Определение регионов
Чтобы определить регионы для целей природоохранного планирования, вы будете использовать слои, извлеченные из ArcGIS Living Atlas of the World, чтобы определить районы с высокой суммарной редкостью видов по размеру ареала. В этих районах обитает больше редких видов с небольшими ареалами обитания, поэтому их важно сохранить, чтобы максимально защитить эти виды. Ваша цель состоит в том, чтобы определить, какие ещё 5000 квадратных километров в Огайо следует охранять. Эти территории должны находиться за пределами существующих парков, которые уже находятся под охраной, и городских районов, где земля стоит дороже.
Вы поэкспериментируете с инструментом Найти регионы, изучая способы увеличения компактных регионов, которые максимально увеличивают эти значения.
Открытие и изучение карты
Начните со загрузки данных для упражнения.
- Загрузите пакет проекта Identify_Connect.ppkx и найдите загруженный файл на своем компьютере.
Примечание:
Большинство веб-браузеров по умолчанию скачивают все в папку Загрузки.
- Дважды щелкните пакет проекта Identify_Connect.ppkx, чтобы открыть его в ArcGIS Pro. Если необходимо, войдите c учетной записью организации ArcGIS.
Примечание:
Если у вас нет доступа к ArcGIS Pro или учетной записи организации ArcGIS, см. варианты доступа к программному обеспечению.
Пакет проекта извлекается, проект открывается на карте, отображающей топографическую базовую карту и контур штата Огайо.
- На панели Содержание проверьте слой Range Size Rarity.
Карта показывает слой.
В более темных областях на карте больше редких, географически ограниченных видов. Виды с небольшими размерами ареала имеют более высокий вес, поскольку существует меньше возможностей для их защиты.
Этот слой представляет собой локальный растровый слой, привязанный к штату Огайо, из слоя Summed Range-size Rarity of Imperiled Species in the United States сети NatureServe, созданного в июне 2024 года. Это часть карты важности биоразнообразия.
NatureServe сохраняет за собой все права на все предоставленные объекты интеллектуальной собственности. Распространение данных или любых объектов интеллектуальной собственности полностью или частично, а также любых продуктов, полученных на основе данных или любых объектов интеллектуальной собственности, в коммерческих целях строго запрещено. См. полные условия использования.
Этот слой используется здесь с разрешения.
- Отметьте слои Городские территории и Парки.
Эти два слоя являются производными от слоев, размещенных в ArcGIS Living Atlas of the World. Это локальные полигональные векторные слои, вырезанные по штату Огайо.
Городские территории, определенные United States Census Bureau, выделены серой штриховкой.
Парки — включая национальные парки и леса штатов, а также окружные, региональные и местные парки на территории Соединенных Штатов.
Вы будете использовать эти слои, чтобы ограничить предлагаемый анализ охраняемых территорий. Вы не хотите включать в список существующие парковые зоны, так как эти территории уже находятся под охраной. Вы также не хотите включать городские районы из-за более высокой стоимости приобретения земли в городских районах.
- Отметьте слой Global Human Modification.
Слой включается.
Районы более насыщенного коричневого цвета на карте в большей степени изменены деятельностью человека, включая урбанизацию и сельское хозяйство, в то время как районы более насыщенного зеленого цвета меньше изменены деятельностью человека.
Городские районы в основном окрашены в темно-коричневый цвет, но есть большие территории, особенно в западном Огайо, которые сильно изменены сельским хозяйством.
Этот слой представляет собой локальный растровый слой, вырезанный по штату Огайо из растра Global Human Modification, разработанного Kennedy, Oakleaf, Theobald, Baruch‐Mordo и Kiesecker в статье Managing the middle: A shift in conservation priorities based on the global human modification gradient в Global Change Biology.
- Отметьте слой Range Size Rarity - No Urban.
Слой включается.
Эта карта показывает слой разнообразия и редкости видов с удаленными из нее городскими районами. Этот этап предварительной обработки был выполнен с использованием инструмента Извлечь по маске, чтобы скопировать в новый растр только области за пределами городских полигонов. Слой называется Range Size Rarity - No Urban.
Найдите регион с наибольшим суммарным диапазоном редкости по размеру
Сначала вы запустите инструмент, чтобы определить отдельный регион площадью 5000 квадратных километров с наибольшим суммарным диапазоном редкости по размеру.
