A guide to sampling design for <scp>GPS</scp>‐based studies of animal societies
Creators
- 1. Max Planck Institute of Animal Behavior
- 2. University of Konstanz
- 3. University of Zurich
- 4. Mpala Research Center and Wildlife Foundation
- 5. National Museums of Kenya
- 6. Australian National University
Description
Abstract GPS‐based tracking is widely used for studying wild social animals. Much like traditional observational methods, using GPS devices requires making a number of decisions about sampling that can affect the robustness of a study's conclusions. For example, sampling fewer individuals per group across more distinct social groups may not be sufficient to infer group‐ or subgroup‐level behaviours, while sampling more individuals per group across fewer groups limits the ability to draw conclusions about populations. Here, we provide quantitative recommendations when designing GPS‐based tracking studies of animal societies. We focus on the trade‐offs between three fundamental axes of sampling effort: (1) sampling coverage—the number and allocation of GPS devices among individuals in one or more social groups; (2) sampling duration—the total amount of time over which devices collect data and (3) sampling frequency—the temporal resolution at which GPS devices record data. We first test GPS tags under field conditions to quantify how these aspects of sampling design can affect both GPS accuracy (error in absolute positional estimates) and GPS precision (error in the estimate relative position of two individuals), demonstrating that GPS error can have profound effects when inferring distances between individuals. We then use data from whole‐group tracked vulturine guineafowl Acryllium vulturinum to demonstrate how the trade‐off between sampling frequency and sampling duration can impact inferences of social interactions and to quantify how sampling coverage can affect common measures of social behaviour in animal groups, identifying which types of measures are more or less robust to lower coverage of individuals. Finally, we use data‐informed simulations to extend insights across groups of different sizes and cohesiveness. Based on our results, we are able to offer a range of recommendations on GPS sampling strategies to address research questions across social organizational scales and social systems—from group movement to social network structure and collective decision‐making. Our study provides practical advice for empiricists to navigate their decision‐making processes when designing GPS‐based field studies of animal social behaviours, and highlights the importance of identifying the optimal deployment decisions for drawing informative and robust conclusions.
Translated Descriptions
Translated Description (Arabic)
يستخدم التتبع التجريدي القائمعلى نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) على نطاق واسع لدراسة الحيوانات الاجتماعية البرية. مثل طرق المراقبة التقليدية، يتطلب استخدام أجهزة GPS اتخاذ عدد من القرارات حول أخذ العينات التي يمكن أن تؤثر على متانة استنتاجات الدراسة. على سبيل المثال، قد لا يكون أخذ عينات أقل من الأفراد لكل مجموعة عبر مجموعات اجتماعية أكثر تميزًا كافيًا لاستنتاج السلوكيات على مستوى المجموعة أو المجموعة الفرعية، في حين أن أخذ عينات أكثر من الأفراد لكل مجموعة عبر مجموعات أقل يحد من القدرة على استخلاص استنتاجات حول السكان. هنا، نقدم توصيات كمية عند تصميم دراسات التتبع القائمةعلى نظام تحديد المواقع العالمي للمجتمعات الحيوانية. نحن نركز على المقايضات بين ثلاثة محاور أساسية لجهد أخذ العينات: (1) تغطية أخذ العينات - عدد أجهزة GPS وتخصيصها بين الأفراد في مجموعة اجتماعية واحدة أو أكثر ؛ (2) مدة أخذ العينات - إجمالي الوقت الذي تجمع فيه الأجهزة البيانات و (3) تكرار أخذ العينات - الدقة الزمنية التي تسجل بها أجهزة GPS البيانات. نقوم أولاً باختبار علامات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) في ظل الظروف الميدانية لتحديد كيفية تأثير هذه الجوانب من تصميم أخذ العينات على كل من دقة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) (خطأ في التقديرات الموضعية المطلقة) ودقة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) (خطأ في تقدير الموقع النسبي لشخصين)، مما يدل على أن خطأ نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) يمكن أن يكون له تأثيرات عميقة عند استنتاج المسافات بين الأفراد. ثم نستخدم بيانات من مجموعة كاملة من الطيور الغينية المتعقبة أكريليوم