生态环境数据分析新篇章:Meta分析、R语言、Matlab、贝叶斯、结构方程模型等的前沿实践

目录

①Meta分析在生态环境领域里的应用

②R语言在生态环境领域中的应用

③MATLAB在生态环境数据处理与分析中的应用

④基于R语言piecewiseSEM结构方程模型在生态环境应用

⑤R语言贝叶斯方法在生态环境领域中的高阶技术应用

更多应用


为了Meta分析问题的设计、基础理论、软件操作和结果解读进行交流和互相学习,选取专门针对生态环境问题的Meta分析软件——MetaWin进行讲解。这个软件是由生态环境领域最著名的Meta分析大师Jessica Gurevitch等人开发的,不涉及复杂的代码编写,界面简单,操作方便,有利于初学者在短时间内较系统的掌握Meta分析的基本方法。

本教程重理论与实践相结合。理论方面,针对Meta分析效应量的选取与计算、异质性检验、数据结构、固定效应和随机效应模型、数据信息的获取与偏倚分析、数据填补等知识进行系统的梳理。实践方面,结合具体案例,针对MetaWin软件的功能逐一介绍,并对结果如何导出和解读进行全面讲解。掌握生态环境领域相关问题Meta分析的基本思路与基本步骤,且通过一步步讲解与上机操作,具备解决实际问题的能力。

①Meta分析在生态环境领域里的应用

Meta分析简介
1、Meta分析简介 2、现状及发展趋势 3、基本思路 4、常用软件

Meta分析案例——步骤①
1、Meta分析选题 2、文献资料的搜集与初筛 3、数据库的建立 4、数据整合

Meta分析基础理论
1、效应值的选取、计算与转换 2、合并效应值的计算及异质性检验 3、非结构化数据、分组数据、连续数据 4、随机效应模型

Meta分析案例——步骤②
1、效应值的选取与计算 2、合并效应值的计算 3、参数模型与非参数模型 4、分组分析与Meta回归(单变量、双变量) 5、累积/递减Meta分析 6、模型比较(Model Building) 7、结果解读

文献偏倚与抽样检验
1、图形分析法 2、秩相关检验法 3、失安全数 4、偏倚结果的矫正——“Trim and Fill”

图形绘制
1、森林图 2、漏斗图 3、加权直方图及高斯拟合 4、正态分位数图

注:请提前自备电脑及安装所需软件


②R语言在生态环境领域中的应用

R语言作为新兴的统计软件,以开源、自由、免费等特点风靡全球。生态环境领域研究内容广泛,数据常多样而复杂。利用R语言进行多元统计分析,从复杂的现象中发现规律、探索机制正是R的优势。为此,本教程以鱼类、昆虫、水文、地形等多样化的生态环境数据为例,在R语言的基本操作介绍基础上,利用vegan、ade4、adespatial、stats、cluster、dendextend等多个程序包分析数据的分布、相关性、回归、聚类、排序、空间结构和群落多样性等内容,解读其结果及生态学意义,并将数据分析和作图展现集成于一体,引导读者能够系统运用R语言在生态环境领域进行多方位分析与探索。

专题一 R语言基本操作及语法
1、R的获取和安装 2、R的数据类型 3、R的函数 4、R包的载入及使用

专题二 探索性数据分析
案例一:不同物种的多度分析
案例二:不同物种在样方中的空间分布
案例三:水文、地形等环境数据地图

环境变量气泡图

专题三 相关性分析
1、不同变量之间的相关性分析
2、不同物种之间的差异及距离矩阵
3、图解关联矩阵

不同环境因子Pearson相关性图

专题四 回归分析
1、用lm()拟合回归模型 2、一元及多元线性回归 3、多项式回归 4、回归诊断 5、选择最佳的回归模型

生物量对各因素的回归诊断图

专题五 聚类分析
案例:样方之间的不同类型聚类及比较 (单连接、完全连接、平均聚合聚类(UPGMA)、Ward最小方差聚类等)

两种聚类树及其比较

专题六 排序分析
1、主成分分析(PCA) 2、对应分析(CA) 3、主坐标分析(PCoA) 4、非度量多维尺度分析(NMDS)

专题七 数据空间分析
1、空间结构和空间分析概述 2、多元趋势面分析 3、基于特征根的空间变量和空间建模 4、多尺度排序(MSO)

专题八 生物多样性分析
1、生物群落的稀疏度分析 2、生物群落的alpha、beta和gamma多样性 3、群落功能多样性、功能组成和谱系多样性

注:请提前自备电脑及安装所需软件


③MATLAB在生态环境数据处理与分析中的应用

系统地学习MATLAB编程可视化与绘图-及在生态环境中的数据处理应用,更快地掌握各种数据处理分析以案例实操的形式呈现讲解,更快熟悉数据处理及其分析方法,希望通过本次课程能进一步提高科研工作者对于人工智能及其MATLAB实现方法有更高的认识及实践应用。