- На ленте щелкните Анализ. В разделе Геообработка, щелкните Инструменты.
- В окне поиска на панели Геообработка введите Найти регионы. В результатах поиска щелкните инструмент Найти регионы.
- На панели Найти регионы для Входной растр выберите слой Range Size Rarity - No Urban.
Инструмент Найти регионы использует алгоритм параметрического приращения областей для определения ячеек с высоким значением во входном растре и областях приращения, чтобы максимизировать эти значения, ограниченные входными параметрами.
В этом случае значение представляет собой суммарный диапазон редкости по размеру для каждой ячейки в слое Range Size Rarity - No Urban. Инструмент размещает исходные ячейки-кандидаты в нужных местах по всему растру, а затем добавляет соседние ячейки в области приращения. Поскольку городские районы были удалены из входного растра, предлагаемая область расширяется вокруг этих областей.
Рядом с параметром Входной растр появится кнопка уведомления.
- Щелкните значок уведомления.
Это предупреждение указывает на то, что поскольку растр содержит более 500 000 ячеек, будет использоваться его пересчитанная версия.
- Закройте сообщение.
- Для Общей площади введите 5000.
- Примите значение Единицы площади по умолчанию - Квадратные километры.
Инструмент будет продолжать добавлять ячейки в регион до тех пор, пока его площадь не достигнет 5000 квадратных километров.
- Для Выходного растра введите Cons_region_opt_1.
.Это имя указывает на то, что это первый вариант заповедника, который вы создаете в ходе этого исследовательского процесса.
- Примите значение Количество регионов по умолчанию равным 1.
Инструмент определит единственную область, которая максимизирует числовые значения растра диапазона редкости по размеру.
- Примите значение Форма региона по умолчанию - Круг.
Поскольку каждая ячейка обрабатывается алгоритмом приращения областей, инструмент будет сопоставлять значение ячейки с ее полезностью для поддержания примерно круглой общей формы. Степень, в которой форма региона определяется параметром Соотношения Форма/Функциональность (%), значение которого по умолчанию равно 50 процентам.
- Примите остальные значения по умолчанию и щелкните Запустить.
Инструмент будет запущен и создаст данные для одного региона в центрально-южной части штата.
- Приблизьте к южной части слоя с серым регионом.
В предлагаемом регионе есть ячейки, которые находятся в пределах существующих парков. Вы внесете изменения и запустите инструмент еще раз, чтобы учесть существующие парки.
Найти регион, исключая парки
Городские районы были исключены, поскольку они были выделены и для них были установлены значения без данных. Вы настроите входные параметры инструмента и повторно запустите его, чтобы исключить парки.
- В инструменте Найти регионы измените имя Выходного растра на Cons_region_opt_2.
- Для параметра Входной растр или объекты существующих регионов выберите слой Парки.
- Щелкните Запустить.
Слой Cons_region_opt_2 добавлен на карту.
- Выключите слой Cons_region_opt_1.
Слой Cons_region_opt_2 больше не перекрывает парки и простирается немного дальше на север и восток
- На ленте, на вкладке Карта в секции Навигация щелкните Закладки и выберите Огайо.
Карта приблизится, чтобы показать всю территорию штата Огайо.
Найти несколько регионов
В то время как этот регион охватывает несколько особо ценных районов с точки зрения общей редкости видов, есть много районов за его пределами, которые также представляют большую ценность. Вы снова запустите инструмент и увеличите несколько регионов, чтобы расширить охват по всему штату.
- В инструменте Найти регионы измените имя Выходного растра на Cons_region_opt_3.
- В качестве Числа регионов введите 10.
Рядом с параметром Число регионов появится значок уведомления.
- Щелкните значок уведомления.
Когда параметр Число регионов больше восьми, инструмент использует метод Последовательная выборка. Для меньшего числа регионов инструмент по умолчанию будет использовать дорогостоящий с точки зрения вычислений метод Комбинаторной выборки.
- Закройте уведомление.
- Щелкните Запустить.
Инструмент запустится, и слой добавится на карту.
- Выключите слой Cons_region_opt_2.
