Модели пространственного распределения видов
В нашем предыдущем сообщении Визуализация на картах: мы рассматривали задачу двумерной интерполяции произвольного показателя и отображение его на картах. В настоящем сообщении мы пойдем дальше и обсудим проблему выделения областей встречаемости (или ареалов) биологических видов. Во введении и далее по тексту подробно рассматриваются основные теоретические концепции построения моделей пространственного распределения видов (SDM - species distribution models) и приводится достаточно обширный список литературных ссылок.
Для построения моделей в наших примерах используются те же картографические объекты и таблицы данных, что и в предыдущем сообщении. Однако в число предикторов моделей, кроме характеристик локальных биотопов исследованных рек, включен также набор геоморфологических и климатических показателей региона, скачиваемый с сервера свободно распространяемой информации WorldClim. Показаны основные функции работы с геоинформационными объектами типа raster.
Рассматриваются четыре основных направления построения моделей SDM:
- для данных типа "только наличие" вида (presence-only) показано применение моделей, основанных на формировании случайных наборов фоновых точек (pseudo-absence), которые реализуются программой BIOCLM из пакета dismo и модулем MaxEnt, использующем метод максимальной энтропии;
- распределение "виртуального вида" (virtual species) абстрагируется от данных экспедиционных исследований о встречаемости таксонов и моделирует ячеистую структуру в n-мерном пространстве, основываясь исключительно на факторах среды априори заданной фундаментальной экологической ниши;
- для данных типа "наличие-отсутствие вида" (presence-absence) показано построение различных моделей регрессионного типа: а) обычной линейной модели, б) модели lasso с использованием регуляризации, в) модели частных наименьших квадратов в редуцированном пространстве переменных, г) случайного леса (Random Forest), д) по методу опорных векторов с радиальным ядром, е) байесовской модели со смешанными параметрами, ж) коллективной модели;
- при моделировании совместного распределения ансамбля видов (JSDM - join species distribution models) описывается структура многомерной байесовской иерархической модели, представленной в составе пакета Hmsc и включающей пространственную автокорреляцию и филогенетический сигнал.
Текст сообщения в формате PDF может быть загружен с ресурса
http://www.ievbras.ru/ecostat/Kiril/R/Blog/18_SDM.pdf