vulturinum لإثبات كيف يمكن أن تؤثر المفاضلة بين تكرار أخذ العينات ومدة أخذ العينات على استنتاجات التفاعلات الاجتماعية ولتحديد مدى تأثير تغطية أخذ العينات على المقاييس الشائعة للسلوك الاجتماعي في المجموعات الحيوانية، وتحديد أنواع المقاييس الأكثر أو الأقل قوة لتقليل تغطية الأفراد. أخيرًا، نستخدم المحاكاة المستندة إلى البيانات لتوسيع الرؤى عبر مجموعات ذات أحجام وتماسك مختلفين. استنادًا إلى نتائجنا، يمكننا تقديم مجموعة من التوصيات حول استراتيجيات أخذ العينات بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) لمعالجة أسئلة البحث عبر المقاييس التنظيمية الاجتماعية والأنظمة الاجتماعية - من حركة المجموعة إلى بنية الشبكة الاجتماعية وصنع القرار الجماعي. تقدم دراستنا نصائح عملية لعلماء التجارب للتنقل في عمليات صنع القرار الخاصة بهم عند تصميم الدراسات الميدانية القائمةعلى نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) للسلوكيات الاجتماعية الحيوانية، وتسلط الضوء على أهمية تحديد قرارات النشر المثلى لاستخلاص استنتاجات مفيدة وقوية.Translated Description (French)
Le suivibasé sur le GPS abstrait est largement utilisé pour étudier les animaux sociaux sauvages. Tout comme les méthodes d'observation traditionnelles, l'utilisation d'appareils GPS nécessite de prendre un certain nombre de décisions concernant l'échantillonnage qui peuvent affecter la robustesse des conclusions d'une étude. Par exemple, l'échantillonnage de moins d'individus par groupe dans des groupes sociaux plus distincts peut ne pas être suffisant pour déduire des comportements au niveau du groupe ou du sous-groupe, tandis que l'échantillonnage de plus d'individus par groupe dans moins de groupes limite la capacité de tirer des conclusions sur les populations. Ici, nous fournissons des recommandations quantitatives lors de la conception d'études de suivi des sociétés animales basées sur le GPS. Nous nous concentrons sur les compromis entre trois axes fondamentaux de l'effort d'échantillonnage : (1) la couverture d'échantillonnage - le nombre et l'allocation des appareils GPS entre les individus dans un ou plusieurs groupes sociaux ; (2) la durée d'échantillonnage - la durée totale pendant laquelle les appareils collectent des données et (3) la fréquence d'échantillonnage - la résolution temporelle à laquelle les appareils GPS enregistrent des données. Nous testons d'abord les balises GPS dans des conditions de terrain pour quantifier comment ces aspects de la conception de l'échantillonnage peuvent affecter à la fois la précision GPS (erreur dans les estimations de position absolues) et la précision GPS (erreur dans l'estimation de la position relative de deux individus), démontrant que l'erreur GPS peut avoir des effets profonds lors de la déduction des distances entre les individus. Nous utilisons ensuite les données de l'ensemble du groupe de pintades suivies Acryllium vulturinum pour démontrer comment le compromis entre la fréquence d'échantillonnage et la durée d'échantillonnage peut avoir un impact sur les inférences des interactions sociales et pour quantifier comment la couverture d'échantillonnage peut affecter les mesures courantes du comportement social dans les groupes d'animaux, en identifiant les types de mesures plus ou moins robustes pour une couverture plus faible des individus. Enfin, nous utilisons des simulations basées sur des données pour étendre les connaissances à des groupes de tailles et de cohésion différentes. Sur la base de nos résultats, nous sommes en mesure d'offrir une gamme de recommandations sur les stratégies d'échantillonnage GPS pour répondre aux questions de recherche à travers les échelles organisationnelles sociales et les systèmes sociaux - du mouvement de groupe à la structure des réseaux sociaux et à la prise de décision collective. Notre étude fournit des conseils pratiques aux empiristes pour naviguer dans leurs processus de prise de décision lors de la conception d'études de terrain baséessur le GPS des comportements sociaux des animaux, et souligne l'importance d'identifier les décisions de déploiement optimales pour tirer des conclusions informatives et robustes.Translated Description (Spanish)