Эти регионы распределены по всему штату примерно с севера на юг и охватывают большую часть районов с высокими значениями. В северной части штата регионы, как правило, более разделены, в то время как некоторые регионы на юге расположены ближе друг к другу.
Серый патч для области 1 неcколько трудно разглядеть. Вы измените цвет этой области.
- На панели Содержание для слоя Cons_region_opt_3 щёлкните правой кнопкой серый патч для области со значением 1. В палитре цветов выберите светло-фиолетовый цвет, например, Аметистовый.
Вы изучили данные и сформировали регионы за пределами городских районов, которые охватывают районы с прогнозируемой высокой редкостью видов. Далее вы определите связи между этими областями.
Соединение регионов
Теперь, когда вы определили несколько регионов, распределенных по всему штату, следующий шаг - найти связи между ними. Вы будете использовать слой Global Human Modification в качестве поверхности стоимости для определения маршрутов между регионами, которые меньше всего подвержены антропогенным изменениям. Траверс для сильно измененных областей обойдется дороже, в то время как для менее измененных он обойдется дешевле. Инструмент найдет путь между регионами, который минимизирует затраты.
Поиск подключений
Вы используете инструмент Оптимальные соединения регионов, чтобы найти лучшие пути между регионами, которые вы определили.
- В панели Геообработка в строке поиска введите Оптимальные соединения регионов. В результатах поиска щелкните инструмент Оптимальные соединения регионов.
- Для параметра Входной растр или объекты регионов выберите слой Cons_region_opt_3.
- Для параметра Выходные линии оптимальных соединений введите Optimal_path_1.
- Оставьте параметр Входной растр или объекты-барьеры пустым.
- Для параметра Входной растр стоимости выберите слой Global Human Modification.
- Примите установленные по умолчанию значения для остальных параметров и нажмите Запустить.
Инструмент запустится, и слой Optimal_path_1 с линиями, соединяющими регионы, добавится на карту. На панели инструментов также отобразится предупреждение.
- Щелкните Просмотреть подробности.
Предупреждение указывает на то, что некоторые линии, возможно, не были соединены, поскольку они пересекают NoData или выходят за пределы экстента данных.
- Закройте предупреждение.
- На панели Содержание, у слоя Optimal_path_1 щелкните символ линии.
- На панели Символы найдите и щелкните черный символ линии 1,5 пункта.
Символ на карте будет обновлен. С помощью этого символа вы можете лучше увидеть связи между регионами.
- На панели Содержание снимите отметку со слоя Global Human Modification.
- Закройте панель Символы.
Соединительные линии между регионами являются наиболее прямыми маршрутами, которые сводят к минимуму транспортные расходы, связанные с антропогенными изменениями. Однако некоторые из них пересекают городские районы.
Поиск соединений, которые исключают городские районы
Для некоторых видов животных передвижение по городским районам не представляет трудностей. Однако для многих редких и находящихся под угрозой исчезновения видов это более сложно либо невозможно. Вы повторно запустите инструмент, на этот раз используя городские районы в качестве барьерных объектов.
- Для инструмента Оптимальные соединения регионов измените параметр Выходные линии оптимальных соединений с Optimal_path_1 на Optimal_path_2.
- Для параметра Входной растр или объекты-барьеры выберите слой USACensusUrbanAreas_Ohio.
- Щелкните Запустить.
Инструмент запустится, и слой Optimal_path_2 с линиями, соединяющими регионы, добавится на карту.
- Измените символ слоя на символ черной линии размером 3,0 пункта.
Новые линии исключают городские районы.
Эти объекты представляют собой более безопасные пути для перемещения редких и находящихся под угрозой исчезновения видов между охраняемыми территориями. Вы могли бы направить часть своих ресурсов на защиту этих районов для улучшения связи между местами обитания.
Некоторым видам для передвижения требуются более широкие коридоры. Вы могли бы буферизовать эти линии, чтобы идентифицировать такие коридоры, или вы могли бы использовать инструмент Оптимальные соединения коридоров для создания коридоров.
- Сохраните проект.
Вы использовали инструмент Найти регионы, чтобы найти регионы с более высокими показателями защиты редких и находящихся под угрозой исчезновения видов. Вы использовали инструмент Оптимальные соединения регионов, чтобы найти пути для миграции между этими регионами.
Вы можете найти больше учебных пособий в галерее учебных пособий.
