Kontext und Methodik
Intensive Garnelenzucht
Die Garnelenzucht ist weltweit ein bedeutender Industriezweig, wobei der Markt für billige Zuchtgarnelen von Jahr zu Jahr wächst. Aufgrund des gestiegenen globalen Konsums und der gleichzeitig gesunkenen Kosten hat die kommerzielle Garnelenzucht in vielen Ländern weltweit rapide zugenommen. Garnelenzucht wird hauptsächlich entlang der Küste betrieben. Teiche werden mit Salzwasser gefüllt, um darin Garnelen zu züchten. Traditionell werden Garnelenteiche in Mangrovenwäldern errichtet, wo wilde Garnelen natürlich vorkommen. Dies führt dazu, dass die Mangroven, die als Puffer bei Anstieg des Meeresspiegels dienen, durch die kommerzielle Zucht zerstört werden.
Zur Steigerung der Produktivität erhöhen die Züchter oftmals die Garnelendichte in den Teichen und verwenden Antibiotika und Pestizide, um die Sterberate der Garnelen zu senken. Zudem werden die Algen abgetötet, die durch die hohe Nitratkonzentration entstehen, die wiederum das Ergebnis der hohen Dichte und des Fütterungsplans ist. In solchen Farmen sind die Garnelen dicht an dicht gedrängt und leben in ihren eigenen Exkrementen. Vor der Ernte werden die Chemikalien aus den Teichen abgelassen, wobei mit Antibiotika versetztes Wasser in die Flüsse und Kanäle der Umgebung gepumpt wird. Die Garnelen werden einige Wochen lang in sauberen Teichen gehalten, um die Chemikalien aus ihrem System zu entfernen. Anschließend werden Sie geerntet und an Konsumenten weltweit verschifft.
Garnelenzucht in Costa Rica
Costa Rica ist geprägt von Gebirgsketten und tropischem Klima mit reichen Süßwasserressourcen. Das Land verfügt über eine marine ausschließliche Wirtschaftszone von nahezu 600.000 km², wodurch es optimal für die Entwicklung von Aquakulturen und damit für die Garnelenzucht geeignet ist.
Die anfängliche Garnelenzucht in den Jahren 2009 bis 2015 war geprägt von Krankheiten, einer geringen technischen Qualifizierung der Züchter und geringem Umweltschutz bei gleichzeitig wenig lokalem Handel und starkem Wettbewerb von Züchtern aus Südostasien. Seit 2018 hat die dortige Branche jedoch eine ökologische Lieferkette entwickelt, die nach den europäischen Vorschriften für die Bio-Zucht zertifiziert wurde. Zahlreiche Großbetriebe und die Mehrheit der Kleinbauern sind der Initiative beigetreten und betreiben nun Bio-Garnelenfarmen.
Dies führte dazu, dass in Costa Rica ein Protokoll für die ökologische Erzeugung entwickelt wurde. Nauplien (Garnelenlarven) und Futter in Bioqualität wurden beschafft und einige der Brutstationen stellten auf ökologische Erzeugung um. Die Bauern wurden in Techniken der ökologischen Aufzucht geschult, sodass sie nun Bio-Garnelen erzeugen, vertreiben und vermarkten. Die logische Konsequenz des stark wachsenden Bio-Marktes ist, dass die ortsansässigen Bauern – die zumeist auf Fischerei und Tourismus als Lebensunterhalt angewiesen sind – die Errichtung neuer Farmen und Teiche in Betracht ziehen, um so vom globalen Interesse und insbesondere der Nachfrage nach ökologisch erzeugten Garnelen zu profitieren.
Eignungsmodell
Sie verwenden den in ArcGIS Pro enthaltenen Eignungsmodellierer, um neue potenzielle Zuchtstandorte im Golf von Nicoya in Costa Rica zu bestimmen.
Die Entwicklung eines Eignungsmodells stellt einen gängigen GIS-Ansatz dar, um auf Grundlage bestimmter Kriterien die besten Standorte für eine Zucht zu ermitteln. In diesem Modell verwenden Sie fünf Eignungskriterien:
- Unmittelbare Nähe zu Salzwasser, welches für die Aufzucht von Garnelen benötigt wird. In diesem Kontext bedeutet dies die Nähe zum Golf von Nicoya, der in den Pazifik übergeht.
- Standort mit bestimmten Landnutzungsarten: Am besten eignet sich Land, das aktuell von Buschwerk/Sträuchern bedeckt ist oder landwirtschaftlich genutzt wird. Mangrovenwälder sollen vermieden werden.
- Zugang zum Straßennetz für den Transport der Garnelen zu Verarbeitungsanlagen und für die Vermarktung
- Nähe zu Flüssen, damit die Garnelenteiche regelmäßig mit Süßwasser geflutet werden können
- Lage in oder nahe von Gebieten, die vor Passatwinden aus Norden und Süden geschützt sind
Mit dem ArcGIS Pro Eignungsmodellierer haben Sie folgende Möglichkeiten:
- Erstellen einer Eignungskarte, die auf Grundlage dieser fünf Kriterien die Gebiete mit der höchsten Eignung zeigt
- Bestimmen der fünf besten potenziellen Standorte für die Garnelenzucht anhand der Eignungskarte
Die Erstellung eines Eignungsmodells besteht aus vier Hauptschritten:
- Ermitteln und Vorbereiten der Kriteriendaten
- Transformieren der Werte der einzelnen Kriterien nach einem gemeinsamen Eignungsmaßstab
- Gewichten der Kriterien im Verhältnis zueinander und Kombinieren der Kriterien, um eine Eignungskarte zu erstellen
- Bestimmen der Gebiete, die den Kriterien am besten entsprechen
Bislang haben Sie Grundlegendes über die Garnelenzucht in Costa Rica erfahren und die Kriterien für das Eignungsmodell geprüft, mit dem Sie neue potenzielle Zuchtstandorte im Golf von Nicoya bestimmen werden.
Daten zur Eignung von Garnelenfarmen erkunden
Sie laden nun die Daten herunter und richten das Projekt ein. Anschließend analysieren Sie die Daten-Layer.
Erste Schritte
Die in diesem Lernprogramm verwendeten Daten-Layer werden in ArcGIS Online gehostet. Laden Sie zunächst einen ZIP-Ordner herunter, der das ArcGIS Pro-Projekt mit den für diese Lektion erforderlichen Daten enthält.
- Laden Sie ShrimpFarm.zip herunter.
Hinweis:
Je nach Webbrowser werden Sie möglicherweise vor dem Herunterladen aufgefordert, den Speicherort der Datei auszuwählen. In den meisten Browsern werden heruntergeladene Dateien standardmäßig im Ordner Downloads gespeichert.
- Suchen Sie die Datei ShrimpFarm.zip, und entpacken Sie sie am gewünschten Speicherort auf Ihrem Computer.
- Doppelklicken Sie am Speicherort der entpackten Datei auf die Datei Shrimpfarm.aprx.
Hinweis:
Wenn auf Ihrem Computer die Dateierweiterungen nicht angezeigt werden (.aprx), können Sie die Datei anhand des Symbols erkennen.
- Wenn ArcGIS Pro geöffnet wird und Sie dazu aufgefordert werden, melden Sie sich bei Ihrem ArcGIS-Konto an.
Hinweis:
Wenn Sie über keinen Zugriff auf ArcGIS Pro oder über kein ArcGIS-Organisationskonto verfügen, informieren Sie sich über die Optionen für den Zugriff auf die Software.
Die Anwendung wird geöffnet, und die Karte Golf von Nicoya wird angezeigt.
Die Karte enthält den Layer LandCover, den Layer Hillshade, der einen Eindruck von der Höhe der Region vermittelt, und den Layer GulfWater für das Golfgewässer, das in Dunkelblau dargestellt ist. Als Hintergrund wird die Grundkarte Weltweite Bilddaten angezeigt.
- Sehen Sie sich den Bereich Inhalt an.
Hier werden verschiedene andere Layer angezeigt, die Sie für die in diesem Lernprogramm durchgeführte Eignungsanalyse benötigen. Sehen Sie sich nun diese Layer an.
Hinweis:
Alle Quelldaten-Layer wurden auf die Ausdehnung des Untersuchungsgebiets zugeschnitten.
Die Kriterien-Layer erkunden
Sie beginnen mit der Erkundung des Layers LandCover.
- Blenden Sie im Bereich Inhalt den Layer LandCover ein.
