9 de mai de 2013

OpenModeller: modelagem de nicho ecológico

O openModeller é uma ferramenta versátil para gerar modelos de distribuição potencial de espécies com base no nicho ecológico. Desenvolvido pelo CRIA, ele está sendo utilizado pela comunidade científica no mundo todo.


Modelos de distribuição potencial de espécies com base no nicho ecológico têm sido cada vez mais utilizados em diversas situações aplicadas e acadêmicas, como a indicação de áreas prioritárias para conservação da biodiversidade, a avaliação do potencial de invasão de espécies exóticas, o estudo de impactos de mudanças climáticas na biodiversidade e o acompanhamento de vetores de doenças infecciosas. Basicamente, modelos de nicho ecológico costumam ser gerados a partir de um conjunto de locais onde se sabe que a espécie ocorre e de um conjunto de variáveis ambientais (p.ex. climáticas, topográficas) que afetam a distribuição da espécie. O procedimento de modelagem é feito por algoritmos e os resultados podem ser projetados numa região geográfica indicando áreas supostamente adequadas à sobrevivência da espécie.

Panorama básico da modelagem de nicho ecológico.

openModeller oferece um ambiente computacional para a modelagem de nicho ecológico com a proposta de disponibilizar um framework que auxilie a construção de modelos por pesquisadores e tomadores de decisão. O openModeller é o único software desta categoria que apresenta arquitetura modular, possui código aberto, está disponível gratuitamente, permite a inclusão de vários algoritmos de modelagem (p.ex. Maxent, GARP), tem versões em diferentes plataformas (p.ex. Windows, Mac OSX e GNU/Linux), suporta vários formatos de dados e foi planejado de maneira que várias interfaces pudessem ser criadas valendo-se do mesmo conjunto básico de funcionalidades (p.ex. gráfica, linha de comando, Web e serviço Web).

Modelo da distribuição potencial de Godmania dardanoi (Bignoniaceae), uma planta supostamente com deficiência de dados e possivelmente ameaçada de extinção. O volume de dados disponíveis na rede speciesLink é suficiente para gerar um modelo preliminar que indica uma área de distribuição potencial restrita ao semiárido brasileiro, possibilitando uma reavaliação do status de ameaça com base no conhecimento disponível [fonte BioGeo].

Breve histórico
O openModeller surgiu a partir do projeto speciesLink com o objetivo de demonstrar uma possível aplicação para dados de amostras depositadas em coleções biológicas. Ele foi desenvolvido como Software Livre e gratuito (sob licença GPL), incentivando a participação de pesquisadores e instituições em seu desenvolvimento. Historicamente houve parcerias com várias instituições, como a Universidade do Kansas, a Universidade de Reading, o projeto Incofish e a Universidade do Colorado, além do Global Biodiversity Information Facility (GBIF) que há muitos anos utiliza o serviço de modelagem do openModeller em seu portal na Web.

Em 2006, o openModeller foi objeto de um projeto temático da FAPESP com 4 anos de duração. Além do Centro de Referência em Informação Ambiental (CRIA), participaram o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) e a Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Vários desenvolvimentos importantes foram viabilizados através deste projeto, que também gerou uma série de publicações. Em 2009 foi publicado o principal artigo sobre o openModeller na revista GeoInformatica (Muñoz et al. 2009). De acordo com o Google Scholar, o artigo já foi citado 62 vezes, tendo permanecido por muito tempo no topo da lista de artigos mais baixados na revista onde foi publicado.

Histórico de versões e downloads do openModeller (sem incluir a versão Desktop).

Desde a primeira versão do openModeller (lançada em 30 de abril de 2004), foram lançadas até hoje 22 versões, somando-se mais de 20 mil downloads de diversas partes do mundo. Se acrescentarmos os números da versão Desktop, o total de downloads ultrapassa 40 mil, feitos por pessoas de mais de 100 países. Outro exemplo da abrangência do uso do openModeller é a lista de discussão de usuários, que conta com mais de 200 especialistas de várias partes do mundo.

Iniciativas que têm utilizado o openModeller
Atualmente o desenvolvimento do openModeller prossegue através de vários projetos onde ele já está sendo utilizado. Um deles, financiado conjuntamente pelo CNPq e pela FACEPE no âmbito do Sistema Nacional sobre Biodiversidade, tem como foco a construção de uma base de dados de modelos de nicho ecológico para espécies da Flora do Brasil. Os outros projetos, EUBrazilOpenBio, BioVeL e i-Marine, envolvem parceiros da Comunidade Europeia, sendo o primeiro deles co-financiado pelo CNPq e Comissão Europeia e os demais financiados exclusivamente pela Comissão Europeia. O projeto EUBrazilOpenBio busca investigar, entre outras coisas, formas de usar o serviço de modelagem em nuvem. Como resultado já temos protótipos funcionando na Universidade Federal Fluminense e no Centro de Supercomputação de Barcelona. Por sua vez, o projeto BioVeL dedica-se ao tema de workflows científicos, sendo que uma das áreas-chave do projeto é a modelagem de nicho ecológico. Através do BioVeL, o openModeller também se tornou um dos principais estudos de caso da European Grid Infrastructure (EGI), que em breve irá oferecer um serviço de modelagem capaz de utilizar simultaneamente e sob demanda recursos computacionais de vários provedores que participam da EGI Federated Cloud.


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