I denna studie har två olika GIS-verktygslådor och två typer av kartmaterial jämförts för attundersöka hur väl de kan användas till att modellera ekologisk konnektivitet på kommunnivå.Verktygslådorna som jämförts är Matrixgreen 1.6.4, en extension till ArcGIS 9.3.1, och ODC,ett urval av verktygen från ArcGIS Spatial Analyst. Som bakgrundsmaterial användes tvåolika typer av data, dels Svensk MarktäckeData (SMD) och dels en vegetationskarteringspecifikt framställd för ändamålet baserat på IRF-bilder. Syftet med studien är att försökaidentifiera en optimal metod för att analysera och kartera ekologisk konnektivitet utifrån demöjligheter och begränsningar som respektive verktygslåda och kartmaterial erbjuder, medtekniska förutsättningar liknande en kommunal tjänstemans. Jämförelserna är gjorda både urett kvalitativt användarvänlighetsperspektiv, och ur ett kvantitativt resultatperspektiv däranalysernas kvalitet och resurseffektivitet bedömts.Resultatet av jämförelserna visar att en analys utförd med Matrixgreen, mjukvara designadspeciellt för att modellera ekologisk konnektivitet är mindre kvalitetsmässigt tillförlitlig än enanalys gjord med ODC. Anledningen till detta är att Matrixgreen i sin nuvarande form ärbegränsat av programmeringsfel, vilket delvis förtar dess användningspotential. I jämförelsenmellan de olika typerna av kartmaterial så är det min uppfattning att vegetationskarteringenutförd med stereotolkning är kvalitetsmässigt överlägsen marktäckesdata från SMD somunderlagsmaterial i ekologiska konnektivitetsanalyser. Den förstnämnda är dock såresurskrävande att framställa att den troligtvis bara är ett aktuellt alternativ i projekt med storbudget. / Two different tool boxes using GIS were compared with the purpose of modeling ecologicalconnectivity. Additionally, two different sets of landscape data which could be used in GISmodeling of ecological connectivity at a municipal level were compared. The toolboxes arebeing compared is the Matrixgreen 1.6.4, an extension to ArcGIS 9.3.1, and ODC (Object,Distance, Cost), a selection of tools from the ArcGIS Spatial Analyst. The map data beingcompared is the Swedish Land Cover Data (Svensk MarktäckeData, SMD) and a vegetationmapping prepared by remote sensing and stereo interpretation of infrared aerial photographs.The purpose of this study is to identify an optimal method for analyzing and mappingecological connectivity based on the potentials and limitations that each tool box and mapdata set provides, under technical conditions similar to those of a municipal official’s.Comparisons were made both from a qualitative usability perspective, and a quantitativeperformance perspective with analysis of the quality and resource efficiency assessed.The results of the comparisons indicates that an analysis performed with Matrixgreen,software designed specifically for modeling ecological connectivity is qualitatively lessreliable than an analysis performed with ODC. The reason for this is that Matrixgreen in itspresent form is limited by programming errors, which partly deprives its potential use as toolsto perform connectivity analysis at a landscape scale. In the comparison between the differenttypes of map data, it is my opinion that the vegetation mapping conducted by stereointerpretation is qualitatively superior to land cover data from the SMD as support material inan ecological connectivity analysis. Although, the former is so expensive to produce that it islikely only a relevant option in projects with large budgets.