Dieser Layer enthält verschiedene Arten von Bodenbedeckungskategorien. Einige Kategorien sind für die Garnelenzucht besser geeignet als andere. Zudem sind die Kategorien in unterschiedlichem Maße für die Garnelenzucht geeignet. "Buschwerk/Sträucher" und "Landwirtschaft" sind die am besten geeigneten Kategorien, gefolgt von "Unfruchtbar/Minimale Vegetation", "Grünland" und "Nadelbaumwald", Kategorien, die mäßig geeignet sind, und "Mangrove", "Stadtgebiet" und "Gewässer", Kategorien, die am wenigsten geeignet sind.
In Küstennähe gibt es viele Mangroven (in Dunkelgrün symbolisiert). Bei einer Mangrove handelt es sich um einen Strauch oder kleinen Baum, der in küstennahem Salz- oder Brackwasser wächst. Eine Mangrove ist salztolerant und an das Leben in rauen Küstengewässern angepasst. Mangrovenwälder bieten Schutz bei Wirbelstürmen und sind wichtig, um die Auswirkungen des Klimawandels abzumildern. Wie bereits erwähnt, will die Regierung von Costa Rica die Mangroven schützen und die Garnelenzucht aus den Mangroven verdrängen.
Hinweis:
Bodenbedeckungs-Raster werden in der Regel aus multispektralen Bilddaten abgeleitet, wobei Bildklassifizierungsverfahren zur Bestimmung der Bedeckungsarten auf der Grundlage der jeweiligen Spektralsignaturen eingesetzt werden. Ein Beispiel für einen Klassifizierungs-Workflow dieser Art finden Sie im Lernprogramm Versiegelte Flächen aus Spektralbilddaten berechnen.
Andere Layer in diesem Lernprogramm wurden auch aus Fernerkundungsdaten abgeleitet, z. B. GulfWater, NorthSouthSheltered und Hillshade.
- Vergrößern und verkleinern Sie die Ansicht mit dem Mausrad, um den Layer LandCover weiter zu erkunden.
- Blenden Sie zum Schluss den Layer LandCover im Bereich Inhalt aus. Klicken Sie auf den Layer LandCover, und wählen Sie Auf Layer zoomen aus.
- Deaktivieren und aktivieren Sie den Layer GulfWater, um dessen Ausdehnung besser zu visualisieren.
Für die Teiche, in denen Garnelen gezüchtet werden, wird Salzwasser benötigt. Da Salzwasser im Golf vorkommt, muss mit dem Eignungsmodell dafür gesorgt werden, dass sich die Standorte für die neuen Farmen möglichst nah an der Golfküste (jedoch möglichst nicht in den geschützten Mangroven) befinden. Im Folgenden machen Sie sich mit dem Straßennetz vertraut.
- Aktivieren Sie im Bereich Inhalt den Layer Roads. Analysieren Sie den in Dunkelgrau symbolisierten Layer.
Garnelenzüchter müssen ihre Garnelen zu Verarbeitungsanlagen und zum Verkauf und zur Weiterverteilung auf die Märkte bringen. Daher werden Standorte mit Zugang zum Straßennetz bevorzugt.
- Deaktivieren Sie zum Schluss den Layer Roads im Bereich Inhalt. Klicken Sie ggf. mit der rechten Maustaste auf Landcover, und wählen Sie Auf Layer zoomen aus.
Als Nächstes erkunden Sie den Layer Rivers.
- Aktivieren Sie im Bereich Inhalt den Layer Rivers. Analysieren Sie den in Mittelblau symbolisierten Layer.
Für die Garnelenzucht ist zum regelmäßigen Spülen der Teiche ein Zugang zu Süßwasser erforderlich, sodass die Nähe zu einem Fluss sehr wünschenswert ist.
- Deaktivieren Sie zum Schluss den Layer Rivers im Bereich Inhalt. Klicken Sie ggf. mit der rechten Maustaste auf Landcover, und wählen Sie Auf Layer zoomen aus.
Abschließend sehen Sie sich die windgeschützten Flächen näher an.
- Aktivieren Sie den Layer NorthSouthSheltered. Analysieren Sie den in Violett symbolisierten Layer.
Das Klima im Wassereinzugsgebiet im Golf von Nicoya wird von Windmustern, Temperatur und Niederschlag bestimmt. Vor allem die Passatwinde aus Norden und Süden haben großen Einfluss und müssen vermieden werden. Das bedeutet, dass Garnelenfarmen in diesem Gebiet in Bereichen liegen sollten, in denen sie vor diesen Winden geschützt sind.
- Deaktivieren Sie zum Schluss den Layer NorthSouthSheltered im Bereich Inhalt. Klicken Sie ggf. mit der rechten Maustaste auf Landcover, und wählen Sie Auf Layer zoomen aus.
Als Nächstes untersuchen Sie Entfernungsraster, die aus den bisher erkundeten Layern abgeleitet wurden.
Die Entfernungsraster erkunden
In Ihrem Eignungsmodell können Sie den Layer "LandCover" direkt verwenden, da den verschiedenen Landbedeckungsarten verschiedene Eignungsgrade zugewiesen werden. So weist beispielsweise "Buschwerk/Sträucher" einen sehr hohen Eignungsgrad auf, "Mangrove" dagegen einen sehr geringen.
Aufgrund anderer Kriterien müssen Sie jedoch einen abgeleiteten Raster-Layer erstellen. Für das Kriterium "Salzwasser" gilt beispielsweise nicht, dass nur ein Standort direkt am Golf geeignet ist und ein anderer Standort nicht. Vielmehr ändert sich der Eignungsgrad schrittweise. Je näher ein Standort am Golf liegt, desto besser ist er geeignet. Je größer die Entfernung zum Golf, umso weniger geeignet ist ein Standort. Das bedeutet, dass der Grad der Eignung eines Standorts davon abhängt, wie weit er vom Golf entfernt ist. Um diesen Entfernungswert zu ermitteln, müssen Sie ein Entfernungsraster erstellen, das angibt, wie weit die einzelnen Standorte vom Golf entfernt sind. Entsprechend müssen Sie auch Entfernungsraster für Straßen, Flüsse und das Windschutzkriterium ableiten. Diese Entfernungsraster werden im Eignungsmodell verwendet.
Da es in diesem Lernprogramm nicht um die Aufbereitung der Daten geht, wurden diese abgeleiteten Raster bereits für Sie erstellt.
- Blenden Sie im Bereich Inhalt den Gruppen-Layer Processed ein, und identifizieren Sie die vier Entfernungsraster, deren Namen mit Dist_ beginnen.
- Aktivieren Sie den Layer Dist_Salty_Water, und blenden Sie ihn ein.
Der Legende können Sie entnehmen, dass die verschiedenen Standorte im Untersuchungsgebiet zwischen 0 und 14.344,8 Meter (oder 14,344 Kilometer) vom Golf entfernt sein können. Vergewissern Sie sich auf der Karte, dass die niedrigen Werte (dunkelblau) näher am Golf liegen und die höheren Werte (hellblau) weiter entfernt sind.
- Klicken Sie auf einige Standorte, sodass der Entfernungswert im Pop-up angezeigt wird.
- Schließen Sie den Bereich "Pop-up". Blenden Sie im Bereich Inhalt den Layer Dist_Salty_Water aus.
- Sehen Sie sich selbständig die anderen Entfernungs-Layer an, mit denen Folgendes dargestellt wird:
- Entfernung zu Straßen (Dist_Roads)
- Entfernung zu Flüssen (Dist_Rivers)
- Entfernung zu windgeschützten Flächen (Dist_Sheltered)
Sie können auch die ursprünglichen Layer Roads, Rivers, und NorthSouthSheltered aktivieren, um besser verstehen zu können, welcher Zusammenhang zwischen ursprünglichen und abgeleiteten Layern besteht. Beispiel: Dist_Roads und Roads.
- Wie Sie sehen, weist jeder Layer einen anderen Entfernungsbereich auf.
Dist_Roads liegt beispielsweise im Bereich zwischen 0 und 4,7 Kilometer und Dist_Rivers zwischen 0 und fast 22 Kilometer. Diese Bereiche müssen Sie später in einen gemeinsamen Maßstab umwandeln, um sie in Ihrem Eignungsmodell kombinieren zu können.
- Deaktivieren Sie alle Entfernungs-Layer, wenn Sie fertig sind. Vergewissern Sie sich, dass Roads, Rivers und NorthSouthSheltered ebenfalls deaktiviert sind.
- Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf Landcover, und wählen Sie Auf Layer zoomen aus.
Hinweis:
Im Folgenden finden Sie einige Hinweise, für den Fall, dass Sie solche Entfernungsraster mit Ihren eigenen Daten erstellen möchten. Die in diesem Lernprogramm verwendeten vier Entfernungs-Layer wurden unter Verwendung des Werkzeugs Entfernungsakkumulation (Spatial Analyst) generiert. Um beispielsweise das Raster Dist_Roads zu generieren, wird mit dem Werkzeug die geradlinige oder euklidische Entfernung der einzelnen Zellen im Raster zum Golf gemäß der Darstellung durch den Layer GulfWater berechnet.
Außerdem ist nur das Land um den Golf und nicht der Golf selbst von Interesse. Daher wurde der Layer ShoreLineMaskRaster als Analysemaske festgelegt. Das bedeutet, dass nur den Zellen innerhalb der Form ShoreLineMaskRaster ein Entfernungswert zugewiesen wurde. Darüber hinaus ist es wichtig, für alle Entfernungsraster die gleiche Zellengröße zu verwenden, da dies bei der Eignungsanalyse hilfreich ist.
Wie von einigen Anwendern gewünscht, erhalten Sie im Folgenden weitere Informationen rund um den Layer Roads. Legen Sie im Werkzeug Entfernungsakkumulation auf der Registerkarte Parameter Folgendes fest:
- Wählen Sie für Eingabe-Raster oder Feature-Quelldaten den Feature-Layer Roads aus.
- Geben Sie unter Entfernungs-Akkumulations-Raster den Namen Dist_Roads ein.
- Lassen Sie die übrigen Parameter leer.
- Wählen Sie auf der Registerkarte Umgebungen für Ausdehnung, Maske und das Fang-Raster die Option ShoreLineMaskRaster aus.
- Geben Sie für Zellengröße den Wert 30 (Meter) ein.
- Aktivieren Sie im Bereich Inhalt den Layer ShoreLineMaskRaster, um dessen Ausdehnung und Form anzuzeigen. Schließen Sie ihn, wenn Sie fertig sind.
- Speichern Sie das Projekt.
Hinweis:
Möglicherweise werden Sie in einer Meldung gewarnt, dass Sie nach dem Speichern der Projektdatei in der aktuellen ArcGIS Pro-Version die Datei nicht mehr in einer früheren Version öffnen können. Wenn diese Meldung angezeigt wird, klicken Sie auf Ja, um fortzufahren.
Sie haben jetzt das Projekt eingerichtet und die Kriterien-Layer erkundet. Als Nächstes beginnen Sie mit der Erstellung des Eignungsmodells.
Das Eignungsmodell entwickeln und die Layer transformieren
Nachdem Sie die Kriterien und Layer für die Eignung für Garnelenfarmen erkundet haben, können Sie jetzt damit beginnen, ein Eignungsmodell mithilfe des Eignungsmodellierers zu erstellen, um die fünf besten potenziellen Standorte für neue Garnelenfarmen zu ermitteln.
Der Eignungsmodellierer basiert auf der Grundannahme, dass die Konstruktion eines Modells ein iterativer, dynamischer Prozess ist. Bei der Erstellung des Modells interagieren Sie mit Bereichen, Plots und Karten und erhalten umgehend ein Feedback, das Ihnen hilft, Entscheidungen beispielsweise im Hinblick auf die Festlegung von Modellparametern zu treffen und zu sehen, wie sich diese Entscheidungen auf die Endergebnisse auswirken.
Die Erstellung eines Eignungsmodells erfolgt in folgenden Schritten:
- Identifizieren der Kriterien
- Transformieren der Werte der einzelnen Kriterien in einen gemeinsamen Maßstab
- Gewichten der Kriterien im Verhältnis zueinander und Kombinieren der Kriterien, um eine Eignungskarte zu erstellen
- Bestimmen der Gebiete, die den Kriterien am besten entsprechen
Das Modell erstellen und die Kriterien hinzufügen
Sie beginnen mit der Erstellung des Modells, und fügen die Kriterien hinzu.
- Klicken Sie im Menüband auf der Registerkarte Analyse in der Gruppe Workflows auf Eignungsmodellierer.
Der Bereich Eignungsmodellierer wird angezeigt. Sie sehen die Registerkarten Einstellungen, Eignung, Suchen und Quellen.
- Vergewissern Sie sich, dass die Registerkarte Einstellungen im Bereich Eignungsmodellierer aktiv ist, und aktualisieren Sie die folgenden Parameter:
- Geben Sie für Modellname ShrimpFarm ein.
- Stellen Sie sicher, dass Modelleingabetyp auf Kriterien festgelegt ist.
- Stellen Sie sicher, dass Eignungsmaßstab festlegen auf 1 bis 10 festgelegt ist.
- Vergewissern Sie sich, dass Gewichtung nach auf Multiplikator festgelegt ist.
- Ersetzen Sie für Ausgabe-Eignungsraster den Eintrag Suitability_map (am Ende von ShrimpFarm.gdb\) durch NicoyaSuitability.
- Klicken Sie auf dem Menüband der Registerkarte Eignungsmodellierer in der Gruppe Eignungsmodell auf Speichern.
Hinweis:
Wenn Sie die Arbeit unterbrechen und ArcGIS Pro schließen möchten, können Sie dieses Projekt jederzeit wieder öffnen und das Modell wieder aufrufen. Öffnen Sie Eignungsmodellierer, und klicken Sie auf die Schaltfläche Durchsuchen beim Namen des Modells. Navigieren Sie zu Ordner > ShrimpFarm > ShrimpFarm.sam > ShrimpFarm, und klicken Sie auf OK. Fahren Sie dann dort fort, wo Sie aufgehört haben.
- Überprüfen Sie im Bereich Inhalt, ob ein neuer Gruppen-Layer mit dem Namen ShrimpFarm hinzugefügt wurde.
Er ist aktuell leer.
- Klicken Sie im Bereich Eignungsmodellierer auf die Registerkarte Eignung.
Diese Registerkarte enthält die Tabelle Kriterien. Sie fügen die Kriterien für das Modell der Tabelle hinzu.
Denken Sie daran, dass die am besten geeigneten Flächen für Biogarnelenfarmen durch folgende fünf Kriterien definiert werden:
- Unmittelbare Nähe zu Salzwasser, d. h. zum Golf von Nicoya
- Standort mit bestimmten Landnutzungsarten: Am besten eignet sich Land, das aktuell von Buschwerk/Sträuchern bedeckt ist oder landwirtschaftlich genutzt wird. Mangrovenwälder sollen vermieden werden.
- Zugang zum Straßennetz für den Transport der Garnelen zu Verarbeitungsanlagen und die Vermarktung
- Nähe zu Flüssen, damit die Garnelenteiche regelmäßig mit Süßwasser geflutet werden können
- Lage in oder nahe von Gebieten, die vor Passatwinden aus Norden und Süden geschützt sind
Sie fügen die fünf relevanten Raster-Layer für diese Kriterien hinzu.
- Klicken Sie im Bereich Eignungsmodellierer unter Kriterien neben Eingabe-Raster auf die Schaltfläche Raster-Kriterien als Layer aus der Inhaltsliste hinzufügen.
- Aktivieren Sie in der Layer-Liste Kriterien die Kontrollkästchen der folgenden Layer:
- Dist_Salty_Water
- Dist_Roads
- Dist_Rivers
- Dist_Sheltered
- LandCover
- Klicken Sie in der Layer-Liste Kriterien auf Hinzufügen.
- Überprüfen Sie, ob im Bereich Eignungsmodellierer unter Kriterien die fünf Kriterien-Layer zur Liste hinzugefügt wurden.
- Überprüfen Sie, ob der Gruppen-Layer ShrimpFarm im Bereich Inhalt aktiviert und eingeblendet ist und ob die fünf Kriterien-Layer erfolgreich hinzugefügt wurden.
Hinweis:
Wenn Sie einen Layer versehentlich hinzugefügt haben, können Sie ihn aus dem Bereich Inhalt entfernen. Klicken Sie unter ShrimpFarm mit der rechten Maustaste auf den Layer und dann auf Entfernen.
In diesem Gruppen-Layer werden alle für das Modell relevanten Layer gespeichert, und weitere werden im Laufe des Workflows hinzugefügt.
In diesem Abschnitt haben Sie ein Eignungsmodell erstellt und diesem fünf Kriterien-Layer hinzugefügt.
