Bakalářská práce

Veškerá použitá data shrnuje následující tabulka:

[1] https://download.geofabrik.de/europe/czech-republic.html
[2] https://www.czso.cz/csu/czso/databaze-registry
[3] Od vedoucího práce
[4] https://www.arcdata.cz/produkty/geograficka-data/arccr-500
[5] https://geoportal.cuzk.cz/WMS_ORTOFOTO_PUB/WMService.aspx
[6] https://gis-aopkcr.opendata.arcgis.com/

Vrstva mapování biotopů – VMB

Vrstva mapování biotopů (dále jen VMB) je výsledkem projektu mapování biotopů (v měřítku 1 : 10 000) v České republice, který započal roku 2000, a to za účelem vytvoření expertních datových zdrojů sloužících ke konceptu evropsky významných lokalit (EVL) pro stanoviště v soustavě Natura 2000. V roce 2005 byla dokončena, z čehož vyplývá, že dříve zmíněný cíl je dnes už prakticky naplněn. VMB disponuje s informacemi o stavu a výskytu přírodních biotopů v ČR. Aktualizace dat stále probíhá s dvanáctiletým cyklem. Vrstva je součástí druhé úrovně testování možné míry a soulad vstupních dat (zdroj, způsob generování aj.) při zachování aplikační logiky modelů.Integrace VMB s konsolidovanou vrstvou ekosystémů Kombinované vrstvy dala vzniku (polygonové) tzv. Detailní kombinované vrstvy (DKV). Vrstva obsahuje data o 152 typech biotopů v celé České republice.

Použité metody

V této práci je použito několik následujících metod a přístupů. Program Marxan k výpočtům řešení využívá metodu simulated annealing. Hodnocení stavu degradace biodiverzity probíhá na základě výpočtů hnacích sil průměrného zastoupení druhů. Byl také použit integrovaný přístup obou modelů a testování míry integrace.

Metoda BVM

Metodu BVM uvedl Josef Seják spolu s řešitelským kolektivem v roce 2003. Metodu lze primárně využít ke kvantifikaci ekologické ztráty způsobené vlivem přeměn přírodní krajiny, revitalizačních akcí i pro makroekonomické odhady vývoje přírodního kapitálu. Metoda nevyjadřuje, ale charakterizuje ekosystémové souvislosti fungování krajiny. Princip metody spočívá v mezidisciplinárních odborných hodnoceních všech různých druhů biotopů, jež se vyskytují na určitém území. První aplikování metody proběhlo v Hesenku, avšak později byla použita i na území ČR. Vychází z tzv. hesenské metody a reflektuje zvláště aspekty biodiverzity biotopů jako určitých prostředí pro určité druhy rostlinné a živočišné složky. Patří zde aspekty jako jsou např. přirozenost, ohrožení, citlivost či vzácnost typu biotopu. Bodové hodnoty biotopů jsou převedeny na peněžní hodnoty pomocí průměrných národních nákladů potřebných k dosažení přírůstku jednoho bodu, tj. nákladů na udržování a zlepšování biotopů jako specifických prostředí pro zdravé ekosystémy (Seják a kol., 2003). Metoda BVM byla v práci použita k výpočtům hodnot bodové ceny krajiny Cost v rámci použití modelu Marxan.

Metoda modelu Marxan

Marxan analýza je primárně založena na metodě zvané simulated annealing. Jedná se o stochastický optimalizační algoritmus, jež prohledává definovaný prostor. Je charakteristický svou rychlostí a přesností. Využívá princip objektivní funkce, jež pracuje s dalšími optimalizačními metodami, např. greedy algorithm. Výpočty modelem Marxan byly realizovány pro tři základní scénáře s rozdílnými hodnotami vstupních parametrů, dále pak bylo provedeno pokročilé zpracování výpočtů. Pro generování vstupních souborů v QGIS byl použit zásuvný modul CLUZ.

Metoda modelu CZ-GLOBIO

Metoda aplikace modelu CZ-GLOBIO spočívá ve výpočtu dílčích hnacích sil (dále driverů) průměrného zastoupení druhů MSA (Mean Species Abundance). Matematickým vynásobením hodnot dílčích driverů lze získat hodnoty pro výsledný index 𝑀𝑆𝐴(𝑡𝑜𝑡) – indikátor stavu narušenosti přírodnosti.

𝑀𝑆𝐴(𝑡𝑜𝑡) = 𝑀𝑆𝐴𝑙(𝑢) × 𝑀𝑆𝐴(𝑓) × 𝑀𝑆𝐴(𝑖) × 𝑀𝑆𝐴(𝑛) × 𝑀𝑆𝐴(cc)

𝑀𝑆𝐴(𝑡𝑜𝑡) – indikátor průměrného zastoupení druhů
𝑀𝑆𝐴𝑙(𝑢) – driver využití země
𝑀𝑆𝐴(𝑓) – driver fragmentace území
𝑀𝑆𝐴(𝑖) – driver vývoje infrastruktury
𝑀𝑆𝐴(𝑛) – driver ukládání atmosférického dusíku
𝑀𝑆𝐴(cc) – driver klimatické změny.

Proto bylo nutno zpracovat vstupní data využití země, množství ukládání atmosférického dusíku, míry infrastruktury, míry fragmentace území pro lokalitu CHKO Beskydy v prostředí GIS.

Metody integrace

Testování integrace modelů vychází z několika dílčích přístupů. Prvním z nich je testování aplikace obou modelů v jednotném GIS rozhraní (ArcGIS a QGIS). Dále testování možné míry a souladu vstupních dat (výchozí datový zdroj, způsob generování) v obou zmíněných GIS. Závěrečný přístup spočívá v navržení a testování minimálně třech různých pracovních postupů, při kterých modely vzájemně využívají své jednotlivé výstupy ke kalibraci a rozšíření vstupních informací. První postup se týká výpočtů pomocí Marxan analýzy jednotlivých modifikací, vypočtených individuálně pro dané scénáře. Druhý postup spočívá ve výpočtu modifikovaných hodnot v modelu Marxan, kde figurovaly hodnoty MSAf a MSAtot jako modifikátory hodnot vstupních parametrů. Posledním pracovním postupem je integrace na úrovni interpretace.