生態環境數據分析新篇章:Meta分析、R語言、Matlab、貝葉斯、結構方程模型等的前沿實踐

目錄

①Meta分析在生態環境領域里的應用

②R語言在生態環境領域中的應用

③MATLAB在生態環境數據處理與分析中的應用

④基于R語言piecewiseSEM結構方程模型在生態環境應用

⑤R語言貝葉斯方法在生態環境領域中的高階技術應用

更多應用


為了Meta分析問題的設計、基礎理論、軟件操作和結果解讀進行交流和互相學習,選取專門針對生態環境問題的Meta分析軟件——MetaWin進行講解。這個軟件是由生態環境領域最著名的Meta分析大師Jessica Gurevitch等人開發的,不涉及復雜的代碼編寫,界面簡單,操作方便,有利于初學者在短時間內較系統的掌握Meta分析的基本方法。

本教程重理論與實踐相結合。理論方面,針對Meta分析效應量的選取與計算、異質性檢驗、數據結構、固定效應和隨機效應模型、數據信息的獲取與偏倚分析、數據填補等知識進行系統的梳理。實踐方面,結合具體案例,針對MetaWin軟件的功能逐一介紹,并對結果如何導出和解讀進行全面講解。掌握生態環境領域相關問題Meta分析的基本思路與基本步驟,且通過一步步講解與上機操作,具備解決實際問題的能力。

①Meta分析在生態環境領域里的應用

Meta分析簡介
1、Meta分析簡介 2、現狀及發展趨勢 3、基本思路 4、常用軟件

Meta分析案例——步驟①
1、Meta分析選題 2、文獻資料的搜集與初篩 3、數據庫的建立 4、數據整合

Meta分析基礎理論
1、效應值的選取、計算與轉換 2、合并效應值的計算及異質性檢驗 3、非結構化數據、分組數據、連續數據 4、隨機效應模型

Meta分析案例——步驟②
1、效應值的選取與計算 2、合并效應值的計算 3、參數模型與非參數模型 4、分組分析與Meta回歸(單變量、雙變量) 5、累積/遞減Meta分析 6、模型比較(Model Building) 7、結果解讀

文獻偏倚與抽樣檢驗
1、圖形分析法 2、秩相關檢驗法 3、失安全數 4、偏倚結果的矯正——“Trim and Fill”

圖形繪制
1、森林圖 2、漏斗圖 3、加權直方圖及高斯擬合 4、正態分位數圖

注:請提前自備電腦及安裝所需軟件


②R語言在生態環境領域中的應用

R語言作為新興的統計軟件,以開源、自由、免費等特點風靡全球。生態環境領域研究內容廣泛,數據常多樣而復雜。利用R語言進行多元統計分析,從復雜的現象中發現規律、探索機制正是R的優勢。為此,本教程以魚類、昆蟲、水文、地形等多樣化的生態環境數據為例,在R語言的基本操作介紹基礎上,利用vegan、ade4、adespatial、stats、cluster、dendextend等多個程序包分析數據的分布、相關性、回歸、聚類、排序、空間結構和群落多樣性等內容,解讀其結果及生態學意義,并將數據分析和作圖展現集成于一體,引導讀者能夠系統運用R語言在生態環境領域進行多方位分析與探索。

專題一 R語言基本操作及語法
1、R的獲取和安裝 2、R的數據類型 3、R的函數 4、R包的載入及使用

專題二 探索性數據分析
案例一:不同物種的多度分析
案例二:不同物種在樣方中的空間分布
案例三:水文、地形等環境數據地圖

環境變量氣泡圖

專題三 相關性分析
1、不同變量之間的相關性分析
2、不同物種之間的差異及距離矩陣
3、圖解關聯矩陣

不同環境因子Pearson相關性圖

專題四 回歸分析
1、用lm()擬合回歸模型 2、一元及多元線性回歸 3、多項式回歸 4、回歸診斷 5、選擇最佳的回歸模型

生物量對各因素的回歸診斷圖

專題五 聚類分析
案例:樣方之間的不同類型聚類及比較 (單連接、完全連接、平均聚合聚類(UPGMA)、Ward最小方差聚類等)

兩種聚類樹及其比較

專題六 排序分析
1、主成分分析(PCA) 2、對應分析(CA) 3、主坐標分析(PCoA) 4、非度量多維尺度分析(NMDS)

專題七 數據空間分析
1、空間結構和空間分析概述 2、多元趨勢面分析 3、基于特征根的空間變量和空間建模 4、多尺度排序(MSO)