Informationen zu verschiedenen Raster-Typen
Als Vorbereitung auf die nächsten Schritte des Workflows ist es wichtig, einige Informationen zu verschiedenen Raster-Typen zu erhalten.
Sie möchten alle diese Kriterien im Eignungsmodell miteinander kombinieren. Dazu müssen Sie jedoch zunächst jedes Kriterium in einen einheitlichen Eignungsmaßstab von 1 bis 10 konvertieren, damit sie alle den gleichen Einfluss auf das Modell haben. Dem am günstigsten angesehenen Wert innerhalb eines Kriteriums wird eine 10 zugewiesen, dem am wenigsten erwünschten Wert eine 1. Diese Transformation kann je nach Raster-Typ und Bedeutung des Kriteriums unterschiedlich erfolgen.
Eine wichtige Unterscheidung der Raster-Typen ist die zwischen kontinuierlichen und kategorisierten Rastern. Dist_Salty_Water ist zum Beispiel ein kontinuierliches Raster: Es hat einen numerischen Wertebereich für Entfernungen von 0 bis 14.344,8 Metern, und die Zellen können jeden Dezimalwert innerhalb dieses Bereichs haben. Genauso sind Dist_Roads, Dist_Rivers und Dist_Sheltered kontinuierliche Raster. LandCover hingegen ist ein kategorisiertes Raster: Die Zellen weisen Werte auf, die Kategorien wie "Mangrove" oder "Grünland" darstellen, und es gibt nur 11 mögliche Kategorien für dieses Raster.
Hinweis:
Bei kontinuierlichen Daten haben die Werte eine relative Bedeutung zueinander. So ist beispielsweise eine Entfernung von 50 Metern zu einer Straße halb so weit wie eine Entfernung von 100 Metern. Bei Kategoriedaten gibt es diese Art von Beziehungen zwischen den Werten nicht. Eine Landnutzung von 10 (Mangrove) entspricht nicht der Hälfte der Landnutzung von 20 (Stadtgebiet).
Kontinuierliche Raster werden generell durch Gleitkommawerte dargestellt, kategorische Raster dagegen durch Ganzzahlen.
Die Transformation für kontinuierliche und kategorisierte Raster wird unterschiedlich gehandhabt. Zudem erfahren Sie mehr zu zwei verschiedenen Arten der Transformation von kontinuierlichen Rastern, und zwar basierend auf den spezifischen Daten, die sie darstellen: Anwendung einer kontinuierlichen Funktion oder eines Klassenbereichs.
| Layer-Name | Typ | Transformationsmethode |
|---|---|---|
Dist_Salty_Water | Kontinuierlich | Kontinuierliche Funktionen |
LandCover | Kategorie | Eindeutige Kategorien |
Dist_Roads | Kontinuierlich | Klassenbereich |
Dist_Rivers | Kontinuierlich | Kontinuierliche Funktionen |
Dist_Sheltered | Kontinuierlich | Kontinuierliche Funktionen |
Kontinuierliche Daten transformieren
Sie beginnen mit der Transformation des kontinuierlichen Rasters Dist_Salty_Water. Dazu wenden Sie eine kontinuierliche Funktion an.
- Klicken Sie im Bereich Eignungsmodellierer unter Kriterien auf den Kreis neben dem Kriterium Dist_Salty_Water.
Der Kreis wechselt zu grün, und der Bereich "Transformation" wird angezeigt.
- Ändern Sie bei Bedarf die Größe des Bereichs "Transformation", und positionieren Sie ihn unter der Karte Golf von Nicoya, sodass Sie sowohl den Bereich als auch die Karte sehen können.
Im Bereich Inhalt im Gruppen-Layer ShrimpFarm wurden zwei zusätzliche Layer hinzugefügt: NicoyaSuitability und Transformed Dist_Salty_Water.
Der Layer Transformed Dist_Salty_Water zeigt den Layer Dist_Salty_Water an, der in einen Maßstab von 1 bis 10 transformiert wurde. Im Moment wird eine Standardtransformation verwendet. Der Layer NicoyaSuitability zeigt die Gesamtheit aller transformierten Kriterien-Layer an. Im Moment gibt es nur einen transformierten Layer. Somit ist NicoyaSuitability nur ein Duplikat von Transformed Dist_Salty_Water.
- Klicken Sie im Bereich Inhalt mit der rechten Maustaste auf Transformed Dist_Salty_Water, und wählen Sie Auf Layer zoomen aus. Stellen Sie sicher, dass Transformed Dist_Salty_Water aktiviert ist, und deaktivieren Sie NicoyaSuitability sowie alle anderen Layer im Gruppen-Layer ShrimpFarm.
Optimieren Sie im Bereich "Transformation" die auf den Layer Dist_Salty_Water angewendete Transformation.
- Überprüfen Sie den Inhalt des Bereichs "Transformation".
Der Bereich "Transformation" besteht aus drei Hauptabschnitten, die sämtliche Informationen zur Auswahl der am besten geeigneten Transformation enthalten. Der mittlere Abschnitt dient zur Angabe der Transformationsmethode – derzeit wird die Funktion MSSmall verwendet. Im Abschnitt rechts wird ein Transformationsplot und im Abschnitt links ein Eignungsplot angezeigt.
- Klicken Sie im Bereich "Transformation" auf der Registerkarte Kontinuierliche Funktionen auf die Dropdown-Liste Funktion, und überprüfen Sie die verfügbaren Funktionen. Stellen Sie sicher, dass MSSmall ausgewählt ist.
Da es sich bei dem Layer Dist_Salty_Water um ein kontinuierliches Raster handelt, wurde standardmäßig die Methode Kontinuierliche Funktionen MSSmall angewendet. Je nachdem, welche Daten vorliegen, sind möglicherweise andere in der Dropdown-Liste aufgeführten kontinuierliche Funktionen besser geeignet.
- Beobachten Sie den Plot Transformation of Dist_Salty_Water.
Der Plot zeigt, wie die Werte des ursprünglichen Rasters (X-Achse) in die Eignungswerte 1 bis 10 (Y-Achse) transformiert werden. Die Transformationsfunktion wird als blaue Linie dargestellt. Sie können zum Beispiel sehen, dass der ursprüngliche Wert von 5.737,9 (Metern) in eine Eignung von ungefähr 5 transformiert wird. Die Anwendung einer kontinuierlichen Funktion hat zur Folge, dass mit jedem Meter, den Sie sich vom Golf entfernen, der Präferenzwert kontinuierlich abnimmt, wobei die kürzeren Entfernungen wünschenswerter sind. Bei Verwendung der Funktion MSSmall werden die kürzeren Entfernungen mit der höchsten Eignung (d. h. mit dem Wert 10) gewertet, und nach etwa 4.500 Metern nimmt die Präferenz dann stark ab.
Die Balken des Plots zeigen ein Histogramm, das die relative Anzahl der Zellen für die verschiedenen Wertebereiche auf der X-Achse angibt. Die Balkenfarben spiegeln die Eignung wider: Grün entspricht der höchsten Präferenz und Rot der niedrigsten.
- Betrachten Sie den Plot Transformation of Dist_Salty_Water und den Karten-Layer.
Auf dem Plot und der Karte wird dieselbe Farbsymbolisierung verwendet.
- Klicken Sie auf der Karte auf mehrere Positionen im Interessenbereich, um deren Werte im Bereich Pop-up zu sehen. Wie erwartet, variieren diese zwischen 1 und 10. Schließen Sie den Bereich Pop-up.
- Überprüfen Sie im Bereich "Transformation" den Plot Eignungsverteilung.
Dieses Histogramm zeigt die Verteilung der Eignungswerte in der finalen Eignungskarte: Die X-Achse zeigt den Bereich der Eignungswerte (aktuell 1 bis 10), und die Y-Achse zeigt, wie viele Zellen den jeweiligen Werten zugewiesen wurden. Das Histogramm und die Eignungskarte werden bei jeder Änderung im Modell aktualisiert. Sie geben Aufschluss darüber, wie sich Änderungen in der jeweiligen Kriterientransformation auf die endgültige Ausgabe auswirken werden.
Sie erkunden nun verschiedene Transformationen, die auf Dist_Salty_Water angewendet werden können.
- Wählen Sie im Bereich "Transformation" für Funktion die Option Linear aus.
Die beiden Plots und die Karte werden aktualisiert.
- Überprüfen Sie den Plot Transformation of Dist_Salty_Water.
