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GEO 243.2: Übungen zu Einführung in die Raumanalyse mit GIS
Einführung
Übung 5: Habitatanalyse –
GITTA Case Study
Jérôme Sautier
[email protected]
27.04.2015
FS 2015
GEO 243.2: Übungen zu Einführung in die Raumanalyse mit GIS
Bis anhin: Übung 1 bis 4
• Praktische Einführung grundlegender GISOperationen
• Kennenlernen der Software GeoMedia Pro
• klar gestellte Aufgaben:




definiertes Resultat
ein Lösungsweg
wenig Möglichkeiten zur Variation
± „nach Kochbuch” zu lösen
Übung 5: Habitatanalyse
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GEO 243.2: Übungen zu Einführung in die Raumanalyse mit GIS
Übung 5: Lernziele
• Kritische Auseinandersetzung mit eine problembasierte
Fragestellung und Identifizierung der darin enthaltenen
Probleme und Zielfestlegungen
• Identifizierung, Auswahl, Kombination und Anwendung von
GIS-Funktionalitäten
• Ausarbeitung von (GIS-basierten) Arbeitsplänen und
Arbeitsablauf-Diagrammen
• Aufbereitung von prozessierten GIS-Daten zu thematischen
Kartenprodukten für Informationstafeln
• Präsentation und Diskussion der Arbeitsergebnisse
Übung 5: Habitatanalyse
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GEO 243.2: Übungen zu Einführung in die Raumanalyse mit GIS
Übung 5 ist anders
• Grundlage: Case Study (Fallstudie) „Habitatanalyse im
Schweizerischen Nationalpark” aus GITTA
• Schwergewicht: Förderung von Problemlösungskompetenzen mit
GIS.
• Das heisst:
– mehrere Lösungswege möglich und vertretbar
– bessere und schlechtere Lösungen unterscheiden sich v.a. bezgl.
Sorgfalt und Kreativität
– Dokumentation und Interpretation absolut zentral (Wie? und Warum?,
plus: Welche Konsequenzen?)
– veränderte Betreuung durch die TutorInnen: keine Hilfe zu KnöpfchenDrücken mehr, sondern Diskussion möglicher Lösungswege
– keine Einführung im Kochbuchstil
Übung 5: Habitatanalyse
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GEO 243.2: Übungen zu Einführung in die Raumanalyse mit GIS
Übung 5: Habitatanalyse
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http://www.gitta.info/SNPHabitat/de/html/unit_cstask.html
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Aufgabenstellung
„Der Nationalpark ist für seinen Reichtum an Alpentieren und unberührter Naturlandschaft
bekannt und wird jährlich von zirka 150.000 Personen besucht. Für seine Gäste möchte die
National-parkverwaltung neue, graphisch ansprechende Informationstafeln aufstellen. Diese
Informationstafeln sollen potentielle Habitatan-sprüche verschiedener Tierarten ausweisen
und mit Hintergrund-informationen versehen werden. Um aus verschiedenen Varianten
auswählen zu können, ist es Ihre Aufgabe,
eine
das
1. für zwei frei wählbare Tierarten die potentiellen Habitate mittels eines geographischen
Informationssystems räumlich und quantitativ zu erfassen,
(mind.) einer
2. die Ergebnisse zu thematischen Karten für Informationstafeln aufzubereiten und
in einem Projektbericht
3. Ihre Vorgehensweise und Resultate bei einer Zwischen- und bei der
Abschlussveranstaltung zu präsentieren.”