專題八 生物多樣性分析
1、生物群落的稀疏度分析 2、生物群落的alpha、beta和gamma多樣性 3、群落功能多樣性、功能組成和譜系多樣性

注:請提前自備電腦及安裝所需軟件


③MATLAB在生態環境數據處理與分析中的應用

系統地學習MATLAB編程可視化與繪圖-及在生態環境中的數據處理應用,更快地掌握各種數據處理分析以案例實操的形式呈現講解,更快熟悉數據處理及其分析方法,希望通過本次課程能進一步提高科研工作者對于人工智能及其MATLAB實現方法有更高的認識及實踐應用。

專題一、MATLAB編程入門
要點:介紹、案例演示、軟件界面、語法基礎、基本運算等

專題二、MATLAB編程入門
要點:腳本編寫、函數調用、循環控制、代碼調試、文件讀寫等

專題三、MATLAB可視化與繪圖
要點:交互式繪圖、編程繪圖、時序數據、三維數據、動畫制作等

專題四、時間序列數據處理與案例分析
要點:時間尺度、平滑插值、統計分析、參數擬合等
案例:野外站時間序列長期觀測數據分析等

專題五、圖像視頻數據處理與案例分析
要點:文件類型、特征提取、圖像分類、圖像匹配、視頻處理等
案例:野外植被物候相機觀測數據分析等

專題六、地圖矢量數據處理與案例分析
要點:地理空間數據、地圖投影與變換、地圖可視化等
案例:植被斑塊動態觀測數據分析等

專題七、遙感影像數據處理與案例分析
要點:非成像光譜、無人機航拍、衛星遙感影像等
案例:植被高光譜數據處理、無人機/衛星影像處理等

專題八、三維點云數據處理與案例分析
要點:點云文件讀寫、可視化分析、點云數據處理等
案例:無人機激光雷達點云數據處理與分析等

專題九、生態環境數值模型與案例分析
要點:生態環境系統過程模型、微分方程構建與求解等

注:請提前自備電腦及安裝所需軟件


④基于R語言piecewiseSEM結構方程模型在生態環境應用

基于R語言piecewiseSEM程序包,通過理論講解和實際操作相結合的方式,由淺入深地系統介紹結構方程模型的建立、擬合、評估、篩選和結果展示的全過程。我們篩選大量經典案例,這些案例來主流期刊,具有很大的參考和借鑒價值。訓練內容包括R語言入門、結構方程模型原理簡介、piecewise包簡介及應用案例、非正態分布變量分析、嵌套/分層/多水平數據分析、重復測量和時間數據分析、空間自相關數據分析、系統發育數據分析、復合變量分析、分類變量、非線性數據及數據分組分析。

本教程適合R語言和結構方程模型的初學者,也適合對結構方程模型有高階應用需求的研究生和科研人員,內容的設置是基于多年來與學員溝通和交流,使大家能夠利用piecewiseSEM解決構建結構方程模型過程中的眾多困擾。

專題1 R/Rstudio簡介及入門【提供視頻、教材、相關案例數據代碼】
(1)R及Rstudio介紹:背景、軟件及程序包安裝、基本設置等
(2)R語言基本操作,包括向量、矩陣、數據框及數據列表等生成和數據提取等
(3)R語言數據文件讀取、整理(清洗)、結果存儲等(含tidverse)
(4)R語言基礎繪圖(含ggplot):基本繪圖、排版、發表質量繪圖輸出存儲

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專題2 結構方程模型(SEM)介紹【提供視頻、教材、相關案例數據代碼】
(1)SEM的定義、生態學領域應用及歷史回顧
(2)SEM的基本結構
(3)SEM的估計方法
(4)SEM的路徑規則
(5)SEM路徑參數的含義
(6)SEM分析樣本量及模型可識別規則
(7)SEM構建基本流程

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專題3 piecewise包簡介及應用案例
(1)結構方程模型在生態學研究中的應用介紹及要點回顧
(2)piecewiseSEM結構方程模型基本原理
(3)piecewiseSEM結構方程模型構建應用案例

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專題4 piecewiseSEM非正態分布變量分析
(1)非正態分布數據VS非正態分布變量
(2)piecewiseSEM處理非正態變量的注意事項
(3)piecewiseSEM處理二項分布和泊松分布案例

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專題5 piecewiseSEM嵌套/分層/多水平數據分析
(1)嵌套/多水平/分層數據概述
(2)piecewiseSEM與混合/多水平/分層模型的結合
(3)均衡和不均衡結構嵌套/多水平/分層數據結構方程實例

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專題6 piecewiseSEM處理重復測量和時間數據
(1)時間重復測量數據特點簡介
(2)時間/重復測量數據的自相關問題
(3)piecewiseSEM處理時間自相關問題實例

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專題7 piecewiseSEM處理空間自相關數據
(1)數據空間自相關概述??
(2)piecewiseSEM處理空間自相關數據基本原理
(3)piecewiseSEM處理空間自相關問題實例

