOMODモデリングアプローチ. 2003年国際森林・気候変動会議「炭素隔離とクリーン開発メカニズム」（第39巻）.
  4. メノン、シャイリー、ロバート・ギルモア・ポンティウス・ジュニア、ジョセフ・ローズ、ML・カーン、カマル・S・バワ (2001). 熱帯地域における保全優先地域の特定：土地利用変化モデルによるアプローチ. 保全生物学 15(2): 501–512.
  5. Pontius, RG, Boersma, W., Castella, JC, Clarke, K., de Nijs, T., Dietzel, C., ... & Koomen, E. (2008). 土地変化に関する複数のモデルの入力マップ、出力マップ、検証マップの比較.地域科学年報, 42 (1), 11–37.
  6. ポンティウス・ジュニア、ロバート・ギルモア、ニーティ・ニーティ (2010). 将来の土地変化シナリオの地図間の差異における不確実性. サステイナビリティ・サイエンス 5: 39–50.
  7. ポンティウス・ジュニア、ロバート・ギルモア、シルビア・ペトロヴァ (2010). 不確実なデータを用いた土地変化予測モデルの評価. 環境モデリング＆ソフトウェア 25(3): 299–309.
  8. Pontius Jr, Robert Gilmore, Wideke Boersma, Jean-Christophe Castella, Keith Clarke, Ton de Nijs, Charles Dietzel, Zengqiang Duan, Eric Fotsing, Noah Goldstein, Kasper Kok, Eric Koomen, Christopher D. Lippitt, William McConnell, Alias Mohd Sood, Bryan Pijanowski, Snehal Pithadia, Sean Sweeney, Tran Ngoc Trung, A. Tom Veldkamp, and Peter H. Verburg. (2008). 土地変化に関する複数のモデルの入力マップ、出力マップ、検証マップの比較. 地域科学年報 42(1): 11–47.
  9. ポンティウス・ジュニア、ロバート・ギルモア、アンナ・J・ヴァースルイス、ニコラス・R・マリツィア（2006年）「土地変化モデルからの外挿の確実性の可視化」ランドスケープ・エコロジー21(7): 1151–1166.
  10. ポンティウス・ジュニア、ロバート・ギルモア、ジョセフ・スペンサー (2005). 土地変化予測モデルの外挿における不確実性. 環境と計画B：計画とデザイン 32:211-230.
  11. ポンティウス・ジュニア、ロバート・ギルモア、パブロ・パチェコ (2004). インド西ガーツ山脈における1920年から1990年にかけての森林撹乱モデルの較正と検証. GeoJournal 61(4): 325–334.
  12. ポンティウス・ジュニア、ロバート・ギルモア、アディティア・アグラワル、ダイアナ・ハファカー。2003年、「表形式データからラスターマップを作成する際の土地被覆外挿の不確実性の推定」地理システムジャーナル5(3):253–273。
  13. Rashmi, MK, & Lele, N. (2010). GEOMODを用いたカナカプラ地域における森林被覆変化の空間モデリングと検証.インドリモートセンシング学会誌, 38 (1), 45–54.
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