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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Ökoinformatik / B. Sloboda

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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Ökoinformatik / B. Sloboda

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

1

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

3

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