Ekosystemtjänster är ekosystemens direkta och indirekta bidrag till människors välbefinnande. Ren luft, rent vatten, pollinering och biologisk mångfald är exempel på tjänster som människan är beroende av och vars värde behöver integreras i beslutsprocesser i samhällets alla olika sektioner. Kommunerna har en viktig roll i detta då de genom den fysiska planeringen har möjlighet att på lokal nivå styra utvecklingen mot mer långsiktigt hållbara lösningar. Syftet med examensarbetet var att synliggöra ekosystemtjänsterna i Knivsta kommuns grönstrukturplan och att med hjälp av ArcGIS-verktyget Matrixgreen analysera den ekologiska konnektivteten mellan de ekologiska strukturerna. En litteraturstudie lade grunden för arbetet och följdes av en workshop där viktiga ekosystemtjänster för Knivsta kommun identifierades. Utifrån den inlästa kunskapsbasen skapades ekologiska profiler där 11 av de 18 prioriterade ekosystemtjänsterna kunde kopplas till en viss biotoptyp. Biotoptypen kunde i sin tur kopplas till en biologisk art eller artgrupp, kallad profilart, med den specifika biotopen som möjlig livsmiljö. Profilartens habitatpreferenser (storlekskrav och spridningsmöjligheter) satte ramarna för hur konnektiviteten för respektive biotop skulle analyseras. Efter insamling av relevant kartunderlag skapades ekologiska nätverk i Matrixgreen. Nätverken analyserades med avseende på patchernas position i nätverket (”Betweenness Centrality”-analys) samt den totala konnektiviteten i kommunen (Komponentanalys). Gemensamt för de fyra valda biotoperna (våtmark, gräsmark, äldre barrskog och lövskog) är att de indirekt förser oss med de prioriterade stödjande ekosystemtjänsterna livsmiljöer och biologisk mångfald. De prioriterade ekosystemtjänsterna vattenrening, flödesreglering och översvämningsskydd kunde kopplas till biotopen våtmarker och material (dekorativa) och pollinering kunde kopplas till biotopen gräsmark. Till biotoperna barrskog och lövskog kunde de prioriterade ekosystemtjänsterna livsmedel (tama och vilda djur, växter), material (biomassa), bioenergi och klimatreglering kopplas. Nätverksanalyserna visar god konnektivitet i kommunen för våtmarker samt områden med äldre barrskog. För gräsmarker och lövskog är den totala konnektiviteten begränsad. Analyserna visar vidare att för respektive biotop finns ett antal områden som är extra viktiga för konnektiviteten, dessa områden har ett högt så kallat ”Betweenness Centrality”-värde. De ekologiska profiler som ligger till grund för analyserna är teoretiska profiler, inga platsbesök eller inventeringar har gjorts för att se hur verkligheten stämmer överens med teorin. De nätverk som har skapats och analyserats i detta examensarbete ska därför främst ses som en guide till var i kommunen de utvalda ekosystemtjänsterna finns. Nätverken utgör inte fullgoda livsmiljöer för de valda profilarterna och inga direkta slutsatser kan dras om var i kommunen en specifik art finns eller inte. Den biologiska mångfalden är en ekosystemtjänst i sig men utgör också en försäkring för ekosystemen som blir mer resilienta, det vill säga mer stabila och motståndskraftiga mot yttre störningar. Resilienta ekosystem är en förutsättning för de ekosystemtjänster som har studerats. Bristande konnektivitet i landskapet riskerar att leda till ökad fragmentering och en utarmad biologisk mångfald. / Ecosystem services are the direct and indirect contributions of ecosystems to human well-being. Clean air, clean water, pollination and biodiversity are all examples of ecosystem services that humans depend on and whose value needs to be integrated into decision-making processes in all different levels of society. Local authorities have an important role in this as they at local level through spatial planning have the possibility to steer development towards more sustainable solutions. The aim of this thesis is to make ecosystem services in Knivsta municipality visible through the green structure plan and to analyze the ecological connectivity between the ecological structures using the ArcGIS-tool Matrixgreen. A literature study laid the foundation for further work and was followed by a workshop where important ecosystem services to the municipality of Knivsta were identified. Ecological profiles were created where 11 of the 18 prioritized ecosystem services were associated with specific biotopes which in turn could be linked to a biological species or species groups, called target species, with the specific biotope as possible habitat. The habitat preferences of the target species (size requirements and distribution patterns) worked as a framework for how to analyze the connectivity for each biotope. This was followed by gathering of maps and the making of ecological networks in Matrixgreen. The networks were analyzed with respect to position of the patches in the network (Betweenness Centrality analysis) and the overall connectivity in the municipality (Component analysis). Common to the four selected biotopes (wetland, grassland, coniferous and deciduous forest) is that they indirectly provide us with the prioritized supporting ecosystem services habitats and biodiversity. The prioritized ecosystem services water treatment, flow regulation and flood control were linked to the biotope wetlands and materials (ornamental) and pollination were linked to the biotope grasslands. The biotopes coniferous and deciduous forest could be linked to the prioritized ecosystem services food (domestic and wild animals, wild plants), raw materials (fiber), bio-energy and climate control. The network analyses show good connectivity for wetland areas and coniferous forest in the municipality. The total connectivity for grasslands and deciduous forest is limited. The analyzes also show that for each biotope a couple of areas are especially important for the overall connectivity. These areas have a high Betweenness Centrality value. The ecological profiles upon which the analyzes are based are theoretical profiles, no site visits or surveys have been done to investigate how reality matches theory. The constructed and analyzed networks in this thesis are therefore to be seen mainly as a guide to where in the municipality the selected ecosystem services are available. The networks do not constitute adequate habitats for the selected target species and no conclusions can be drawn as to where in the municipality a specific species exists or not. Biodiversity is an ecosystem service itself but also represents an insurance for the ecosystem that becomes more resilient, i.e. more stable and resilient to external shocks. Resilient ecosystems are essential for the ecosystem services that have been studied. Lack of connectivity in the landscape could lead to increased fragmentation and eventually risk biodiversity depletion.