专题一、MATLAB编程入门
要点:介绍、案例演示、软件界面、语法基础、基本运算等

专题二、MATLAB编程入门
要点:脚本编写、函数调用、循环控制、代码调试、文件读写等

专题三、MATLAB可视化与绘图
要点:交互式绘图、编程绘图、时序数据、三维数据、动画制作等

专题四、时间序列数据处理与案例分析
要点:时间尺度、平滑插值、统计分析、参数拟合等
案例:野外站时间序列长期观测数据分析等

专题五、图像视频数据处理与案例分析
要点:文件类型、特征提取、图像分类、图像匹配、视频处理等
案例:野外植被物候相机观测数据分析等

专题六、地图矢量数据处理与案例分析
要点:地理空间数据、地图投影与变换、地图可视化等
案例:植被斑块动态观测数据分析等

专题七、遥感影像数据处理与案例分析
要点:非成像光谱、无人机航拍、卫星遥感影像等
案例:植被高光谱数据处理、无人机/卫星影像处理等

专题八、三维点云数据处理与案例分析
要点:点云文件读写、可视化分析、点云数据处理等
案例:无人机激光雷达点云数据处理与分析等

专题九、生态环境数值模型与案例分析
要点:生态环境系统过程模型、微分方程构建与求解等

注:请提前自备电脑及安装所需软件


④基于R语言piecewiseSEM结构方程模型在生态环境应用

基于R语言piecewiseSEM程序包,通过理论讲解和实际操作相结合的方式,由浅入深地系统介绍结构方程模型的建立、拟合、评估、筛选和结果展示的全过程。我们筛选大量经典案例,这些案例来主流期刊,具有很大的参考和借鉴价值。训练内容包括R语言入门、结构方程模型原理简介、piecewise包简介及应用案例、非正态分布变量分析、嵌套/分层/多水平数据分析、重复测量和时间数据分析、空间自相关数据分析、系统发育数据分析、复合变量分析、分类变量、非线性数据及数据分组分析。

本教程适合R语言和结构方程模型的初学者,也适合对结构方程模型有高阶应用需求的研究生和科研人员,内容的设置是基于多年来与学员沟通和交流,使大家能够利用piecewiseSEM解决构建结构方程模型过程中的众多困扰。

专题1 R/Rstudio简介及入门【提供视频、教材、相关案例数据代码】
(1)R及Rstudio介绍:背景、软件及程序包安装、基本设置等
(2)R语言基本操作,包括向量、矩阵、数据框及数据列表等生成和数据提取等
(3)R语言数据文件读取、整理(清洗)、结果存储等(含tidverse)
(4)R语言基础绘图(含ggplot):基本绘图、排版、发表质量绘图输出存储

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专题2 结构方程模型(SEM)介绍【提供视频、教材、相关案例数据代码】
(1)SEM的定义、生态学领域应用及历史回顾
(2)SEM的基本结构
(3)SEM的估计方法
(4)SEM的路径规则
(5)SEM路径参数的含义
(6)SEM分析样本量及模型可识别规则
(7)SEM构建基本流程

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专题3 piecewise包简介及应用案例
(1)结构方程模型在生态学研究中的应用介绍及要点回顾
(2)piecewiseSEM结构方程模型基本原理
(3)piecewiseSEM结构方程模型构建应用案例

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专题4 piecewiseSEM非正态分布变量分析
(1)非正态分布数据VS非正态分布变量
(2)piecewiseSEM处理非正态变量的注意事项
(3)piecewiseSEM处理二项分布和泊松分布案例

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专题5 piecewiseSEM嵌套/分层/多水平数据分析
(1)嵌套/多水平/分层数据概述
(2)piecewiseSEM与混合/多水平/分层模型的结合
(3)均衡和不均衡结构嵌套/多水平/分层数据结构方程实例

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专题6 piecewiseSEM处理重复测量和时间数据
(1)时间重复测量数据特点简介
(2)时间/重复测量数据的自相关问题
(3)piecewiseSEM处理时间自相关问题实例

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专题7 piecewiseSEM处理空间自相关数据
(1)数据空间自相关概述  
(2)piecewiseSEM处理空间自相关数据基本原理
(3)piecewiseSEM处理空间自相关问题实例

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专题8 piecewiseSEM处理系统发育数据
(1)系统发育相关问题介绍              
(2)系统发育相关数据纳入结构方程模型实现途径
(3)piecewiseSEM系统发育相关数据纳入结构方程实例

