GeoModは、 GISソフトウェアTerrSetのラスターベースの土地変化モデリングツールで、指定された時間間隔での土地カテゴリ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 つの土地カテゴリ間の変化の空間的割り当てを、時間的に前向きまたは後ろ向きにのみシミュレートします。[ 1 ] [ 2 ]
GeoMod は、複数の入力要件の組み合わせに基づいて土地の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 (時刻 1) と終了時刻 (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 ]また、モデルには、時刻 1 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) を示す画像と、時刻 2 における 2 つのカテゴリの予測量が必要です。 [ 1 ] GeoMod には、各ピクセルの遷移適性を示す適性マップも必要です。適性マップの値が高いほど、カテゴリ 2 の土地への遷移に適しています。ユーザーが適性マップを持っていない場合、GeoMod は 1 つ以上のドライバ画像を使用して適性マップを作成できます。ドライバ画像とは、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画像です。[ 3 ]
GeoMod は、分析を政治単位などの階層に分割し、各階層内で変化を個別にシミュレートできます。[ 1 ]時点 1 から時点 2 への変化量が特定の階層でカテゴリ 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 の総損失がゼロであると想定します。つまり、GeoMod は個々の階層内で個々のカテゴリの同時増減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。
上記に挙げた必須の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のデータ入力があります。[ 2 ]
- マスクを用いることで、背景と調査対象領域の空間的な広がりを区別することができる。
- ドライバーの画像を使用して適合性マップを作成できます。
- 時刻2（終了時刻）における土地分類マップを使用すると、カテゴリ1とカテゴリ2の両方について、時刻2におけるピクセル数を自動的に設定できます。
- 層別化画像を使用すると、シミュレーションを層ごとに層別化できます。層とは、国、州、郡などの分析対象地域のことです。GeoModでは、一部の層ではカテゴリ1からカテゴリ2への土地の変化を、他の層ではカテゴリ2からカテゴリ1への土地の変化をシミュレーションできます。層別化画像を使用する場合は、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で変化するピクセルに対する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、およびシミュレーションされた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 つの画像が利用できない場合は、研究領域全体に対して固定比率を使用できます。
GeoMod の変更割り当てに関する決定ルール
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向きまたは後ろ向きのいずれか一方的な変化を想定しています。モデルは、どのカテゴリが純増するかを判断し、そのカテゴリの総増加と総減少ゼロを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、地域区分に関するものです。ルール2では、一部の区分ではカテゴリ1からカテゴリ2への変更、他の区分ではカテゴリ2からカテゴリ1への変更が可能です。地域区分を使用する場合、ユーザーは各区分における時点2での各カテゴリ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、カテゴリ 1 とカテゴリ 2 の境界にあるピクセルにシミュレートされた変更を地理的に制限できます。[ 4 ]したがって、モデルは、シミュレートされた変更が発生する場所を制限するために、ユーザー定義の最小検索幅を適用できます。
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場合、GeoModは、最も高い適性値を持つカテゴリ1のピクセルからの変化をシミュレートします。[ 1 ]
検証
パターン検証では、検証用の参照マップが利用可能な場合、シミュレーションされた変化が参照変化とどのように比較されるかを示します。視覚的なアプローチでは、TerrsSet の CROSSTAB モジュールを使用して、参照時間 1、参照時間 2、および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、全動作特性 (TOC) 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ができます。Terrset には、TOC の選択閾値を支援する ROC と呼ばれるモジュールがあります。[ 5 ]
森林破壊
Geomod は、森林被覆の土地変化をモデル化して将来の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、適切な較正間隔を評価する必要があります。これは通常、データセットの 3 分の 2 であり、将来のシナリオに外挿され、データセットの最後の 3 分の 1 を使用して検証されています。変化の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の探索的利用
Geomodは通常、土地の変化をシミュレーションするために使用されますが、外来種の分布適地マップを作成するためにも使用できます。このテーマについては、「GEOMODで地理的勾配を見つける」というビデオでさらに詳しく解説しています。
参考文献
- 1 2 3 4 5 6 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。農業、生態系、環境、 85 (1)、191-203。
- 1 2 3 4 5 6 Pontius Jr, RG、および Chen, H. (2006). GEOMOD モデリング。クラーク大学。
- ↑ Dushku, A., & Brown, S. (2003年10月). LULUCF炭素プロジェクト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年国際会議「森林と気候変動」:「炭素隔離とクリーン開発メカニズム」（第39巻）。
- ↑ de Benito, BP、& de Peñas, JG (2008). 温室効果ガス、土地利用の変化、および予測モデル：MaxEntとGeomodの連携。環境ダイナミクスのモデリング（pp. 297-317）。Springer Berlin Heidelberg。
- ↑ Batchu, K., & Pontius, RG (2003). インドにおける土地被覆変化の位置予測の確実性を定量化するための相対操作特性の使用。Trans . GIS、7、467-484。
- ↑ TerrSetにおける森林破壊のモデリング、 2021年12月12日取得
- ↑クラークギス。「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
- Chen, Hao および Robert Gilmore Pontius Jr. (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。Environmental Modeling & Assessment 16: 37–52.
- Chen, Hao および Robert Gilmore Pontius Jr. (2010). 説明変数の勾配に沿った空間的土地変化予測を評価するための診断ツール。Landscape Ecology 25: 1319–1331.
- Dushku, A., & Brown, S. (2003年10月). LULUCF炭素プロジェクト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）」
- Menon, Shaily、Robert Gilmore Pontius Jr、Joseph Rose、ML Kahn、Kamal S Bawa。（2001）。熱帯における保全優先地域の特定：土地利用変化モデリングアプローチ。Conservation Biology 15(2): 501–512。
- Pontius, RG、Boersma, W.、Castella, JC、Clarke, K.、de Nijs, T.、Dietzel, C.、... & Koomen, E. (2008). 土地変化のいくつかのモデルにおける入力、出力、および検証マップの比較。地域科学年報、42 (1)、11–37。
- 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。サステナビリティ・サイエンス 5: 39–50。
- 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の予測モデルの評価。Environmental Modeling & Software 25(3): 299–309。
- 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、および Peter H. Verburg。（2008）。土地変化のいくつかのモデルの入力、出力、および検証マップの比較。地域科学年報 42(1): 11–47。
- Pontius Jr、Robert Gilmore、Anna J Versluis、Nicholas R Malizia。（2006）。土地変化モデルからの外挿の確実性を視覚化する。Landscape Ecology 21(7): 1151–1166。
- 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）。予測的土地変化モデルの外挿における不確実性。環境と計画B：計画と設計32：211-230。
- 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森林撹乱モデルの較正と検証 1920 - 1990。GeoJournal 61(4): 325–334。
- Pontius Jr、Robert Gilmore、Aditya Agrawal、Diana Huffaker。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。
- Rashmi, MK、& Lele, N. (2010). GEOMODを用いたカナカプラ地域の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。