Die blaue Linie im Plot zeigt nun den Fortschritt einer typischen linearen Funktion an. Die Positionen, die näher am Wasser liegen, sind nun ungünstiger, und die Präferenz nimmt zu, je weiter Sie sich vom Wasser entfernen. Das ist nicht das, was Sie möchten, also kehren Sie die Transformation um.
- Aktivieren Sie im Bereich "Transformation" das Kontrollkästchen Funktion umkehren.
Die Transformation befindet sich jetzt wieder in der richtigen Richtung (kürzere Entfernungen werden bevorzugt). Der wesentliche Unterschied zur MSSmall-Transformation besteht darin, dass die Eignungswerte gleichmäßiger (linear) nach unten fallen.
- Betrachten Sie die Karte, um zu sehen, wie die Transformationen MSSmall und Linear den Layer Transformed Dist_Salty_Water verändern.
Sie können mehrmals zwischen den Funktionen wechseln.
- Erkunden Sie im Bereich "Transformation" einige der anderen Funktionen in der Dropdown-Liste Funktion, um ihre Auswirkungen zu sehen.
MSSmall ist für diesen Layer tatsächlich eine gute Wahl. Der Eignungswert nimmt mit zunehmender Entfernung von der Küste stark ab. Der starke Rückgang sollte jedoch früher erfolgen, denn die Garnelenfarm sollte möglichst nahe an der Küste liegen, um direkten Zugang zu Salzwasser zu erhalten. Dies erreichen Sie mit dem Parameter Mittelwertmultiplikator.
- Wählen Sie im Bereich "Transformation" die Funktion MSSmall aus der Dropdown-Liste Funktion aus.
- Geben Sie für Mittelwertmultiplikator den Wert 0.2 ein, und klicken Sie auf eine beliebige Stelle im Bereich, um das Modell zu aktualisieren.
Der starke Rückgang tritt nun sowohl im Transformationsplot als auch auf der Karte viel früher auf. Flächen in Meeresnähe werden am stärksten bevorzugt (grün), während weiter entfernt liegende Flächen schnell auf weniger bevorzugte Werte abfallen (gelb und rot).
In diesem Abschnitt haben Sie gesehen, wie Sie mit dem Eignungsmodellierer dynamisches Feedback zu Ihren Transformationsentscheidungen mit Schwerpunkt auf kontinuierlichen Funktionen erhalten. Im nächsten Abschnitt erkunden Sie kategorische Transformationen.
Landbedeckung in eindeutige Kategorien transformieren
Als Nächstes transformieren Sie das zweite Kriterium LandCover in einen gemeinsamen Maßstab. Bestimmte Landbedeckungstypen sind für das Anlegen von Garnelenteichen besser geeignet als andere.
- Markieren Sie im Bereich Eignungsmodellierer unter Kriterien den Kreis neben dem Kriterium LandCover.
Hinweis:
Die Schaltfläche wird grün. Damit wird angegeben, dass das Kriterium das aktive Kriterium im Bereich Transformation ist. Die Schaltfläche wird grau, sobald das Kriterium transformiert wurde. Dann ist es nicht mehr im Bereich Transformation aktiv.
Die Bereiche Transformation und Inhalt werden aktualisiert.
- Überprüfen Sie im Bereich Inhalt den Gruppen-Layer ShrimpFarm.
Ein zusätzlicher Layer mit dem Namen Transformed LandCover wurde hinzugefügt. Der Layer NicoyaSuitability weist jetzt einen Bereich von 2 bis 20 auf, da er die ersten beiden Kriterien kombiniert.
- Stellen Sie sicher, dass Transformed LandCover aktiviert ist. Deaktivieren Sie alle anderen Layer im Gruppen-Layer ShrimpFarm.
- Erkunden Sie den Bereich "Transformation".
Da es sich bei LandCover um Kategoriedaten handelt, wurde standardmäßig die Transformationsmethode Eindeutige Kategorien angewendet. In den Tabellenspalten Klasse und Kategorie werden der numerische Wert und die Namen der einzelnen Landbedeckungstypen angegeben. Die Spalte Eignung zeigt das Ergebnis der angewendeten Eins-zu-eins-Transformationsmethode an: jeder Landbedeckungskategorie wird ein Eignungswert zugewiesen, der darauf basiert, wie geeignet sie für die Zuchtanlage einer Garnelenfarm ist. Die Eignungswerte wurden zunächst blind in der Reihenfolge zugewiesen, in der die Klassen aufgelistet sind. Als Nächstes geben Sie die gewünschten Werte ein.
Deaktivieren Sie Automatische Berechnung, um zu verhindern, dass der Eignungsmodellierer bei der Änderung eines einzelnen Wertes sofort eine Aktualisierung vornimmt.
- Deaktivieren Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Eignungsmodellierer in der Gruppe Eignungsanalyse die Option Automatische Berechnung.
- Aktualisieren Sie in der Tabelle Eindeutige Kategorien die Eignung für jede Kategorie.
Weisen Sie die gewünschten Eignungswerte anhand der folgenden Tabelle zu.
Kategorie Eignung Nadelbaumwald
4
Buschwerk/Sträucher
9
Weideland
4
Unfruchtbar/Minimale Vegetation
5
Landwirtschaft, allgemein
6
Landwirtschaft, Reisfeld
6
Feuchtgebiet
3
Mangrove
1
Water
1
Stadtgebiet, hohe Dichte
1
Stadtgebiet, mittlere bis geringe Dichte
1
Den am besten geeigneten Landbedeckungstypen wie Buschwerk/Sträucher und Landwirtschaft werden höhere Werte zugewiesen, den am wenigsten geeigneten die niedrigsten Werte.
- Klicken im Menüband auf der Registerkarte Eignungsmodellierer in der Gruppe Eignungsanalyse auf Berechnen, und aktivieren Sie Automatische Berechnung.
Die neuen Eignungswerte werden nun auf die LandCover-Typen angewendet, und nachfolgende Berechnungen werden automatisch durchgeführt, wenn eine Änderung an den Modellparametern vorgenommen wird. Überprüfen Sie die aktualisierten Plots und Layer.
- Erkunden Sie im Bereich Transformation das aktualisierte Balkendiagramm Transformation of LandCover.
Die Farben des Transformations-Balkendiagramms veranschaulichen die Eignungspräferenz für den jeweiligen Landnutzungstyp. Die grünen Balken stehen für die am meisten bevorzugten Landnutzungstypen, während die roten Balken die niedrigsten Eignungswerte darstellen. Die Höhe der Balken gibt die Anzahl der Raster-Zellen für die jeweilige Landnutzung an. Höhere Balken zeigen an, dass die Landnutzung eine größere Fläche innerhalb des Untersuchungsgebiets abdeckt und häufiger vorkommt.
- Erkunden Sie auf der Karte den Layer Transformed LandCover.
Beachten Sie die roten Flächen entlang der Küste. Sie stellen Mangrovenwälder und städtische Flächen dar und sind am wenigsten geeignet. Im Gegensatz dazu sind Buschwerk/Sträucher und landwirtschaftliche Flächen am besten geeignet (in Dunkel- und Hellgrün dargestellt).
- Erkunden Sie im Bereich Transformation den aktualisierten Plot Eignungsverteilung.
Der Eignungsplot zeigt die kombinierte Verteilung der Eignung hinsichtlich der ersten beiden Kriterien. Sie können sehen, dass der Wertebereich nun zwischen etwa 3 und 20 liegt. Die mittlere Eignung (in Gelb) ist aktuell am häufigsten zugewiesen.
- Aktivieren Sie im Bereich Inhalt im Gruppen-Layer ShrimpFarm den Layer NicoyaSuitability.
Wie Sie sehen, besteht die Eignungskarte jetzt aus einer Kombination der ersten beiden transformierten Kriterien-Layer.
- Deaktivieren Sie den Layer NicoyaSuitability.
- Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Eignungsmodellierer auf Speichern, um das Modell zu speichern.
- Speichern Sie das Projekt.
Einen Klassenbereich transformieren
Als Nächstes transformieren Sie das dritte Kriterium: die Entfernung zu Straßen.
- Markieren Sie im Bereich Eignungsmodellierer unter Kriterien den Kreis neben dem Kriterium Dist_Roads.
Daraufhin werden wie üblich die Bereiche Transformation und Inhalt aktualisiert.
- Stellen Sie sicher, dass im Bereich Inhalt unter dem Gruppen-Layer ShrimpFarm der Layer Dist_Roads aktiviert ist, und deaktivieren Sie alle anderen Layer im Gruppen-Layer.
