Předmět Metody fyzické geografie 3 (Z8055)

Na serveru studentino.cz naleznete nejrůznější studijní materiály: zápisky z přednášek nebo cvičení, vzorové testy, seminární práce, domácí úkoly a další z předmětu Z8055 - Metody fyzické geografie 3, Přírodovědecká fakulta, Masarykova univerzita (MU).

Materiál	Typ	Datum	Počet stažení

Cíl

Studenti se naučí sestavit design svého výzkumu, zpracovat a analyzovat svá data tak, aby naplnili výzkumné otázky stanovené v zadání bakalářské či diplomové práce. Naučí se využívat dostupné zdroje biogeografických a ekologických dat a také tato data zpracovávat a analyzovat v dostupných softwarech (ArcGIS, R, SAM, Canoco, Statistica). Jednotlivé metody numerických analýz, které se hojně využívají v ekologii a biogeografii, budou představeny se zaměřením na potřeby studentů geografie, tedy v prostorovém kontextu. Cílem předmětu je, aby studenti byli schopni jednotlivé metody aktivně využívat a správně interpretovat jejich výsledky.

Osnova

1. Design ekologických a biogeografických studií – vlastní sběr dat (rozmístění vzorkovacích ploch v terénu, stratifikace pomocí GIS, zásady fytocenologického snímkování a mapování krajiny), zdroje dostupných dat (databáze a zdroje biologických dat, zdroje environmentálních dat).2. Typy dat a příprava pro numerické analýzy – kategoriální vs. kvantitativní data, příprava dat pro numerické analýzy (čištění dat, transformace, standardizace, EDA, kódování dat), software pro analýzy a úvod do jejich používání (Canoco, SAM, ArcGIS, Statistica, R, QGIS).3. GIS analýzy v biogeografii a ekologii – odvození environmentálních dat pomocí GIS, overlay algebra, digitální modely reliéfu - tvorba a odvození dalších parametrů (Heat load index, Topograpical wetness index), zonální statistiky, krajinné metriky.4. Alfa a Beta diverzita – měření alfa diverzity (Shannonův index diverzity), měření beta diverzity - indexy podobnosti/vzdálenosti (Jaccard, Sørensen, Bray-Curtis, βsim, Euklidovská vzdálenost, Hellingerova vzdálenost), výpočet matice vzdáleností, NMDS pro vizualizaci matice vzdáleností, interpretace matice vzdáleností.5. Numerická klasifikace – metody hierarchické klasifikace (Single linkage, Complete linkage, UPGMA, Wardova metoda, β flexible), nehierarchická klasifikace (k-means), prostorově omezená klasifikace. Vlastní výpočty (SAM, Statistica, R) a ukázky aplikací.6. Korelační a regresní analýza – výpočet korelačního koeficientu (Pearsonův a Spearmanův korelační koeficient), zásady pro tvorbu lineárního regresního modelu (LM), zobecněné lineární modely (GLM). Korelace matic vzdáleností (Mantel correlation). Vlastní výpočty (SAM případně R) a ukázky aplikací.7. Gradientová analýza – lineární vs. unimodální metody, přímá vs. nepřímá ordinační analýza, Principal Component Analysis (PCA), Redundancy Analysis (RDA), Canonical Corespondence Analysis (CCA), Detrended Correspondence Analysis (DCA), Principal Coordinate Analysis (PCoA). Testování proměnných (Monte Carlo permutační test), kovariáty a parciální ordinace, rozklad variance (R2 a adjustovaný R2), výběr vysvětlujících proměnných (Forward selection), výpočet (CANOCO příp. R) a ukázky aplikací.8. CART a Random forests - klasifikační a regresní stromy (ukázky použití), Random forests pro prediktivní modelování a měření významnosti proměnných, evaluace modelu (k-fold cross-validation, bootstrapping).9. Prostorová autokorelace – měření u jednorozměrných dat (Moran’s I), měření u vícerozměrných dat (Mantel correlation), vliv na výsledky analýz, možnosti vyjádření prostorové blízkosti v numerických analýzách (XY, polynomy, PCNM, MEM proměnné), příklady použití, prostorové metody v SAM.10. Diskuse – příklady aplikací metod, diskuse nad vlastními výsledky (bakalářské, diplomové práce).

Literatura

doporučená literaturaLEGENDRE, Pierre a Louis LEGENDRE. Numerical ecology. 2rd engl. ed. Amsterdam: Elsevier, 2012. xvi, 990 s. ISBN 9780444538680. infoBORCARD, Daniel, Francois GILLET a Pierre LEGENDRE. Numerical ecology with R. New York: Springer, 2011. xi, 306 p. ISBN 9781441979759. infoPEKÁR, Stanislav a Marek BRABEC. Moderní analýza biologických dat :zobecněné lineární modely v prostředí R. 1. vyd. Praha: SCIENTIA, 2009. x, 225 s. ISBN 978-80-86960-44-9. infoFORTIN, Marie-Josee a Mark R. T. DALE. Spatial analysis :a guide for ecologists. Cambridge, N.Y.: Cambridge University Press, 2005. xiii, 365. ISBN 0-521-00973-1. infoLEPŠ, Jan a Petr ŠMILAUER. Multivariate analysis of ecological data using CANOCO. Cambridge: Cambridge University Press, 2003. xi, 269 s. ISBN 0-521-81409-X. infoCHYTRÝ, Milan , Tomáš KUČERA , Martin KOČÍ , Vít GRULICH , Pavel LUSTYK , Kateřina ŠUMBEROVÁ , Jiří SÁDLO , Zdenka NEUHÄUSLOVÁ , Michal HÁJEK , Kamil RYBNÍČEK , František KRAHULEC , Andrea KUČEROVÁ, Jiří KOLBEK a Štěpán HUSÁK. Katalog biotopů České republiky. Druhé vydání. 2. vyd. Praha: Agentura ochrany přírody a krajiny ČR, 2010. 445 s. Katalog biotopů České republiky. ISBN 978-80-87457-02-3. info

Požadavky

Absolvování předmětu je doporučeno všem studentům se zájmem o biogeografii a (krajinnou) ekologii počínaje 3. ročníkem bakalářského studia. Je ovšem vhodný i pro zájemce o jinak zaměřené prostorové analýzy, neboť mnohé metody jsou obecně použitelné. Z formálních důvodů je potřeba, aby bakalářští studenti požádali při zápisu o výjimku, která bude automaticky schválena.Předpokladem k absolvování předmětu je pouze úspěšné absolvování předmětu Krajinná ekologie a zájem o fyzickogeografický výzkum.

Garant

prof. RNDr. Rudolf Brázdil, DrSc.

Vyučující

RNDr. Jan DivíšekRNDr. Martin Culek, Ph.D.