Diese Änderungen sind in den “Zusatzinformationen zur
Aufgabenstellung” enthalten (Kurs-Website)
Übung 5: Habitatanalyse
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GEO 243.2: Übungen zu Einführung in die Raumanalyse mit GIS
Unterlagen zu GITTA Fallstudie
• Alle Unterlagen auf GEO 243 microsite (Übungen)
• Unterlagen zu Original-Fallstudie aus GITTA:
– Aufgabenstellung
– Fallmaterial: Grundlagedaten, Beschreibungen von Habitatsansprüchen,
Hintergrundliteratur
– Hinweise zur Bearbeitung
• Zusatzinformationen zur Aufgabenstellung:
– Abweichungen & Ergänzungen zu Original-Fallstudie
– Hinweise zur Bewertung des Berichts
– Zeitplan
•
•
•
•
Datendokumentation der Grundlagedaten aus GIS-SNP
Homepage Schweizerischer Nationalpark
Homepage Schweizerische Vogelwarte Sempach
Plus: selbst gefundene weitere Quellen
Übung 5: Habitatanalyse
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Theorie: Eignungsanalysen
1. Beispiel „Traumvilla” der zweiten Semesterwoche
2. Lektion Eignungs-/Multikriterien-Evaluation aus GITTA:
•
•
•
Theorie Verschneidung und Gewichtung
Allgemeiner Ablauf der Multikriterien-Evaluation
Überlegungen zur Operationalisierung von Kriterien und zur
Verwendung von Gewichtung
3. Vorlesung „Field vs. Entity” bzw. „Raster vs. Vektor”
 Schaut euch die Unterlagen nochmals an, bevor ihr
startet! Es wird euch sicher helfen.
Übung 5: Habitatanalyse
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Beispiel: Standort für die Traumvilla
• Eignungsanalyse = Multikriterienanalyse = Finden einer
Lösung, die mehrere Kriterien erfüllt
• Beispiel „Standort für eine Traumvilla“:
–
–
–
–
–
–
–
Exposition: Südlage
Handneigung: am Hang, aber nicht zu steil
Alpensicht: direkter Blick auf die Alpen
unverbaute Lage: nächste Gebäude mind. 100 m entfernt
in einer Bauzone gelegen
gut erschlossen: nahe zu ÖV und Autobahn
in einer steuergünstigen Gemeinde gelegen
Übung 5: Habitatanalyse
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Habitatanalyse: z.B. Murmeltier
Übung 5: Habitatanalyse
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Ihr Arbeitsplan / Flussdiagramm
• In eurem Arbeitsplan legt ihr fest:
 Wahl des Tieres
 Operationalisierung der Habitatkriterien





Welche Daten?
Welche Datenstruktur? (Raster / Vektor)
Welche GIS-Operationen?
ev. Parameter (z.B. Schwellenwerte)
Verschneidung: gewichtet oder ungewichtet?
 Prozessierungsablauf: Flussdiagramm
 Inputdaten
 GIS-Operationen
 entstehende Outputdaten (inkl. Typ Raster/Vektor)
• Merke: Das Flussdiagramm könnt ihr während eurer Arbeit
aktualisieren und im Übungsbericht verwenden.
Übung 5: Habitatanalyse
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Flussdiagramm
Übung 5: Habitatanalyse
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Habitatsansprüche = Kritierien
Einige Beispiele
• Murmeltier – Höhe:
– „bevorzugte Höhe: 2100 m – 2600 m“
– „Höhen von 1200 m – 2100 m und 2600 m – 3000 m
werden ebenfalls besiedelt, aber in geringerer Anzahl“
• Murmeltier – Hangneigung: „bis 30°“
• Birkhuhn: „reagiert sehr empfindlich auf
Störungen und Eingriffe des Menschen“
• Murmeltier – Kuppen: „wird stark präferiert“
Übung 5: Habitatanalyse
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Beispiel der Umsetzung: Höhenstufen
•
•
•
•
•
Aus digitalem Geländemodell (DGM/DHM)
Mögliche GIS-Funktionen (Beispiel Raster):
mittels Grid > Classification > Recode
mittels Grid > Calculator
Ergeben unterschiedliche Resultate, mit Auswirkungen auf die
Modellierung des Habitats.
• Welche Unterschiede?
• Fazit: Nicht einfach die erstbeste Option verwenden, sondern überlegen
(und ev. ausprobieren), was eine GIS-Funktion liefert (GeoMedia Help)
und wie ihr damit eventuell die Modellbildung beeinflussen könnt.