- Erkunden Sie den Bereich "Transformation".
Da es sich bei dem Layer Dist_Roads um ein kontinuierliches Raster handelt, wurde standardmäßig die kontinuierliche Funktion MSSmall angewendet. Die Kosten für den Transport von Garnelen zu den Verarbeitungsanlagen über Straßen ändern sich jedoch nicht mit jedem zurückgelegten Meter. Die Kosten können stattdessen in Entfernungsgruppen mit gleichen Kosten gruppiert werden, und jedem Bereich wird ein einzelner Eignungswert zugewiesen.
- Klicken Sie im Bereich "Transformation" auf die Registerkarte Klassenbereich.
Der Bereich der Werte für die Entfernung zu Straßen ist nun in 10 Klassen unterteilt. Die erste Klasse bezieht sich auf Entfernungen von ungefähr 0 bis 475 Metern, die zweite Klasse auf 475 bis 948 Meter und so weiter.
- Überprüfen Sie den Plot Transformation of Dist_Roads.
Sie sehen, dass die kürzesten Entfernungen aktuell die am wenigsten bevorzugten sind und in rot angezeigt werden. Das ist genau das Gegenteil von dem, was Sie möchten, also kehren Sie die Eignungszuweisung um.
- Klicken Sie im Bereich "Transformation" auf der Registerkarte Klassenbereich auf die Schaltfläche Umkehren.
Die Plots und die Karte werden aktualisiert und zeigen das gewünschte Ergebnis.
- Überprüfen Sie im Bereich "Transformation" den aktualisierten Plot Transformation of Dist_Roads.
Entfernungen in Straßennähe werden jetzt als besonders geeignet (grün) eingestuft.
- Ziehen Sie im Bereich Inhalt den Straßen-Layer über den Layer Shrimpfarm, und aktivieren Sie ihn.
Die Straßen werden nun über dem Layer "Transformed Dist_Roads" angezeigt.
- Erkunden Sie auf der Karte die Layer Transformed Dist_Roads und Straßen.
- Vergrößern Sie die Ansicht, um zu überprüfen, ob die Entfernungswerte in zehn diskontinuierlichen Klassen von unterschiedlichen Bereichen um die Position von Straßen herum gruppiert sind.
Der Bereich, der am nächsten an einer Straße liegt, ist am grünsten, weil er am besten geeignet ist.
- Deaktivieren Sie im Bereich Inhalt den Layer Roads. Aktivieren Sie im Gruppen-Layer ShrimpFarm den Layer NicoyaSuitability, und wählen Sie Auf Layer zoomen aus.
Die Eignungskarte zeigt jetzt die Kombination der ersten drei Kriterien an. Dasselbe gilt für den Plot Eignungsverteilung, der nun von etwa 9 bis 30 reicht.
Hinweis:
Die niedrigsten Werte (1 bis 8) werden nicht dargestellt, da es keine Flächen in der Ausdehnung gibt, die gleichzeitig die niedrigsten Werte für die Entfernung zu Salzwasser, die Landbedeckung und die Entfernung zu Straßen aufweisen.
- Deaktivieren Sie im Bereich Inhalt den Layer NicoyaSuitability.
- Speichern Sie das Modell.
- Speichern Sie das Projekt.
Transformieren unter Verwendung der Potenzfunktion
Das vierte Kriterium ist die Entfernung zu Flüssen. Bevor Sie dieses Kriterium transformieren, machen Sie sich mit einigen zusätzlichen Funktionen des Eignungsmodellierers vertraut. Sie öffnen dazu zwei Karten nebeneinander, um sowohl die aktuelle Kriterientransformation als auch die finalen Eignungskarten gleichzeitig anzuzeigen. So erhalten Sie noch mehr Erkenntnisse über die Auswirkungen Ihrer Entscheidungen.
- Klicken Sie im Bereich Inhalt unter dem Gruppen-Layer ShrimpFarm mit der rechten Maustaste auf den Layer Eignungskarte, und wählen Sie Auf Layer zoomen aus.
- Klicken Sie auf den Kartenbereich Golf von Nicoya, um ihn auszuwählen.
- Blenden Sie im Menüband auf der Registerkarte Eignungsmodellierer in der Gruppe Ansichten die Dropdown-Liste Kartenansichten ein, und wählen Sie Zwei Karten aus.
Eine zweite Karte mit der Bezeichnung Suitability-TopRight wird angezeigt. Der Eignungs-Gruppen-Layer ShrimpFarm wird in den Bereich Inhalt der zweiten Karte kopiert.
- Positionieren Sie den Kartenbereich Suitability-TopRight gegebenenfalls rechts neben der Karte Golf von Nicoya, und verankern Sie ihn, wie in der Beispielabbildung gezeigt.
- Stellen Sie sicher, dass der Kartenbereich Suitability-TopRight ausgewählt ist. Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Karte in der Gruppe Layer auf Grundkarte, und wählen Sie Bilddaten aus, um die Grundkarte zu ändern.
- Deaktivieren Sie für den Kartenbereich Golf von Nicoya den Layer GulfWater, damit die beiden Karten identisch aussehen.
- Aktivieren Sie für den Kartenbereich Gulf of Nicoya den Layer NicoyaSuitability.
Sie können nun die finale Eignungskarte und die aktuelle Transformationskarte auf einen Blick sehen. Als Nächstes überprüfen Sie die Transformation für das Kriterium Dist_Rivers.
- Markieren Sie im Bereich Eignungsmodellierer in der Tabelle Kriterien den Kreis neben dem Kriterium Dist_Rivers.
Da es sich bei dem Raster Dist_Rivers erwartungsgemäß um kontinuierliche Daten handelt, wird standardmäßig die kontinuierliche Funktion MSSmall angewendet. Im Kartenbereich Gulf of Nicoya wird nun der Layer NicoyaSuitability angezeigt, während im Kartenbereich Suitability-TopRight der Layer Transformed Dist_Rivers dargestellt wird.
- Überprüfen Sie im Bereich "Transformation" den aktuellen Transformationsplot.
Beachten Sie, dass mit der Funktion MSSmall die Entfernung bis ungefähr 6.500 Meter als am besten geeignet angesehen wird und dann die Eignung stark abnimmt. Dies entspricht nicht der erforderlichen Eignung, da die Garnelenfarm in der Nähe eines Flusses liegen sollte, um einen einfachen Zugang zu Süßwasser zu haben. Stattdessen verwenden Sie die Funktion Potenz.
- Wählen Sie im Bereich Transformation auf der Registerkarte Kontinuierliche Funktionen für Funktion die Potenzfunktion aus.
- Überprüfen Sie im Bereich "Transformation" den aktualisierten Transformationsplot.
Die Positionen, die sich näher an den Flüssen befinden, werden bei der ersten Anwendung der Potenzfunktion weniger bevorzugt. Sie müssen sie umkehren.
- Aktivieren Sie dazu im Bereich "Transformation" auf der Registerkarte Kontinuierliche Funktionen das Kontrollkästchen "Funktion umkehren".
Die Plots und die Karten werden aktualisiert.
- Überprüfen Sie im Bereich "Transformation" den aktualisierten Transformationsplot.
Wie Sie sehen, werden die Positionen in unmittelbarer Nähe von Flüssen (in Grün) stark bevorzugt, danach sinkt die Präferenz rapide und nimmt schließlich ab. Die umgekehrte Potenzfunktion gibt die gewünschte Eignungstransformation am besten wieder.
- Erkunden Sie im Bereich Suitability-TopRight den aktualisierten Layer Transformed Dist_Rivers.
Jetzt werden nur noch die Flächen in unmittelbarer Nähe der Flüsse in grün angezeigt.
- Erkunden Sie im Kartenbereich Gulf of Nicoya den aktualisierten Layer NicoyaSuitability.
Die Werte in der Legende liegen jetzt zwischen etwa 11 und 40, da sie vier Kriterien kombiniert darstellt. Sie können auch sehen, wie die Entfernung zu Flüssen die Eignungskarte beeinflusst: einige der am besten geeigneten Flächen (in grün) befinden sich jetzt entlang der Flüsse.
- Zoomen Sie ggf. für jede Karte auf die Größe des Layers NicoyaSuitability.
- Speichern Sie das Modell.
- Speichern Sie das Projekt.
