03-Maxent 생물종 분포모델 실행하기

생물종 분포모델은 생물종이 기존에 서식하는 지역의 환경특성을 분석하여 아직 조사되지 않거나 알려지지 않은 지역이 과연 그 생물종에게 얼마나 적합한지를 확률로서 알려주는 모델이다.
기존의 로지스틱 회귀식과 달리 Maxent 알고리즘은 생물종이 출현한 지점의 환경특성을 고려하는 모델이다.
그리고 Maxent 프로그램은 사용하기 쉽고 널리 검증된 알고리즘을 적용한다.
이 글에서는 앞서 Maxent 프로그램을 설치(2022.07.16 - [Maxent 분포모델] - 01-Maxent 프로그램 설치하기)하고 예제파일을 다운로드(2022.07.16 - [Maxent 분포모델] - 02-Maxent 프로그램 예제 파일 다운로드) 했다면 예제파일을 이용해서 Maxent 프로그램을 전반적으로 어떻게 실행하는지에 대해서 설명한다.

1. 예제파일 확인하기

압축된 예제파일(tutorial_data.zip)을 작업폴더(예, c:\maxent_work\)에 압축을 풀면 다음 그림처럼 5개의 폴더와 3개의 파일이 생성된다. 5개 폴더 중 중요하게 보는 폴더 3개가 있는데 이는 samples, layers, ouputs 폴더이다.

예제파일 내용

먼저 samples 폴더를 보면 2개의 엑셀 csv파일을 볼 수 있다, csv 파일에서 3개의 필드변수가 중요합니다.
3개의 필드명은 사용자가 원하는대로 변경할 수 있지만 반드시 순서는 지켜야 합니다. 첫번째 필드는 종명, 두번째 필드는 경도나 x좌표, 세번째 필드는 위도나 y좌표이어야 합니다. 물론 좌표계는 동일해야합니다. 경위도 좌표계로 한다면 모든 파일은 경위도 좌표계이어야 하고 TM좌표계이면 모든 파일이 TM 2차원 좌표계 이어야 한다.

생물종 위치정보 csv 파일

다음 csv 파일구조는 반드시 지켜야 할 규칙입니다. species필드에는 1개 생물종을 입력해도 되고 여러 생물종을 입력해도 됩니다. x_경도와 y_위도는 순서대로 입력해야 하고 반드시 도분초 십진법(2022.07.14 - [지리정보시스템 (GIS)] - [실습-07]도분초를 도십진법으로 계산하기) 단위로 기록해야합니다.

생물종 위치정보 구조

2. 환경변수 GIS파일 확인하기

다음은 생물종 위치와 관련된 서식환경변수 파일이 있는 layers 폴더내용을 살펴보면 다음 그림처럼 총 14개 GIS 래스터 파일이 ascii파일 형태로 있는 것을 알 수 있다.
pre로 시작하는 파일은 강수량과 관련된 파일이고, tm으로 시작하는 파일은 기온과 관련된 파일이다. h_dem.asc 파일은 해발고도와 관련된 파일이고, eocreg.asc파일은 생물권역을 나타내는 파일이다.
특히 환경변수 관련 GIS파일은 모두 동일한 지리적 경계와 셀 크기를 가져야 합니다(즉, 모든 ASCII 파일의 헤더내용이 서로 완벽하게 일치해야 함).

환경변수 예제파일 확인하기

3. Maxent 프로그램 실행하기

생물종 위치정보를 나타내는 엑셀csv파일과 환경변수와 관련된 GIS파일이 준비되었다면 다음처럼 maxent.bat 파일을 실행하면 다음과 같이 Maxent 프로그램이 구동된다.

maxent 프로그램 실행하기

아래 왼쪽 그림의 samples에는 생물종 위치정보를 기록한 csv파일을 선택하고, environmental layers에는 환경변수를 포함하고 있는 폴더를 선택한다. 그리고 Maxent알고리즘이 실행한 결과는 output directory 부분에 output 폴더를 선택하면 된다.
최종적으로 Run버튼을 클릭하면 생물종 분포모델인 Maxent 알고리즘이 실행되고 결과파일은 output폴더에 저장된다.

생물종위치정보, 환경변수, 출력폴더 설정하기

4. Maxent 알고리즘 실행 결과

Maxent 프로그램을 실행한 결과로 얻어진 파일이 있는 outputs 폴더는 다음 그림과 같이 생물종 서식환경 적합지도와 그래프가 있는 plots폴더와 결과 파일에 대한 다양하고 결과를 평가하기 의해 유용한 정보를 담고 있는 8개 파일이 생성된 것을 알 수 있다. 이 중 핵심적인 파일은 Maxent 프로그램 실행결과가 저장되어 있는 html파일(bradypus_variegatus.html)이다.
그리고 생물종 서식환경 적합지도를 나타내는 asc(bradypus_variegatus.asc)파일은 GIS 프로그램에서 불러와서 추가적인 GIS분석에 이용할 수 있다.

Maxent 프로그램 실행결과 폴더

실행결과를 종합적으로 담고 있는 bradypus_variegatus.html 파일은 다음과 같다.

위의 일련의 작업과정은 다음 유투브 영상을 참조하면 쉽게 따라할 수 있다.
https://youtu.be/U2W14_kwPpw