• Übrigens: Auch die Wahl des Datenmodells (Raster, Vektor) für die
Durchführung der Verschneidung hat Auswirkungen auf die Modellierung
des Habitats.
Übung 5: Habitatanalyse
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Umsetzung von Hangneigung / Exposition
• Hangneigung: Grid > Surface > Grade
 „Grade” steht für „Gradient”
 Methode:
 Average Slope
 Horn Slope
 Maximum Slope
• Exposition: Grid > Surface > Aspect
• Schaut in der GeoMedia Hilfe nach, was genau diese
Operationen berechnen, damit ihr bewusst die Parameter
einer Operation wählen könnt (und auch dokumentieren).
 Nicht einfach Default-Einstellungen verwenden!
Übung 5: Habitatanalyse
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Umsetzung von Störungen
• Gewisse Tiere sind anfällig auf Störungen durch Menschen.
– Birkhuhn: „Reagiert sehr empfindlich auf Störungen und
Eingriffe des Menschen.”
• Wie können „Störungen” operationalisiert werden??
• Beispielsweise mittels Puffer, aber …
–
–
–
–
Wie umsetzen?
Raster oder Vektor?
Technisch geht beides in GeoMedia
Einfacher oder mehrfacher Puffer? Konstante oder variable
Pufferdistanz?
• Es geht alles in GeoMedia – also entscheidet, eventuell
durch Ausprobieren alternativer Lösungen.
Übung 5: Habitatanalyse
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Umsetzung von Kuppen / Mulden
•
•
•
Kuppen findet man in Geomorphologischer Karte  sehr wenige!
Wie sind Kuppen/Mulden in GeoMedia operationalisierbar?
Mögliche Ansätze:
– Finden von konvexen/konkaven Formen aus DGM?
– Oder: Substitution durch „Ersatzvariable”  Beispiel: „alpiner Rasen” kann für
Murmeltiere als Substitut einer bestimmten Höhenstufe und einer
bestimmten Geologie (grabbarer Boden) stehen
– Oder: Weitere Lösungen?
Übung 5: Habitatanalyse
 http://lgbachtel.martinjob.ch/GR2003/foto/gross/murter_gaemsen.jpg
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GEO 243.2: Übungen zu Einführung in die Raumanalyse mit GIS
Umsetzung von Kuppen / Mulden
• Daten-/Softwareproblem: Ihr müsst mit den Daten und der Software
arbeiten, die euch zur Verfügung stehen.
• Skalenproblem: Wie gross sind Kuppen/Mulden in Relation zum Tier und
zu seinen Aktivitäten?
• Mengenproblem: Was sind die Auswirkungen weniger, räumlich eng
begrenzter Flächen auf das potentielle Habitatgebiet?
• Fazit: Keine triviale Lösung  Kreativität und Überlegung gefordert
Übung 5: Habitatanalyse
 http://lgbachtel.martinjob.ch/GR2003/foto/gross/murter_gaemsen.jpg
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GEO 243.2: Übungen zu Einführung in die Raumanalyse mit GIS
Dokumentation
1. Phase Problemanalyse / Arbeitsplanung:
• Arbeitsplan, inkl. Operationalisierung der Kriterien und Flussdiagramm
• BEVOR ihr mit der praktischen Arbeit beginnt
2. Phase Umsetzung:
• „Logbuch“: einzelne Arbeitsschritte, Namen von Input- und Outputdateien,
gewählte Parameter usw. (falls es mehrere Optionen gibt) festhalten
3. Phase Informationsaustausch:
•
•
•
•
mind. 1 thematische Karte des pot. Habitatgebiets
Projektbericht nach Vorgabe
1000 Worte für technische Beschreibung
1000 Worte für Interpretation und Auswertung (Details siehe Blatt mit
Zusatzinfos)
Übung 5: Habitatanalyse
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GEO 243.2: Übungen zu Einführung in die Raumanalyse mit GIS
Ideen für die Interpretation / Wertung
• Quantitative Auswertung: Wie gross ist z.B. das ausgewiesene
Habitatgebiet und welchem Anteil an der Parkfläche entspricht
dies? (Die Software hat viele Analyse-Tools; nutzt diese!)
