Vergleich von Landnutzungsmodellen
Landnutzungsmodelle
- Simulationen der Realität.
- Verständnis natürlicher Prozesse.
- Auswirkungen von Veränderungen verstehen.
- Zusammenhang verschiedener Mechanismen nachvollziehen.
- Auswirkungen auf die Nahrungskette untersuchen.
- Auswirkungen veränderter Nahrungssituation auf Algen und Makrophyten --- 50% des Sauerstoffs kommt aus den Meeren, Meere binden am meisten Kohlenstoff.
- Wüstenbildung vorhersagen und verhindern.
- Auswirkung von Änderungen auf den Fischfang
- Basis für raumbezogene Planungsaufgaben
Beispiel 1: Conversion of Land Use and Effects (CLUE-CR)
- Entwickelt an der Wageningen Agricultural University --- wau.nl
- Simuliert die Landnutzung in Raum und Zeit als Resultat natürlicher und menschlicher Prozesse.
- Typ: discrete finite state model
- Simuliert Auswirkungen bisheriger Landnutzung
- Sowie Auswirkungen von Naturkatastrophen
- Simuliert lokale, regionale und nationale Änderungen in Costa Rica
- Beachtet den technologischen Level der Gesellschaft, Wohlstand
- Costa Rica wird in Zellen von 7.5x7.5 km aufgeteilt: (913 Zellen)
- Aggregationen 1 bis bis 6-fach
- dadurch lokale, regionale und nationale Betrachtung
- Modell ist ausgerichtet auf Landwirtschaft
Beispiel 2: General Ecosystems Model
- Simulation unterschiedlicher homogener Systeme
- Feste Modellstruktur
- Algorithmen für Wasserhaushalt
- Reaktion von Algen- und Makrophyten-Gemeinschaften auf Nährstoffe, Wasser und andere Änderungen in der Umwelt.
- Enthält explizit ökologische Prozesse, Wasserstand, Pflanzenwachstum, Nahrungszyklus und Feuer
- Durch über 100 Parameter gut konfigurierbar.
- Modell kann für viele Bereiche angepaßt werden.
- Ziel: Einheitsmodell für heterogene Raster mit homogenen Zellen schaffen
Vergleich von Modellen (1)
- Inhaltlich verschieden
- Unterschiedliche Gebiete
- Unterschiedliche Techniken
- Unterschiedliche umfangreiche Räume
- Unterschiedliche Zeiträume
- Unterschiedliche Raster
- Externe Faktoren, Feedback
1. Versuch eines Vergleichs
- Forest Service Global Change Research Program (FSGRP)
- Kriterien für den Vergleich von Modellen:
- Ermittelt und bewertet das Modell voraussichtliche Auswirkungen auf die Struktur des Ökosystems Wald und dessen Funktion in der menschlichen Gesellschaft?
- Beurteilt das Modell mögliche Strategien für den ländlichen und städtischen Wald?
- Beurteilt das Modell mögliche ländliche und städtische Waldwirtschaftstätigkeiten?
- Deutliche Ausrichtung auf Interessen der Waldwirtschaft
- Ungeeignet für obige Modelle
- Kriterien spiegeln deutlich die Tendenz vieler Modelle wider. Die meisten Modelle und Untersuchungen betrachten nur wenige Kriterien und untersuchen nur weniger spezielle Fragestellungen.
- Sie sind daher inhaltlich sehr schlecht zu vergleichen.
2. Versuch eines Vergleichs
- Entworfen an der University of Indiana / US Department of Agriculture
- Drei Dimensionen
- Raum
- Zeit
- Menschliche Entscheidungen
- 2 übergeordnete Attribute
- Maßstab
- Komplexität
- Allerdings kein inhaltlicher Vergleich
Vergleichskriterium Raum
- Maßstab
- Auflösung
- Ausdehnung
- Komplexität
- representativ
kann Informationen bzw. Zusammenhänge in zwei, teilweise auch in drei räumlichen Dimensionen darstellen (z.B. den Längen- und Breitengrad bezeichnen sowie die geographische Höhe). - interaktiv
Modell definiert explizit Zusammenhänge und Interaktionen zwischen benachbarten Regionen.
- representativ
Vergleichskriterium Zeit
- Maßstab
- Intervall
- Zeitraum
- Komplexität
- kurzfristig: z.B. Weg zur Arbeit
- langfristig: z.B. Fruchtfolge auf dem Feld, Anschaffung von Treckern
Vergleichskriterium Entscheidungen
- Spieltheorie, Entscheidungen als Ergebmis verschiedener, auch externer, Faktoren, die kombiniert werden und die Prozese und Auswirkungen menschlicher Entscheidungen beeinflussen.
- Maßstab
- Agent: Akteur
- Domäne: größte betrachtete soziale Organisation
- Komplexität
von nicht komplex bis sehr komplex- Keine menschliche Entscheidungen, nur biophysikalische
- Menschliche Entscheidungen als Folge von Populationsgröße, -dichte und änderungen.
- Menschliche Entscheidungen als Folge von sozio-ökonomischen und biophysikalischen Variablen anders als Populationsgröße und -dichte.
- Eine Art von Agenten, deren Entscheidungen modelliert werden, in Bezug auf Variablen, die andere Prozesse und Resultate beeinflussen.
- Mehrere unterschiedliche Agenten, deren Entscheidungen modelliert werden, inkl. Änderungen in Domains udn Zeitschritten sowie Interaktionen.
Vergleichskriterien
| Maßstab | Komplexität | |
|---|---|---|
| Raum | Auflösung | interaktiv |
| Ausdehnung | repräsentativ | |
| Zeit | Intervall | kurzfristig |
| Zeitraum | langfristig | |
| Entscheidungen | Agent | nicht komplex |
| Domäne | sehr komplex |
Räumliche Anordnung der Komplexität
- A - Über die Zeit geführtes statistisches Modell ohne menschliche Komponenten.
- B - Über die Zeit geführtes Modell mit expliziten menschlichen Komponenten.
- C - traditionelle GIS
- D - GIS mit expliziter zeitlicher Komponente (z.B. Zellulärem Automat)
- E - Ökonometrische Modelle, Modelle aufgrund von Spieltheorie
- F - Spatial Modeling Environment
- * - optimales Modell
Vergleich von Modellen (2)
| CLUE-CR | Maßstab | Komplexität |
|---|---|---|
| Raum | 7.5 km x 7.5 km | ja |
| 51.128 km^2 | ja | |
| Zeit | 1 Monat | |
| 21 Jahre | ||
| Entscheidungen | 4 | |
| lokal, regional, national | ||
| GEM | Maßstab | Komplexität |
| Raum | 1 km x 1 km | ja |
| 404.687 km^2 | ja | |
| Zeit | 0.5 Tage | |
| beliebig | ||
| Entscheidungen | 1 | |
| n/a | ||
Einige Zellen sind leer, obwohl die Tabelle von den gleichen Leuten aufgestellt wurde, die auch die Kriterien entworfen haben.
Offenbar lassen sich noch nicht einmal diese Kriterien gleichermaßen auf alle Modelle anwenden.
Kritik an den Kriterien
- Kein inhaltlicher Vergleich
- Modelle zu unterschiedlich
- Probleme bei Anwendung
- Kriterien ausgelassen
- Können Modelle überhaupt verglichen werden?
Zusammenfassung
- Modelle helfen beim Verständnis
- Vorhersage von Problemen
- Modelle sind sehr unterschiedlich
- Vergleich auf technischer Ebene
- Selbst das ist offenbar schwierig