通過上一步的安裝,我們了解到InVEST模型有多個(gè)模塊,每一個(gè)模塊在說明文檔中都有詳細(xì)的介紹。下面主要介紹,如何打開運(yùn)行InVEST,了解它的輸入輸出和操作流程。
1. InVEST模型原理簡(jiǎn)介
InVEST模型采用生產(chǎn)函數(shù)的方法來量化和評(píng)估生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)。生產(chǎn)功能詳細(xì)說明了在相應(yīng)的條件和過程下,環(huán)境提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的輸出。一旦指定了生產(chǎn)函數(shù),我們可以量化其對(duì)土地變化的影響、或者是水體變化對(duì)生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)輸出的水平的影響。
InVEST使用了一種簡(jiǎn)單的框架,它描繪了―供應(yīng)、服務(wù)和價(jià),將生產(chǎn)功能和提供給人們的福利聯(lián)系了起來,如下圖所示。供應(yīng)指的是生態(tài)系統(tǒng)中的哪些內(nèi)容是潛在可用的(即:生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能可以提供什么)。例如,特定位置和密度的紅樹林對(duì)陸上的侵蝕和洪水的削減。服務(wù)結(jié)合了需求,從而使用該服務(wù)的受益者(例如,人們?cè)谀睦锷?、重要的文化?chǎng)所、基礎(chǔ)設(shè)施等)的信息。價(jià)值括了社會(huì)偏好,同時(shí)允許計(jì)算經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的指標(biāo)(例如,預(yù)防侵蝕和洪水損害的情況、被影響的人數(shù))。

根據(jù)利益相關(guān)者的協(xié)商和情景開發(fā),InVEST可以估算為當(dāng)前或在未來情景下提供的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的數(shù)量和價(jià)值。 簡(jiǎn)而言之是明確需求--設(shè)定場(chǎng)景--模型評(píng)估-再次服務(wù)決策的這么一個(gè)過程。如下圖所示。

InVEST的使用源于與一系列的利益相關(guān)者協(xié)商。通過討論,可以確定政策制定者、團(tuán)體和保護(hù)組織的利益問題。這些問題可能涉及到當(dāng)前的服務(wù)提供、以及未來新的方案、政策和條件將如何影響這些服務(wù)。對(duì)于未來的問題,利益相關(guān)者會(huì)開發(fā)―方來探索自然資源的預(yù)期變化的后果。這些情況通常包括未來的土地利用和土地覆蓋圖、或者是海洋模型圖、未來的沿海和海洋用途和沿海/海洋生境圖。生物物理和經(jīng)濟(jì)模型會(huì)對(duì)這些方案的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)價(jià)值進(jìn)行評(píng)估,而生物物理和經(jīng)濟(jì)模型可以生成幾種類型的輸出。
InVEST模型在空間上是明確的,它將使用地圖作為信息來源,并生成地圖作為輸出。InVEST的返回內(nèi)容可以是生物物理方面,包括絕對(duì)數(shù)量或相對(duì)幅度(例如,泥沙持留的噸數(shù)或泥沙持留的變化百分比),也可以是經(jīng)濟(jì)價(jià)值(例如,可以避免的、由輸沙量的改變導(dǎo)致的水處理成本的變化)。分析的空間范圍也比較靈活,允許用戶解決本地、區(qū)域或全球范圍內(nèi)的問題。InVEST的結(jié)果可以與利益相關(guān)者和決策者分享,這些人創(chuàng)建了情景,以便了解將來決策的效果。InVEST的使用是一個(gè)迭代過程,利益相關(guān)者可以根據(jù)模型所揭示的信息,選擇創(chuàng)建新的方案,直到確定合適的管理方案
2. 生境質(zhì)量模塊操作過程
0. 模塊所需數(shù)據(jù)簡(jiǎn)介
以生物多樣性模塊為例,下圖是生物多樣性模塊(也叫生境質(zhì)量)所需要的的輸入數(shù)據(jù),操作過程,和輸出結(jié)果。

其他模塊的數(shù)據(jù)輸入要求可以看參考文檔的總表格,詳細(xì)的需要干下面這件事情。
1. 詳細(xì)閱讀模塊內(nèi)容
這一步很重要,把模塊的內(nèi)容詳細(xì)閱讀了,就大概率明白了這塊的東西,也更清楚了模型的輸入和輸出數(shù)據(jù),哪些是必選的,以及為什么要選擇它們。花費(fèi)半個(gè)小時(shí),即可概略了解感興趣的模塊。

2. 運(yùn)行模型(示例數(shù)據(jù))
在開始菜單中找到InVEST文件夾,點(diǎn)擊Habitat Quality(即生境質(zhì)量模塊),即可運(yùn)行模型,模型界面如下。(一開始會(huì)沒有反應(yīng),稍等一下新界面就跳出來了)

按照官網(wǎng)文檔,需要檢查輸入數(shù)據(jù)(數(shù)值正確,無(wú)缺失數(shù)據(jù),同一個(gè)投影坐標(biāo)等)等等,可以參見https://storage.googleapis.com/releases.naturalcapitalproject.org/invest-userguide/latest/getting_started.html#running-models
現(xiàn)在針對(duì)界面上的每一個(gè)必填項(xiàng),把相應(yīng)的數(shù)據(jù)拖進(jìn)去,或者點(diǎn)擊文件夾選中對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。填完之后點(diǎn)擊運(yùn)行。這個(gè)時(shí)候如果不懂要填的內(nèi)容的含義,可以點(diǎn)擊右側(cè)的information圖標(biāo),或者再返回模塊的說明文檔。


運(yùn)行后,輸入文件內(nèi)容如下。其中output是后綴名。
- Parameter log, 每次模型運(yùn)行的參數(shù)記錄文件
- deg_sum_c_output,當(dāng)前景觀類型的相對(duì)生境退化水平。1代表退化度高,0代表退化度低。非生境的柵格(LULC,Hj=0)退化得分值為0。
- quality_c_output,當(dāng)前景觀類型的生境質(zhì)量。較高數(shù)值表示較好的生境質(zhì)量。非生境的景觀區(qū)域生境得分值為0。質(zhì)量得分值無(wú)量綱,不能反映特定的生物多樣性測(cè)量。
- rarity_c_output,當(dāng)前景觀類型的相對(duì)生境稀有性。該輸出只在具備基準(zhǔn)LULC地圖(輸入 # 3) 才能生成。值越接近1代表該生境類型越稀有。
因?yàn)槟P洼斎肓宋磥淼那榫?,所以結(jié)果中帶有f的文件表示未來景觀的三種指標(biāo)。在QGIS環(huán)境下,打開結(jié)果如下圖所示。

后續(xù)可以在此柵格的基礎(chǔ)上進(jìn)行分區(qū)統(tǒng)計(jì)等分析。
3. 操作后的感悟
整體來看,模型或者說具體模型的使用還是簡(jiǎn)單的,但是重點(diǎn)在于對(duì)內(nèi)部機(jī)理的理解。輸入數(shù)據(jù)的整理和規(guī)范化也是一塊耗時(shí)費(fèi)力的事情。
總而言之,針對(duì)感興趣的模塊,需要先把用戶手冊(cè)讀懂了(只讀對(duì)應(yīng)模塊和前言就行),然后再去搜搜文獻(xiàn),看看別人的用法,就會(huì)加深這塊的了解。當(dāng)然了,上手實(shí)踐才是最重要的。