야생동물(Brown bear) 행동권 · 서식지 분석하기

야생동물(Brown bear)
행동권·서식지 분석하기
2018 도시시설물 공간정보 구축사업 – QGIS 실무
국립공원관리공단
유병혁

강의 순서
1. 무브뱅크(Movebank) 데이터 다운로드하기
2. 야생동물 행동권 분석
3. 좌표를 경로로 변환하기
4. 공간 시계열 데이터 가시화하기
5. 법정구역정보 · 수치표면모델(DSM) 다운로드
6. DSM을 이용한 구역 통계 · 지형 분석
7. 경사 방향-경사 지도 제작
8. 야생동물 서식지 적합성 분석

1.
 무브뱅크(Movebank)
 전세계 야생동물 추적 데이터를 저장하는 무료 온라인 데이터베이스
 막스플랑스조류연구소(Max Planck Institute for Ornithology, MPIO)
 공식 홈페이지: https://www.movebank.org/
무브뱅크(Movebank) 데이터 다운로드하기
-1. 무브뱅크(Movebank)란?

1.
-2. 데이터 조회
 데이터 조회
 User login > Tracking Data 클릭

1.

1.
 데이터 검색
 bear, Radio Transmitter, ‘Only studies where I can see data’ 체크
 Brown bear Slovenia 1993-1999 [n=22]

1.
 슬로베니아 불곰 데이터 다운로드
 Contact owner 클릭
-3. 데이터 다운로드

1.
 Open in studies page 클릭

1.
 Download search result 클릭

1.
 Csv > Download

1.
 CSV 데이터 추가
 레이어 > 레이어 추가 > 구분자로 분리된 텍스트 레이어를 추가
-4. 텍스트 레이어 추가

1.
 CSV 데이터 추가
 파일 선택 후, X 필드: location-long, Y 필드: location-lat 설정

1.

1.
 불곰 데이터 생성
 다른 이름으로 저장 > Bear.shp
 EPSG:3857

2.
 커널 밀도 추정(KDE: Kernel Density Estimation)
 반경(Radius): 열지도 탐색 반경(또는 커널 대역폭)을 미터 단위 또는 맵 단위로 지정
 http://www.geography.hunter.cuny.edu/~jochen/GTECH361/lectures/lecture11/
concepts/Kernel%20density%20calculations.htm
 https://docs.qgis.org/2.18/ko/docs/user_manual/plugins/plugins_heatmap.html
야생동물 행동권 분석
-1. 온도지도

2.
 온도지도(Heatmap)
 래스터 > 온도지도 > 온도지도
 (온도지도 기능이 보이지 않을 때)
 플러그인 > 플러그인 관리 및 설치
> 설치됨 > 목록 중 온도지도 체크
-1. 온도지도

2.
 온도지도(Heatmap)
 커널 형태
 https://en.wikipedia.org/wiki/Kernel_(stati
stics)
-1. 온도지도

2.
-1. 온도지도

2.
 컨벡스 헐(Convex hull)
 벡터 > 공간 연산 도구 > 컨벡스 헐
 전체 점을 감싸는 최소 볼록 다각형(MCP: Minimum Convex Polygon)
-2. 컨벡스 헐

2.
-2. 컨벡스 헐

2.
 온도지도 (스타일)
 Bear > 복제하기 >> 속성 > 스타일 > 온도지도
-3. 온도지도 (스타일)

2.
 온도지도 (스타일)
 편집 > 그래디언트 색상표
 불투명도 0%

2.

3.
 플러그인 > 플러그인 관리 및 설치 > ‘PointsToPaths’ 검색 및 설치
좌표를 경로로 변환하기
-1. PointsToPaths 설치

3.
 PointsToPaths
 Point group field
 individu_1
 Point order field
 timestamp
 Date format
 1994-04-23 22:00:00.000
 %Y-%m-%d %H:%M:%S.%f
-2. PointsToPaths 실행

3.
-2. PointsToPaths 실행

4.
 플러그인 > 플러그인 관리 및 설치 > ‘TimeManager’ 검색 및 설치
 https://anitagraser.com/projects/time-manager/
공간 시계열 데이터 가시화하기
-1. TimeManager 설치

