GAUSS – Promotionsprogramm für Umweltinformatik
Georg-August-Universität Göttingen
Titel
Eröffnungskolloquium
„Environmental Informatics“am 27.01.2006
Ökoinformatik
B.Sloboda
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Ökoinformatik / B. Sloboda
Gliederung
1. Werkzeuge der Ökologischen Informatik
2. Skalenebenen der Ökologischen Informatik
3. Beispiele1. Beispiel 1: Pappel: vom Gen zum Individuum
2. Beispiel 2: Überwindung der Skalenebene bei der Rhizosphäre
3. Beispiel 3: Struktur- und Funktionsmodellierung
4. Beispiel 4: Räumlicher Ansatz der Simulation forstlicher Biodynamik
4. Themenschwerpunkte für PhD
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Ökologische Informatik
Die ökologische Informatik wird in der internationalen Forschung als ein neues Forschungsgebiet in der Ökologie und in der angewandten Informatik definiert.
Sie ist ein interdisziplinäres Rahmenwerk, welches die Entwicklung und Anwendung der neuesten Informationstechnologien und mathematischen Modellierung in und zwischen allen Komplexitäts-und Skalenstufen eines Ökosystems fördert.
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Werkzeuge der Ökologischen Informatik
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Skalenebene der Ökologischen Informatik
• Die Ökologische Informatik behandelt Skalenebenen von der Genetik bis zur Landschaft
• enge Verknüpfung mit Bioinformatik, Geoinformatik und wissenschaftlichem Rechnen
• im folgenden erläutert durch 4 Beispiele
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Individuenebene: Wurzelsystem
nächste Skalenebene: Organ
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Beispiel 1
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Organebene: Wurzelsegmente
nächste Skalenebene: Zelle
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Zelluläre Ebene: Wurzelhaare
nächste Skalenebene: regulatorisches Netzwerk
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Genetisches Regelungsnetz der Wurzelhaarbildung
*nach Mendoza & Alvarez-Buylla 2000
TTG
CPC GL2
R homologAXR2
RHD6CTR1
ETR1
GEN ProteinUp-Regulation DownRegulation
1
oder
in der Landwirtschaft
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Agrarwissenschaft: Gerstenmodell
SoftwareGroIMP
FormalismusRGG
SpracheXL
j k, l m ==>j m,l k;
Modell
Teil des regulatorischen Netzwerks (Gibberellinsäure-Biosynthese)
GroIMP: Growth-grammar related Interactive Modelling Platform
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Projektintegration mit multiskaliertem Ansatz
Beispiel 2
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Struktur- und Funktionsmodellierung
• Struktur und Funktionsmodellierung mit extended Lindenmayer-Grammatiken (XL)
• Simulation mit GroIMP
• Simulation der Ontogenese der Pappel
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Beispiel 3
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Räumlicher Ansatz der Simulation forstlicher Biodynamik
• Simulator SIBYLA im GK 1086 Hainich – Biodiversität
• Beispiel zum Vergleich der Biodiversität im Laufe des Bestandeswachstums
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Beispiel 4
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Themenschwerpunkte für PhD Themen
Ökoinformatik• Skalentransfermodelle
• Struktur und Funktionsmodellefür Biota
• Erweiterte Lindenmayersysteme• Neuronale Netze
• Artificial Life• Biodiversitätsmodelle• Ökosystemmodelle
• RaumbezogeneUmweltinformationssysteme
• Visualisierung• Biometrische Modelle
u.ä.
Sprecher Sloboda