Transformieren unter Verwendung der Exponentialfunktion
Jetzt transformieren Sie das letzte Kriterium: Die Garnelenfarm sollte an oder in der Nähe von Positionen liegen, die vor Nord- und Südwinden geschützt sind.
- Markieren Sie im Bereich Eignungsmodellierer in der Tabelle Kriterien den Kreis neben dem Kriterium Dist_Sheltered.
Da es sich bei dem Raster Dist_Sheltered um kontinuierliche Daten handelt, wird wieder standardmäßig die kontinuierliche Funktion MSSmall angewendet.
- Überprüfen Sie im Bereich "Transformation" den Transformationsplot.
Die Standardfunktion führt nicht zu der von Ihnen gewünschten Transformation. Die positive Wirkung windgeschützter Flächen endet nicht unvermittelt, daher möchten Sie, dass die Präferenz für die kurzen Entfernungen deutlich langsamer abnimmt.
- Wählen Sie im Bereich "Transformation" auf der Registerkarte Kontinuierliche Funktionen aus der Dropdown-Liste Funktion die Exponentialfunktion aus. Aktivieren Sie das Kontrollkästchen Funktion umkehren.
- Überprüfen Sie im Bereich "Transformation" den aktualisierten Transformationsplot.
Die blaue Funktionslinie zeigt, dass die näher gelegenen Positionen bevorzugt werden und dass die Präferenz zunächst langsam abnimmt und dann mit zunehmender Entfernung schneller sinkt. Um jedoch die Präferenz für das Kriterium besser zu erfassen, möchten Sie die Funktion optimieren und die Abnahme beschleunigen.
- Geben Sie im Bereich "Transformation" auf der Registerkarte Kontinuierliche Funktionen als Basisfaktor 0.00014 ein. Klicken Sie auf eine beliebige Stelle im Bereich, um die Änderung zu übernehmen.
Die Plots und die Karten werden aktualisiert.
- Überprüfen Sie im Bereich "Transformation" den aktualisierten Transformationsplot.
Wenn Sie die blaue Funktionslinie betrachten, stellen Sie fest, dass die Präferenz jetzt etwas schneller abnimmt.
- Betrachten Sie im Kartenbereich Suitability-TopRight den resultierenden Layer Transformed Dist_Sheltered.
- Sehen Sie sich im Kartenbereich Gulf ofNicoya an, wie sich die Einbeziehung des Kriteriums der Entfernung zu geschützten Flächen auf den endgültigen Layer NicoyaSuitability auswirkt.
Die Eignungskarte kombiniert nun alle fünf Kriterien und liegt im Bereich von etwa 20 bis 50. Deutlich zu erkennen ist, dass die am meisten geeigneten Flächen (in grün) in der Nähe des Golfs liegen, aber nicht bei Mangroven oder städtischen Flächen, und dass sie sich tendenziell in der Nähe von Flüssen befinden. Die Nähe zu Straßen und windgeschützten Flächen ist auf den ersten Blick weniger deutlich zu erkennen, wird aber dennoch berücksichtigt
- Aktivieren Sie im Kartenbereich Suitability-TopRight nacheinander die verschiedenen transformierten Kriterien-Layer, um sie mit dem Layer NicoyaSuitability im Kartenbereich Gulf ofNicoya zu vergleichen.
Beobachten Sie, wie jeder einzelne Layer die finale Eignungskarte beeinflusst hat.
- Zoomen Sie ggf. für jede Karte auf die Größe des Layers NicoyaSuitability.
- Speichern Sie das Modell.
- Speichern Sie das Projekt.
In diesem Teil des Workflows haben Sie ein Eignungsmodell mithilfe von Eignungsmodellierer erstellt und alle Kriterien in den gemeinsamen Maßstab von 1 bis 10 transformiert.
Die Eignungsanalyse abschließen
Sie führen jetzt die letzten Schritte der Analyse durch, mit der der Standort ermittelt werden soll, der für neue nachhaltige Garnelenfarmen am besten geeignet ist.
Modellkriterien im Verhältnis zueinander gewichten
Bei der Transformation haben Sie die Werte der Kriterien nach einem einheitlichen Maßstab transformiert. Im Hinblick auf den Standort einer Garnelenfarm können jedoch einige Kriterien wichtiger sein als andere. Damit der Stellenwert der einzelnen Kriterien berücksichtigt wird, weisen Sie den einzelnen Layern eine Gewichtung im Verhältnis zu den anderen zu.
So ist es beispielsweise von entscheidender Bedeutung, dass die Garnelenfarmen in der Nähe des Golfs liegen, damit der Zugang zu dem für die Entwicklung der Garnelen notwendigen Salzwasser gewährleistet ist. Deshalb wird diesem Kriterium die höchste Gewichtung zugewiesen. Im Gegensatz dazu kann dem Kriterium Entfernung zur Straße eine geringere Gewichtung zugewiesen werden, da das Straßennetz in den meisten Interessenbereichen gut ausgebaut ist. Zunächst kehren Sie jedoch zu einer Ansicht mit nur einer Karte zurück.
- Klicken Sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Eignungsmodellierer in der Gruppe Ansichten auf die Dropdown-Liste Kartenansichten, und wählen Sie Eine Karte aus.
- Klicken Sie ggf. im Bereich Inhalt unter dem Gruppen-Layer ShrimpFarm mit der rechten Maustaste auf den Layer NicoyaSuitability, und wählen Sie Auf Layer zoomen aus.
Hinweis:
Der Eignungsmodellierer verarbeitet nur Daten innerhalb der aktuellen Ausdehnung. Wenn Sie die Ausdehnung bei der Erkundung der Karte geändert haben, werden möglicherweise nur Daten in einer begrenzten Ausdehnung statt in der gesamten Ausdehnung des Eignungskarten-Layers verarbeitet. Vergewissern Sie sich deshalb, ob das gesamte Untersuchungsgebiet auf der Karte angezeigt wird.
- Überprüfen Sie im Bereich Eignungsmodellierer in der Kriterientabelle das Gewichtungsfeld.
Derzeit ist allen Kriterien eine Gewichtung von 1 zugewiesen. Das bedeutet, dass alle Kriterien gleich wichtig sind. Da das Kriterium Dist_Salty_Water besonders wichtig ist, weisen Sie ihm eine Gewichtung von 8 zu. Das Kriterium Dist_Rivers ist das nächstwichtigste. Ihm weisen Sie eine Gewichtung von 3 zu. Dem Kriterium Dist_Sheltered weisen Sie eine Gewichtung von 2 und den restlichen Kriterien eine Gewichtung von 1 zu.
- Aktualisieren Sie in der Kriterientabelle die Werte für Gewichtung wie folgt:
Eingabe-Raster Gewichtung Dist_Salty_Water
8
Dist_Rivers
3
Dist_Sheltered
2
Dist_Roads
1
LandCover
1
Klicken Sie auf eine beliebige Stelle im Bereich, um die Gewichtungen anzuwenden.
- Überprüfen Sie in der Kriterientabelle die Werte für die Gewichtungen, bevor Sie fortfahren.
Hinweis:
Die Kriterien werden möglicherweise in einer anderen Reihenfolge angezeigt.
- Sehen Sie sich den resultierenden Layer NicoyaSuitability an.
Hinweis:
Wenn die Anzeige nicht automatisch aktualisiert wird, können Sie sie auf dem Menüband auf der Registerkarte Eignungsmodellierer über die Schaltfläche Berechnen aktualisieren.
Auf der Karte ist zu erkennen, dass Flächen in der Nähe des Golfs, von Flüssen oder geschützten Flächen am besten geeignet und grün symbolisiert sind. Flächen mit einer größeren Entfernung zu diesen Features sind weniger gut geeignet und rot symbolisiert.
Im Bereich Inhalt können Sie sehen, dass der Bereich für die Eignungswerte nun bis etwa 150 reicht. Grund dafür ist, dass die Gewichtungen Multiplikatoren sind, d. h., der Eignungswert der einzelnen Kriterien wird mit der Gewichtung der Kriterien multipliziert. Da der Maximalwert für die einzelnen Kriterien 10 beträgt, ergibt sich für die Eignung insgesamt der folgende Maximalwert:
10 * 8 + 10 * 3 + 10 * 2 + 10 * 1 + 10 * 1 = 150Während der Erkundungsphase der Modellerstellung wurde die Verarbeitung mit der Bildschirmauflösung durchgeführt, und die Ausdehnung und die generierten Layer wurden nur innerhalb des Projekts gespeichert. Bevor Sie mit der nächsten Phase des Workflows fortfahren, müssen Sie das Modell bei voller Auflösung ausführen und den Layer NicoyaSuitability auf der Festplatte speichern.