• Ist das ermittelte potenzielle Habitatgebiet plausibel? (z.B.
Vergleich mit Literatur)
• War Ihre Operationalisierung der Habitatkriterien angemessen?
• Wären alternative Lösungen denkbar?
• Sind die verfügbaren Daten geeignet?
• Wo stosst ihr an Grenzen von GIS-Operationen, die von der
verwendeten Software angeboten werden?
• Sinnvolle Erweiterungen Ihres Habitatmodells?
• usw.  Auch hier: Ihre Kreativität ist gefragt
Übung 5: Habitatanalyse
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GEO 243.2: Übungen zu Einführung in die Raumanalyse mit GIS
Mögliches Endresultat
Übung 5: Habitatanalyse
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GEO 243.2: Übungen zu Einführung in die Raumanalyse mit GIS
Bewertung / Korrektur
Bewertung
• Bewertung gemäss den Kriterien auf Blatt mit Zusatzinfos
• Viel Gewicht auf Begründung des Lösungswegs und auf Auswertung und
Interpretation der Resultate
Korrektur
• durch M. Tomko und R. Weibel
• Erste Lesung bis MI 27.05.2015: Ungenügende Berichte werden
herausgefiltert  Benachrichtigung (am FR 29.05.2015) und danach
Möglichkeit zur Nachbesserung vor der Modulprüfung
• Danach Feinkorrektur und Bewertung
• Möglichkeit zur Einsicht bzw. Rückbesprechung der Übungsberichte zu
Beginn des nächsten Semesters
 Aufruf wird zu gegebener Zeit per Email folgen
Übung 5: Habitatanalyse
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GEO 243.2: Übungen zu Einführung in die Raumanalyse mit GIS
Umgang mit Quellen und Plagiate
• Für den Umgang mit Quellen (Textstellen, Abbildungen, Karten,
Daten) gelten die einschlägigen Richtlinien des Instituts bzw. der
UZH.
• Das heisst: Quellen (auch Internet sowie Bilder) werden immer
genannt, Zitate gekennzeichnet.
• Abschreiben, Plagiate: Wird nicht toleriert. Leichte Fälle erhalten
Notenabzug, bei schweren Fällen Ausschluss vom Modul und
Einleitung eines Disziplinarverfahrens.
 http://www.geo.uzh.ch/fileadmin/files/content/studium/All_Downloads/Plagiat.pdf
 http://www.lehre.uzh.ch/plagiate.html
Übung 5: Habitatanalyse
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Rekapitulation / Zeitplan
• Bis zum 05./06. Mai 2015: Konzeptarbeit
– Aufgabenstellung gut lesen (bis zur ersten Übungsstunde)
– erste Sichtung der Daten und GIS-Funktionen
– Wahl des Tieres; erste Problemanalyse
• 05./06. Mai 2015: Arbeitsplan und Arbeitsablaufsdiagramm
(Flussdiagramm) mit BetreuerInnen diskutierten und bestätigen
• 12./13. sowie 19./20. Mai 2015: Selbstständige Arbeit an der
Umsetzung des Habitatmodells, der Karte(n) und des Berichts
• !22. Mai 2015, 16:00 MEZ: Abgabe der Übung!
–
–
–
–
entweder direkt bei Martin Tomko im Büro Y25-J-80
oder ins Fach im Druckerraum Y25-J-07
Angabe, wo PDF des Berichts sowie GWS und Warehouse gespeichert
Bericht mit Angabe der Anzahl Worte versehen (exkl. Verzeichnisse)
Übung 5: Habitatanalyse
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Fragen?
Übung 5: Habitatanalyse
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