4.
 플러그인 > TimeManager > Toggle visibility
-1. TimeManager 설치

4.
 Time manager settings
 Add layer > 레이어 추가 > Bear, Bear 복사, BearPath 추가
-2. TimeManager 실행

4.
-2. TimeManager 실행

5.
 GADM (Global Administrative Areas)
 전세계 국가 및 구역별 공간데이터 제공
 캘리포니아 대학교 데이비스 캠퍼스 '공간과학센터(Center for Spatial
Sciences)‘에서 제공(https://spatial.ucdavis.edu/)
 GADM maps and data | https://gadm.org/
 DATA 클릭
법정구역정보 · 수치표면모델(DSM) 다운로드
-1. 법정구역정보 다운로드

5.
 GADM data 선택
 현재 버전 3.6(2018년 5월 6일 배포)
 최소 3-6개월마다 갱신,
차기 버전은 6월 배포 예정
 학술 및 기타 비영리 이용은
무료 이용 가능
 재 배포 또는 영리적 이용은
사전 허가 필요
 country 선택

5.

5.
 GADM 다운로드
 Country > 국가 선택(Slovenia)
 포맷 선택
 Geopackage 포맷(*.gpkg): QGIS 3.0에서 기본 포맷으로 사용 중.
 Shapefile 포맷(*.shp, *.shx, *.dbf, *.prj)
 R sp 포맷(.rds), R sf포맷(.rds): R의 sp, sf 패키지에서 정의하는 객체
 [참고] Spatial Data Analysis and Modeling with R | http://www.rspatial.org/
 KMZ 포맷(*.kmz): Google Earth에서 열어볼 수 있음.
 SRS (Spatial Reference System: 공간참조체계)
 경도/위도이며, 지구 중심의 위치를 정의하는 데이텀(Datum)은 WGS84 -> EPSG:4326

5.
 GADM 데이터 열어보기(Shapefile)

5.
 GADM 데이터 열어보기

5.
 수치표면모델(Digital Surface Model, DSM)
 인공지물과 식생이 있는 지구 표면의 표고를 표현하기 위해 일정 간격의 격자
점마다 수치로 기록한 표고 모형을 뜻함.
 인공지물과 식생을 제외한 지형(bare earth)을 표현하는 수치표고모델
(Digital Elevation Model, DEM)과 구분됨.
 출처: 지형 공간정보체계 용어사전
 http://terms.naver.com/entry.nhn?docId=3475766&cid=58439&categoryId=
58439
-2. 수치표면모델 다운로드

5.
 수치표면모델(Digital Surface Model, DSM)
 센서가 탐지하는 첫 번째 반사면의 고도
 What is the difference between a DEM and a DSM?
 https://www2.usgs.gov/faq/categories/9865/5061

5.
 DSM과 DEM 비교
 그림 출처: 미국 훔볼트 주립대 GSP 216
 http://gsp.humboldt.edu/olm_2015/Courses/GSP_216_Online/lesson7-
1/applications.html

5.
 AW3D30 데이터셋
 전세계 30m급 DSM을 무료로 제공
 알로스(ALOS) 위성영상을 기반으로 제작
 ALOS Global Digital Surface Model
 "ALOS World 3D - 30m"(AW3D30)
 공식 홈페이지: http://www.eorc.jaxa.jp/ALOS/en/aw3d30/

5.
 알로스(ALOS) 위성
 What is ALOS?
 http://www.alos-restec.jp/en/staticpages/index.php/aboutalos
 Advanced Land Observing Satellite(육역관측기술위성)의 약어
 일본 이름은 'DAICHI(다이치)‘
 ‘일본 항공우주연구개발기구(JAXA)’에 의해 2006년 1월에 발사됨.
 JAXA는 Japan Aerospace eXploration Agency의 약어
 운용기간: 2006년 1월 24일 - 2011년 5월 12일까지
 폭 3.5m x 길이 4.5m x 높이 6.5m
 태양전지 패들: 폭 3m x 길이 22m
 총 중량: 4톤

5.
 프리즘(PRISM) 센서
 3개 센서(PRISM, AVNIR-2, PALSAR) 탑재
 DSM은 PRISM(프리즘) 센서 위성영상을 이용하여 제작
 프리즘 센서는 3개의 독립적인 광학 시스템 탑재
 연직(Nadir), 전방(Forward), 후방(Backward)
 관측 폭은 삼중 모드(Triplet mode)는 35km, 연직(Nadir only)은 70km임.