På grund av ökad urbanisering och exploatering av grönområden i stadsnära miljöer fragmenteras och reduceras arters habitat vilket bland annat ligger till grund för den globalt minskade biologiska mångfalden. För att stärka och förbättra arters möjlighet till spridning i landskapet, och därmed säkra en hög biologisk mångfald, efterfrågas insamling av data och utveckling av nya metoder för att identifiera ekologiska kärnområden och för att analysera habitatnätverk. Syftet med den här studien är därför att 1) kartera och sammanställa biotoper i en biotopdatabas utifrån tolkning av infraröda flygbilder med digital stereofotogrammetri, 2) undersöka olika metoder att samla in data med hjälp av laser- och höjddata, och 3) att tillämpa landskapsekologisk analys på underlag i biotopkarteringen. Resultatet validerar att tolkning av infraröda flygbilder med digital stereofotogrammetri är en utmärkt källa för att kartera biotoper som medför en tolkningsnoggrannhet på 86 %. Valideringen av kateringen genomfördes med fältkontroller som utvärderades i felmatriser. En metod har även undersökts baserat på tidigare studier för att uppskatta busk- och krontäckning med hjälp av laserdata, men eftersom det saknas validering av resultatet bör den användas som en indikator för att visuellt uppskatta busk- och krontäckning i dagsläget. Fortsättningsvis har ett topografiskt fuktighetsindex (TWI) tillämpats med hjälp av höjddata för att uppskatta fuktighet i vegetationstäckta områden. Eftersom det saknas validering och tröskelvärden för att avgöra hur TWI ska klassificera olika fuktighetsgradienter, bör verktyget endast användas som en indikator för att visuellt uppskatta fuktighet tillsammans med tolkning av infraröda flygbilder. Om metoderna valideras med fältmätningar kan de bidra med att förbättra kvaliteten och tidseffektivisera kartering av biotoper. Biotopkarteringen fungerar som ett bra underlag vid tillämpning av landskapsekologisk analys. Med hjälp av MatrixGreen var det möjligt att modellera potentiella habitatnätverk för två olika arter inom studieområdet. På grund av en del problem med modelleringen i MatrixGreen bör resultaten beaktas med ett kritiskt angreppssätt, men kan eventuellt användas som ett underlag för framtida artinventeringar. / Due to urbanisation and exploitation of green areas in cities during the last decades, the rate of habitat fragmentation has increased, resulting in a decline in the global biodiversity. In order to strengthen the possibilities of species migration, and to secure a high biodiversity, there is an increasing demand in the collection of data and in the exploration of methods to identify ecological core areas and to analyse habitat networks at a landscape level. Therefore, this study aims to 1) map and organise biotopes in a biotope database using interpretation of colour infrared aerial photos in digital stereophotogrammetry, 2) to explore different methods using laser and elevation data in order to improve the collection of ecologically important attributes, and 3) to apply landscape ecological analysis on the collected biotope data. The results validate interpretation of colour infrared aerial photos with digital stereophotogrammetry as a key source in mapping biotopes with an overall accuracy of 86 %. A method to estimate bush and crown cover has been explored based on previous studies using laser data. It has however not been validated in this study and should therefore be used as an indicator and as support for visual estimation of bush and crown coverage using CIR aerial photo interpretation. Furthermore, a topographic wetness index (TWI) was applied using elevation data in order to estimate moisture regimes in vegetated areas. It should also be used as an indicator due to lack of verification and limitations of arranging TWI values in relation to different moisture regimes. However, if these two methods are validated using field collected data for example, they hold significant potential in improving mapping accuracies and mapping rates of different biotopes. Collected biotope data are well suited in the application of landscape ecological analysis. Using MatrixGreen, it was possible to analyse potential habitat networks of two different species within the study area. Due to some problems in the least cost path modeling in MatrixGreen, the results should be carefully assessed, but could probably be used as a background material for future species inventories.