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專題8 piecewiseSEM處理系統發育數據
(1)系統發育相關問題介紹? ? ? ? ? ? ??
(2)系統發育相關數據納入結構方程模型實現途徑
(3)piecewiseSEM系統發育相關數據納入結構方程實例

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專題9 piecewiseSEM復合變量(composite)分析
(1)復合變量的定義及在生態學領域應用情景分析
(2)piecewiseSEM復合變量分析實現途徑
(3)piecewiseSEM復合變量分析案例

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專題10 piecewiseSEM處理分類變量
(1)分類變量介紹
(2)分類變量路徑系數含義及表達方式
(3)外生變量為分類變量分析案例

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專題11 piecewiseSEM非線性關系數據分析
(1)非線性數據簡介
(2)piecewiseSEM處理非線性數據途徑及案例
(3)piecewiseSEM處理變量間交互作用關系方式及案例

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專題12 piecewiseSEM數據分組(multigroup)分析
(1)分組數據vs分類變量vs交互作用
(2)數據分組分析實現途徑
(3)二分組及多分組模型分析及結果表達
(4)分組分析案例

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注:請提前自備電腦及安裝所需軟件


⑤R語言貝葉斯方法在生態環境領域中的高階技術應用

本教程包括回歸及結構方程模型概述及數據探索;R和Rstudio簡介及入門和作圖基礎;R語言數據清洗-tidyverse包;貝葉斯回歸與混合效應模型;貝葉斯空間自相關、時間自相關及系統發育相關數據分析;貝葉斯非線性數據分析;貝葉斯結構方程模型及統計結果作圖等。

不僅適合R語言和生態環境數據統計分析初學者,也適合有高階應用需求的研究生和科研人員。將通過大量實例講解,使大家能應對科研工作中復雜數據局面,選擇合適模型,提高數據分析能力。

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注:請提前自備電腦及安裝所需軟件


更多應用

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、物種氣候生態位、物候提取、Python地球科學、Noah-MP陸面過程模型、CLUE模型、Fragstats景觀格局分析、GEE遙感云大數據、Matlab/Python高光譜遙感、DICE模型、LEAP模型、雙碳、ArcGIS、ArcGIS Pro等...

ChatGPT科研繪圖丨土壤概念圖、地球氮循環概念圖、病毒、植物、動物細胞結構圖、全球植被類型分布圖、基金項目書概念圖-CSDN博客文章瀏覽閱讀1.2k次,點贊19次,收藏19次。可以面向科研選題、思維導圖、數據清洗、統計分析、高級編程、代碼調試、算法學習、論文檢索、寫作、翻譯、潤色、文獻輔助閱讀、文獻信息提取、輔助論文審稿、新聞撰寫、科技繪圖、地學繪圖(GIS地圖繪制)、概念圖生成、圖像識別、教學課件、教學案例生成、基金潤色、專業咨詢、文件上傳和處理、機器/深度學習訓練與模擬、大模型API二次開發等特定任務,生成文本、圖片、代碼、語音、視頻等不同形式的數據、模式和內容,成為不少科研工作者的第二大腦。_chatgpt科研繪圖https://blog.csdn.net/WangYan2022/article/details/135951245?spm=1001.2014.3001.5502如何利用ChatGPT處理文本、論文寫作、AI繪圖、文獻查閱、PPT編輯、編程等-CSDN博客文章瀏覽閱讀1.5k次,點贊29次,收藏24次。無論是進行代碼生成、錯誤調試還是解決編程難題,ChatGPT都能為您提供實用且高質量的建議和指導,提高編程效率和準確性。此外,ChatGPT是一位出色的合作伙伴,可以為您提供論文寫作的支持。它可以為您提供論文結構指導、段落重組建議,甚至是對論文內容的進一步拓展和豐富。利用ChatGPT的寫作能力,您可以更好地組織思路、提升論文的邏輯性和質量。https://blog.csdn.net/WangYan2022/article/details/135197513?spm=1001.2014.3001.5502遙感影像數據處理分析軟件與ChatGPT集成、多光譜數據分析與實踐、高光譜數據分析與實踐-CSDN博客文章瀏覽閱讀831次,點贊20次,收藏21次。重點介紹ChatGPT在遙感中的應用,人工智能在解釋復雜數據、提供見解和幫助決策過程方面的多功能性和強大性,這些都對遙感應用領域,比如環境監測、災害管理、城市規劃等至關重要。ChatGPT先進人工智能模型的開發,開辟了該領域的新領域。本課程全面介紹ChatGPT先進人工智能的基本概念及其在遙感中的應用。https://blog.csdn.net/WangYan2022/article/details/136182592?spm=1001.2014.3001.5502★關 注【科研充電吧】公 眾 號,獲取海量教程和資源

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