5.
 AW3D30 데이터셋
 공간해상도는 2.5m. 원본
DSM은 5m급 메시 제공
 5m급 AW3D를 평균값
(AVE) 으로 30m 재표집
 고도 정확도는 1 시그마를
기준으로 5m 표준편차
 현재 최신 버전은 2018년
4월 배포된 Version 2.1

5.
 사용자 등록(User Registration)
 http://www.eorc.jaxa.jp/ALOS/en/aw3d30/registration.htm
 1차 이메일: ALOS World 3D - 30m pre-registration -> URL 클릭
 2차 이메일: ALOS World 3D - 30m registration -> ID/Password 안내

5.
 AW3D 다운로드
 http://www.eorc.jaxa.jp/ALOS/en/aw3d30/data/index.htm

5.

5.
 _MSK: 마스크 정보(구름/눈, 육상/해양 구분 등)
 _STK: 5m 해상도 DSM을 생성하는데 사용된 DSM 파일 갯수

5.
 DSM 병합
 _DSM 폴더를 생성하고 DSM.tif 파일들(7개)을 이동

5.
 DSM 병합

5.
 DSM 병합
 래스터 > 기타 사항 > 병합

5.
 DSM 병합
 입력 디렉터리: _DSM
 출력 파일: DSM_MERGE
 gdal_merge
 http://www.gdal.org/gdal_merge.html

5.
 DSM 잘라내기
 GDAL/OGR > Clip raster by mask layer

5.
 DSM 잘라내기

6.
 구역 통계
 래스터 > 구역 통계 > 구역 통계
DSM을 이용한 구역 통계 · 지형 분석
-1. 구역 통계

6.
 구역 통계 가시화
 법정구역정보 단위로 가시화
-1. 구역 통계

6.
 투영 변환
 다른 이름으로 저장
 EPSG:4326에서 EPSG:3857로 변환
-2. 지형 분석

6.
 DEM (지형 모델)
 래스터 > 분석 > DEM (지형 모델)
-2. 지형 분석

6.
 경사(Slope)
 가파른 지형, 평평한 지형을 표현
-2. 지형 분석

6.
 경사 방향(Aspect)
 경사가 향하고 있는 나침반 방향. 북향(0°-90°), 남향(180°-270°)
-2. 지형 분석

7.
 경사 방향-경사 지도(Slope-Aspect Map)
 Aspect-Slope Maps in QGIS
 https://kingsgeocomputation.org/2016/03/16/aspect-slope-maps-in-qgis/
 지형의 경사 방향(direction)과 경사(steepness)를 동시에 표현
 경사 방향 범주는 색상(hue)으로, 경사도 등급은 채도(saturation)로 표현
-1. 경사 방향-경사 지도

7.
 경사 재분류
 GRASS GIS 7 commands > Raster > r.reclass
-2. 경사 방향-경사 재분류

7.
 경사 재분류

7.
 경사 방향 재분류
 GRASS GIS 7 commands > Raster > r.reclass

7.
 경사 방향 재분류

7.
 래스터 계산기
 경사 재분류 래스터와 경사 방향 재분류 래스터 결합
-3. 경사 방향-경사 지도 생성

7.
 래스터 계산기

7.
 경사 방향-경사 지도 스타일 적용
 QGIS 레이어 스타일 파일(*.qml) 불러오기

7.
 경사 방향-경사 지도 스타일 적용

8.
 벡터 > 공간 연산 도구 > Fixed distance buffer
 거리 100m
야생동물 서식지 적합성 분석
-1. 버퍼(Fixed distance buffer)

8.
 래스터 > 구역 통계 > 구역 통계
 수치표면모델(DSM), 경사(Slope) 값의 버퍼 내 평균, 표준편차 계산
-2. 구역 통계

8.
 래스터 > 래스터 계산기
 바이너리 적합성 지도(Binary Suitability Map) 계산
 ("DSM@1">=558.8 AND "DSM@1"<=818.2) * ("SLP@1">=3.2 AND "SLP@1"<=27.4)
-3. 이진 적합성 지도 제작

8.

8.
 이진 적합성 지도 vs. 등급 적합성 지도 비교
 http://www.innovativegis.com/basis/BeyondMappingSeries/BeyondMapping
_III/Topic7/BM_III_T7.htm

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