- Klicken Sie im Bereich Eignungsmodellierer am unteren Rand der Registerkarte Eignung (unter der Tabelle Kriterien) auf Ausführen.
Der Vorgang kann einige Zeit in Anspruch nehmen.
- Überprüfen Sie im Bereich Inhalt den Wertebereich.
Der Bereich wurde aktualisiert und enthält nun die exakten Eignungswerte des Modells.
Garnelenfarmen verorten
Sie können nun den Layer NicoyaSuitability heranziehen, um die fünf besten Standorte für neue Garnelenfarmen zu ermitteln. Dafür verwenden Sie die Registerkarte Suchen im Eignungsmodellierer. Ziel ist es, Regionen mit einer möglichst hohen Eignung zu finden, die zudem eine Reihe räumlicher Anforderungen erfüllen. Räumliche Anforderungen können beispielsweise die Gesamtfläche und die Anzahl der gewünschten Regionen, ihre Mindest- und Höchstgröße sowie die idealen Entfernungen zwischen den Regionen umfassen.
- Klicken Sie im Bereich Eignungsmodellierer auf die Registerkarte Suchen.
Berücksichtigen Sie dabei die folgenden räumlichen Anforderungen für die Garnelenfarmen.
- Die Kapazitäten und der Bedarf im Hinblick auf die Verarbeitung von Garnelen in den örtlichen Betrieben ist begrenzt. Daher können maximal fünf neue Garnelenfarmen bedient werden.
- Jede Farm muss eine Größe von mindestens 3.000 Hektar aufweisen.
- Um die Ausbreitung von Krankheiten zwischen den Betrieben zu vermeiden, muss zwischen neuen Farmen ein Abstand von 5 Kilometer eingehalten werden.
- Und Mangroven sollten gänzlich gemieden werden. Um dies sicherzustellen, verwenden Sie das Raster NoMangroves als Maske, sodass mit Suchen nur außerhalb der Mangroven nach geeigneten Regionen gesucht wird.
Hinweis:
Das Raster NoMangroves wurde durch Anwendung des Werkzeugs Nach Attributen extrahieren (Spatial Analyst) auf den Layer LandCover erstellt. Dabei wurden nur die Rasterzellen, deren Werte nicht dem Landnutzungstyp "Mangroven" entsprechen, ausgewählt und in das neue Raster kopiert.
- Geben Sie auf der Registerkarte Suchen die folgenden Parameter ein:
- Wählen Sie unter Flächeneinheiten die Option Hektar aus.
- Geben Sie für Gesamtfläche den Wert 3000 ein. (Dieser Wert wird am besten erst eingetragen, nachdem die Flächeneinheiten festgelegt wurden.)
- Geben Sie für Ausgabe-Raster ShrimpFarmLocations ein.
- Geben Sie für Anzahl der Regionen den Wert 5 ein.
- Geben Sie unter Minimale Entfernung zwischen Regionen den Wert 5 ein.
- Stellen Sie sicher, dass bei Entfernungseinheiten die Einheit Kilometer ausgewählt ist.
- Übernehmen Sie bei allen anderen Parametern die Standardwerte.
- Klicken Sie im Bereich Eignungsmodellierer auf der Registerkarte Suchen auf Umgebungen.
- Wählen Sie unter Raster-Analyse für Maskieren die Option NoMangroves aus.
- Klicken Sie im Bereich Eignungsmodellierer auf der Registerkarte Suchen auf Parameter.
- Klicken Sie auf Ausführen.
Der Vorgang kann einige Zeit in Anspruch nehmen.
Hinweis:
Über die Registerkarte Suchen wird das Geoverarbeitungswerkzeug Regionen suchen aufgerufen. Informationen dazu, wie der Suchalgorithmus funktioniert, finden Sie unter Funktionsweise des Werkzeugs "Regionen suchen".
Der Layer ShrimpFarmLocations erscheint.
- Vergewissern Sie sich, dass 5 Standorte ermittelt wurden. Der Wert 0 wurde allen Flächen zugewiesen, auf die die gewünschten Eignungs- und Raumkonfigurationen nicht zutreffen.
Hinweis:
Die Farben werden nach dem Zufallsprinzip zugewiesen und können daher variieren.
Als Nächstes ändern Sie die Farbe des Wertes 0 auf farblos, sodass Sie sich auf die fünf ausgewählten Standorte konzentrieren und den darunter liegenden Layer NicoyaSuitability sehen können.
- Klicken Sie im Bereich Inhalt unter ShrimpFarmLocations mit der rechten Maustaste auf die Legende für den Wert 0, und wählen Sie Keine Farbe aus.
- Sehen Sie sich den Layer ShrimpFarmLocations auf der Karte an.
Sie können den Layer ShrimpFarmLocations aktivieren und deaktivieren, während Sie die Karte schwenken und zoomen. Alle fünf Regionen befinden sich in einem sehr gut geeigneten Gebiet (dunkleres Grün). Zudem liegen sie nicht in den Mangroven.
- Speichern Sie das Modell.
- Speichern Sie das Projekt.
Weitere Möglichkeiten
Sie haben mit dem Eignungsmodellierer erfolgreich die besten Standorte im Golf von Nicoya zur Errichtung von fünf neuen nachhaltigen Bio-Garnelenfarmen ermittelt. Aufgrund der interaktiven und explorativen Beschaffenheit des Eignungsmodellierers können Sie das Modell mit Hilfe der explorativen Werkzeuge auf der Registerkarte Eignungsmodellierer weiter untersuchen, um nachzuvollziehen, wie die Modellkomponenten zur Generierung der Endergebnisse miteinander interagieren. Sie können Abfragen erstellen, um zu untersuchen, wie die allgemeinen Eingabekriterien in der endgültigen Eignungskarte umgesetzt werden. So können Sie beispielsweise alle Standorte ermitteln, die weniger als 1.000 Meter vom Golf und 500 Meter von einem Fluss entfernt sind und denen auf der endgültigen Eignungskarte ein Eignungswert von über 100 zugewiesen wurde.
Mit dem Modellierer können Sie außerdem Was-wäre-wenn-Szenarien analysieren, um deren jeweilige Auswirkung zu ermitteln. Was geschieht beispielsweise, wenn ein neues Verfahren entwickelt wird, das einen geringeren Abstand zwischen den Garnelenfarmen ermöglicht? Sie können den Eignungsmodellierer auch mit verringerter Entfernung zwischen den Farmen ausführen und so feststellen, ob andere Standorte ermittelt werden.
Darüber hinaus können Sie ausprobieren, ob die Wahl der Standorte für die Farmen durch Hinzufügen weiterer Kriterien zum Modell beeinflusst wird. Dabei können Sie folgende Kriterien hinzufügen:
- Neigung und Ausrichtung: Einige Orte befinden sich an Stellen, die aufgrund der Neigung und Ausrichtung nicht zum Anlegen eines Teiches geeignet sind. Die Neigung und Ausrichtung können aus den Höhendaten abgeleitet werden.
- Boden und Geologie: Die Eigenschaften der zugrunde liegenden Geologie sowie die Art und Tiefe des Bodens sind möglicherweise nicht zum Anlegen eines Teiches geeignet.
- Salzgehalt des Wassers: Der Umstand, dass Garnelen in Salzwasser gezüchtet werden, muss beim Modell berücksichtigt werden.
Diese Kriterien können sich auf die Modellergebnisse auswirken oder auch zu den gleichen Ergebnissen wie bisher führen. In jedem Fall können Sie mit dem Eignungsmodellierer beurteilen, welche Auswirkungen eintreten.
In diesem Lernprogramm haben Sie fünf für die Garnelenzucht wichtige Kriterien untersucht. Sie haben mithilfe des Eignungsmodellierers ein Eignungsmodell erstellt, ihm fünf Kriterien hinzugefügt, diese in eine allgemeine Skala von 1 bis 10 umgewandelt und gewichtet und schließlich die fünf besten Standorte für neue Garnelenfarmen ermittelt. Aufgrund des dynamischen Feedbacks im Eignungsmodellierer können Sie größeres Vertrauen in die von Ihnen eingegebenen Kriterien, die Modellparameter und das Endergebnis haben. Das hat zur Folge, dass Sie fundiertere Entscheidungen treffen können.
Weitere Lernprogramme finden Sie in der Lernprogrammgalerie.