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专题9 piecewiseSEM复合变量(composite)分析
(1)复合变量的定义及在生态学领域应用情景分析
(2)piecewiseSEM复合变量分析实现途径
(3)piecewiseSEM复合变量分析案例

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专题10 piecewiseSEM处理分类变量
(1)分类变量介绍
(2)分类变量路径系数含义及表达方式
(3)外生变量为分类变量分析案例

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专题11 piecewiseSEM非线性关系数据分析
(1)非线性数据简介
(2)piecewiseSEM处理非线性数据途径及案例
(3)piecewiseSEM处理变量间交互作用关系方式及案例

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专题12 piecewiseSEM数据分组(multigroup)分析
(1)分组数据vs分类变量vs交互作用
(2)数据分组分析实现途径
(3)二分组及多分组模型分析及结果表达
(4)分组分析案例

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注:请提前自备电脑及安装所需软件


⑤R语言贝叶斯方法在生态环境领域中的高阶技术应用

本教程包括回归及结构方程模型概述及数据探索;R和Rstudio简介及入门和作图基础;R语言数据清洗-tidyverse包;贝叶斯回归与混合效应模型;贝叶斯空间自相关、时间自相关及系统发育相关数据分析;贝叶斯非线性数据分析;贝叶斯结构方程模型及统计结果作图等。

不仅适合R语言和生态环境数据统计分析初学者,也适合有高阶应用需求的研究生和科研人员。将通过大量实例讲解,使大家能应对科研工作中复杂数据局面,选择合适模型,提高数据分析能力。

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注:请提前自备电脑及安装所需软件


更多应用

包含:InVEST模型、PLUS模型、DNDC模型、APSIM模型、DSSAT模型、MAXENT模型、CENTURY模型、CASA模型、BGC模型、CLM模式、CESM模式、CLUE模型、FLUS模型、PROSAIL模型、Meta分析、BIOMOD2模型、物种气候生态位、物候提取、Python地球科学、Noah-MP陆面过程模型、CLUE模型、Fragstats景观格局分析、GEE遥感云大数据、Matlab/Python高光谱遥感、DICE模型、LEAP模型、双碳、ArcGIS、ArcGIS Pro等...

ChatGPT科研绘图丨土壤概念图、地球氮循环概念图、病毒、植物、动物细胞结构图、全球植被类型分布图、基金项目书概念图-CSDN博客文章浏览阅读1.2k次,点赞19次,收藏19次。可以面向科研选题、思维导图、数据清洗、统计分析、高级编程、代码调试、算法学习、论文检索、写作、翻译、润色、文献辅助阅读、文献信息提取、辅助论文审稿、新闻撰写、科技绘图、地学绘图(GIS地图绘制)、概念图生成、图像识别、教学课件、教学案例生成、基金润色、专业咨询、文件上传和处理、机器/深度学习训练与模拟、大模型API二次开发等特定任务,生成文本、图片、代码、语音、视频等不同形式的数据、模式和内容,成为不少科研工作者的第二大脑。_chatgpt科研绘图https://blog.csdn.net/WangYan2022/article/details/135951245?spm=1001.2014.3001.5502如何利用ChatGPT处理文本、论文写作、AI绘图、文献查阅、PPT编辑、编程等-CSDN博客文章浏览阅读1.5k次,点赞29次,收藏24次。无论是进行代码生成、错误调试还是解决编程难题,ChatGPT都能为您提供实用且高质量的建议和指导,提高编程效率和准确性。此外,ChatGPT是一位出色的合作伙伴,可以为您提供论文写作的支持。它可以为您提供论文结构指导、段落重组建议,甚至是对论文内容的进一步拓展和丰富。利用ChatGPT的写作能力,您可以更好地组织思路、提升论文的逻辑性和质量。https://blog.csdn.net/WangYan2022/article/details/135197513?spm=1001.2014.3001.5502遥感影像数据处理分析软件与ChatGPT集成、多光谱数据分析与实践、高光谱数据分析与实践-CSDN博客文章浏览阅读831次,点赞20次,收藏21次。重点介绍ChatGPT在遥感中的应用,人工智能在解释复杂数据、提供见解和帮助决策过程方面的多功能性和强大性,这些都对遥感应用领域,比如环境监测、灾害管理、城市规划等至关重要。ChatGPT先进人工智能模型的开发,开辟了该领域的新领域。本课程全面介绍ChatGPT先进人工智能的基本概念及其在遥感中的应用。https://blog.csdn.net/WangYan2022/article/details/136182592?spm=1001.2014.3001.5502★关 注【科研充电吧】公 众 号,获取海量教程和资源

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