Ruumiliste andmete statistiline analüüs ökoloogias

Statistical Analysis of Spatial Data in Ecology


Vabaaine eelkõige magistriõppe tasemele õppekavades (kood BGGG.01.068)

Loengu vorm: 14L, 22P, 4S, 40i, 2 testi,
6 praktikumitööd, seminaritöö, arvestus
Kontrolli vorm: A
Maht: 2 AP
Õppejõud: Kalle Remm






Alates 15. novembrist 2001 neljapäeviti kell 10.15- 11.45 ja kell 16.15-19.15 ruumis Vanemuise 46-117.
Kuulajate piirarv 20.
Soovitavad eeldusained:
BGGG.03.046 Statistiline andmetöötlus, BGGG.01.008 Andmebaaside loomine ja kasutamine, BGGG.01.009 Geoinformaatika I.
Soovitav on ka mõningane töökogemus mõne GISi paketiga.
Hinne kujuneb testidel saadud, praktikumitööde ja seminaritöö esitamise eest saadud punktide ning maksimaalselt võimalikke punktide suhte alusel.
Õppetöö toimub eesti keeles, olulised mõisted esitatakse ka inglise keeles.

Kursus on orienteeritud teadustööle ja tutvustab maastiku mõõtkavas ökoloogiliste nähtuste ruumis paiknemise statistilise analüüsi meetodeid. Loengukonspektis on viidatud teemakohastel saavad kursuses osalejad analüüsida oma andmeid.


Programm

SISSEJUHATUS [1L]
Näited uuringutest. Näidisandmestikud.

ANDMETÖÖTLUSE PÕHITÕED [1L 2P 4i TEST]

RUUMIANDMETE OHJAMINE [1L 4P 8i]
Olemasolevate geoinfosüsteemide (GIS) ülesehitus. GISi loomine ruumiliste andmete statistiliseks analüüsiks. Ruumiandmete digitaliseerimine vektorkujule. Atribuutandmete lisamine vektorandmetele. Ülekatteoperatsioonid vektorandmetega. Vektorandmete rasteriseerimine. Statistilise analüüsi vahendid GISi pakettides. Konverteerimine rasterformaadi ja relatsioonilise andmebaasi vahel. Tabelandmete ülekanne statistikapaketti.

KIRJELDAV ANDMEANALÜÜS [1L 2P 4i]
MITMEKESISUSE MÕÕTMINE.
Klassikuuluvuse mitmekesisus. Pinna (kaardi) keerukus.
KLASSIFITSEERIMISMEETODID.
Sarnasuskoefitsiendid. Klasteranalüüs. Klassifikatsioonipuud.
ORDINATSIOONIMEETODID.
Faktoranalüüs ja peakomponentanalüüs. Diskriminantanalüüs. Vastavusanalüüs. Mitmemõõtmeline skaleerimine. Kanooniline korrelatsioonanalüüs.

PAIKNEMISMUSTRITE KIRJELDAMINE [4L 4P 4i]
PUNKTMUSTRITE KIRJELDAMINE
Punktmustri tüübid. Punktmustrite parameetrid. Keskmine tihedus. Loendid. Kaugusmeetodid. Agregatsiooniindeksid. Ripley K funktsioon. Radiaaljaotus. Naabrite tiheduse jaotus. Punktmustrite kovarieerumine. Statistilised testid punktmustritele. Testide hälbimise põhjused.
JOONTE, SUUNDADE, KAUGUSSUHETE JA LAIGULISUSE KIRJELDAMINE.
Joonte tihedus. Laigulisus. Struktuuriindeksid. Suunad. Kaugused. Optimaalne tee. Ruumiline trend. Kanooniline trendpinna analüüs. Pindade kovariatsioon ja selle statistilised testid.

STATISTILINE MODELLEERIMINE [2L 2P 4i]
Parsimoonia. Statistilise modelleerimise etapid ja viisid. Lihtsad lineaarsed mudelid. Üldised lineaarsed mudelid. Üldistatud lineaarsed mudelid. Aegridade modelleerimine. Autokorrelatsioon ajas.

GEOSTATISTIKA [4L 4P 4i]
RUUMILINE AUTOKORRELATSIOON.
Mõju analüüsi tulemustele ja selle eemaldamine. Ruumilise autokorrelatsiooni kirjeldamine. Ühisloend-statistik. Morani I. Geary c. Korrelogramm. Autokorrelatsiooni olulisuse testid.
INTERPOLEERIMINE.
Silumine. Kriging. Iteratiivne interpoleerimine.
VARIOGRAAFIA.
h-scatterplot. Semivariogramm (variogramm). Variogrammi mudel. Kriging. Krigingu variandid. Pindandmete kovariatsioon. Ruumilise autokorrelatsiooni mõju muutujate kovariatsioonile. Rist-variogramm ja rist-korrelogramm.

PAIKNEMISMUSTRITE GENEREERIMINE [2L 4P 2i]
INDIKATSIOON.
Bioindikatsiooni klassikalised meetodid. Statistiline kalibreerimine. Tõenäosuslik indikatioon. Indikaatortunnused distantsondeerimisel.
SOBIVUSPINNAD JA TÕENÄOSUSVÄLJAD.
Sobivuse kaardistamine. Tõenäosuste kaardistamine. Naabruse mõju arvestamine. Ümbruse kontrast. Ruumiline regressioon. Autokovariatsioon.
PUNKTMUSTRITE GENEREERIMINE.
Poissoni mets. Mittehomogeensed Poissoni protsessid. Neyman-Scotti protsess. Harvendusega protsess. Gibbsi protsessid. Lihtsad inhibitsiooniga protsessid. Gibbs sämpler. Autologistiline mudel Gibbs sämpleriga. Mitmeliigilised mustrid. Dünaamilised mustrid.
PINDADE GENEREERIMINE.
Pindade stohhastiline modelleerimine. Detailiseerimine.

TULEMUSTE ESITAMINE JA VISUALISEERIMINE [4S 10i]


Õppekirjandus

Internet
Isaaks, E. H., Srivastava, R. M. 1989. An Introduction to Applied Geostatistics. Oxford Univ. Press, New York, Oxford.
Jagomägi, T. 1999. Geoinfosüsteemid praktikutele. Regio, 191 lk.
Jongman, R. H., ter Braak C. J. F., van Tongren, O. F. R. Data Analysis in community and Landscape Ecology. Wageningen, 1987.
Kent, M., Coker, P. 1994. Vegetation Description and Analysis. A Practical Approach., Chichester et al. Wiley, 362 pp.
Rossi, R. E., D. J. Mulla, A. G. Journel and E. H. Franz. 1992. Geostatistical tools for modelling and interpreting ecological spatial dependence. Ecol. Monogr. 62, pp. 277-314.
Upton, G., Fingleton, B. 1985. Spatial data analysis by example. Vol 1. Point pattern and quantitative data. New York, Wiley, 409 pp.
Upton, G., Fingleton, B. 1989. Spatial data analysis by example. Vol 2. Categorical and directional data. New York, Wiley, 415 pp.
Guisan, A., Zimmermann, N. E. 2000. Predictive habitat distribution models in ecology. Ecological Modelling, vol. 135, No 2-3, pp.147-186.