안녕하세요? 이번 글은 야생동물 행동권 분석 기법의 일종인 최소 볼록 다각형(Minimum Convex Polygon: MCP)에 대해 학습해 보겠습니다.
행동권(home range)란 동물이 주기적으로 서식하고 이동하는 영역을 지칭합니다. 동물 영역(territory) 개념과 연관되어
있으며, 1943년 W. H. Burt에 의해 소개되었습니다. 그는 다른 시간에 동물이 관찰된 곳을 보여주는 지도를 그렸습니다.
출처: http://www.seaturtle.org/library/BurtWH_1943_JMammal.pdf
아래 자료는 그랜드 티턴 국립공원 및 존 D. 록펠러 주니어 기념공원길을 대상으로 한 자연 및 문화자원 바이탈 사인 2017 보고서의 일부입니다.
회색 늑대(gray wolves)의 행동권을 MCP로 표현하고 있는데요, 여기서는 슬로베니아 불곰 데이터를 대상으로 MCP를 구현해 보도록 하겠습니다.
Grand Teton National Park & the John D. Rockefeller Jr. Memorial Parkway: Natural and Cultural Resources Vital Signs 2017 Report
바로가기: https://www.nps.gov/grte/learn/nature/vital-signs.htm
행동권을 측정하는 가장 간단한 방법은 데이터 주위에 가능한 가장 작은 볼록 다각형(convex polygon)을 만드는 것입니다.
MCP는 범위를 과대 평가하는 경향이 있으나, 행동권 분석의 기본이 되는 방법이므로 직접 실습해 보도록 하겠습니다.
먼저, 슬로베니아 불곰 데이터를 열람해 봅니다.
전체 불곰 데이터 중 하나를 따로 분리해서 MCP를 적용해보도록 하겠습니다.
일단, points 레이어를 우클릭한 후 '객체 수 표시'를 클릭하면,
아래와 같이 곰 개체별 좌표 갯수가 표시됩니다. 첫번째 ancka(앵커) 데이터를 선택해볼까요?!
상단 '속성 툴바'에서 '표현식으로 객체 선택'을 클릭합니다.
'Select by ｅxpression - points' 창에서,
아래와 같이 'tag_indent' 필드값이 'ancka'인 객체만을 선택합니다.
ancka 객체가 선택된 상태에서 points 레이어를 우클릭하고 '내보내기 > 선택한 객체를 다른 이름으로 저장'을 선택합니다.
ancka.shp으로 선택한 객체를 저장합니다.
아래와 같이 ancka 객체가 새 벡터 레이어로 생성되었습니다.
'공간 처리 > 툴박스'를 클릭하고 '벡터 도형 > 최소 경계 도형'을 실행합니다.
최소 경계 도형의 각 기능은 아래 글을 참조하시면 됩니다.
Minimum bounding geometry | https://docs.qgis.org/testing/en/docs/user_manual/processing_algs/qgis/vectorgeometry.html#minimum-bounding-geometry
MCP를 위한 도형 유형은 볼록 껍질(Convex Hull)을 선택하겠습니다.
파일명은 ancka_mcp.shp로 설정하고 실행해 보겠습니다. 결과를 확인해볼까요?!
아래와 같이 ancka 객체에 대한 MCP가 계산되었습니다.
속성 테이블에는 면적(area)과 둘레(perimeter)가 자동 계산되었는데요, ancka의
좌표계가 EPSG:4326, 즉 지리좌표계라 단위가 도(degrees)로 계산된 것을 보실 수 있습니다.
속성 테이블에 정의된 utm_zone을 참고하여 이 레이어 좌표계를 투영 좌표계로 변환해 보겠습니다.
ancka.shp를 '내보내기 > 객체를 다른 이름으로 저장'을 클릭하고,
'좌표계 선택' 버튼을 클릭하고,
필터에 '33n'을 검색하여 'EPSG:32633'을 선택해 줍니다.
투영 좌표계를 정의한 벡터 레이어를 ancka_utm33.shp로 저장하겠습니다.
다시 최소 경계 도형을 계산해 보면, 이제는 면적과 둘레가 미터(meters) 단위로 계산된 것을 보실 수 있습니다.
최소 경계 도형을 points.shp에 적용해 보겠습니다(좌표계 변환 후 실행). 실행 결과는 아래와 같습니다.
어느 곰의 행동권이 가장 넓을까요?! 공간처리 툴박스에서 '그래픽 > 막대 그래프'를 실행해 보겠습니다.
아래와 같이 klemen(클레멘) 개체의 행동권이 가장 넓은 것을 확인할 수 있습니다. 차트는 플로틀리(https://plot.ly/) 기반입니다.