El seguimiento abstracto basado en GPS se utiliza ampliamente para estudiar animales sociales salvajes. Al igual que los métodos de observación tradicionales, el uso de dispositivos GPS requiere tomar una serie de decisiones sobre el muestreo que pueden afectar la solidez de las conclusiones de un estudio. Por ejemplo, muestrear menos individuos por grupo en grupos sociales más distintos puede no ser suficiente para inferir comportamientos a nivel de grupo o subgrupo, mientras que muestrear más individuos por grupo en menos grupos limita la capacidad de sacar conclusiones sobre las poblaciones. Aquí, proporcionamos recomendaciones cuantitativas al diseñar estudios de seguimientobasados en GPS de sociedades animales. Nos centramos en las compensaciones entre tres ejes fundamentales del esfuerzo de muestreo: (1) cobertura de muestreo: el número y la asignación de dispositivos GPS entre individuos de uno o más grupos sociales; (2) duración del muestreo: la cantidad total de tiempo durante el cual los dispositivos recopilan datos y (3) frecuencia de muestreo: la resolución temporal a la que los dispositivos GPS registran datos. Primero probamos las etiquetas GPS en condiciones de campo para cuantificar cómo estos aspectos del diseño de muestreo pueden afectar tanto a la precisión GPS (error en las estimaciones posicionales absolutas) como a la precisión GPS (error en la posición relativa estimada de dos individuos), lo que demuestra que el error GPS puede tener efectos profundos al inferir distancias entre individuos. Luego utilizamos datos de Acryllium vulturinum de gallinas de Guinea de todo el grupo para demostrar cómo el equilibrio entre la frecuencia de muestreo y la duración del muestreo puede afectar las inferencias de las interacciones sociales y para cuantificar cómo la cobertura de muestreo puede afectar las medidas comunes de comportamiento social en grupos de animales, identificando qué tipos de medidas son más o menos robustas para reducir la cobertura de individuos. Finalmente, utilizamos simulaciones basadas en datos para ampliar los conocimientos a través de grupos de diferentes tamaños y cohesión. Con base en nuestros resultados, podemos ofrecer una serie de recomendaciones sobre estrategias de muestreo GPS para abordar preguntas de investigación en escalas organizativas sociales y sistemas sociales, desde el movimiento grupal hasta la estructura de las redes sociales y la toma dedecisiones colectivas. Nuestro estudio proporciona consejos prácticos para que los empiristas naveguen por sus procesos de toma de decisiones al diseñar estudios de campo basadosen GPS de los comportamientos sociales de los animales, y destaca la importancia de identificar las decisiones de despliegue óptimas para sacar conclusiones informativas y sólidas.Files
2041-210X.13999.pdf
Files
(16.0 kB)
Name | Size | Download all |
---|---|---|
md5:4b0badea1a53e17ab13f64684ef379eb
|
16.0 kB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- دليل لتصميم العينات للدراسات القائمة على <scp>نظام تحديد المواقع العالمي (GPS</scp>) للمجتمعات الحيوانية
- Translated title (French)
- Un guide pour la conception de l'échantillonnage pour les études baséessur le <scp>GPS</scp> des sociétés animales
- Translated title (Spanish)
- Una guía para el diseño de muestreo para estudios basadosen <scp>GPS</scp> de sociedades animales
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W4304203219
- DOI
- 10.1111/2041-210x.13999
References
- https://openalex.org/W1598365215
- https://openalex.org/W1828958803
- https://openalex.org/W1901123171
- https://openalex.org/W1904700826
- https://openalex.org/W1934562893
- https://openalex.org/W1959081040
- https://openalex.org/W1974897851
- https://openalex.org/W1989633372
- https://openalex.org/W1993327314
- https://openalex.org/W2008765605
- https://openalex.org/W2010339639
- https://openalex.org/W2018921153
- https://openalex.org/W2025638938
- https://openalex.org/W2027867812
- https://openalex.org/W2028137471
- https://openalex.org/W2029237419
- https://openalex.org/W2030654706
- https://openalex.org/W2031296322
- https://openalex.org/W2035601141
- https://openalex.org/W2044144597
- https://openalex.org/W2045242050
- https://openalex.org/W2049085200
- https://openalex.org/W2049623348
- https://openalex.org/W2054820883
- https://openalex.org/W2060533361
- https://openalex.org/W2067806632
- https://openalex.org/W2070393115
- https://openalex.org/W2071196664
- https://openalex.org/W2085914367
- https://openalex.org/W2088152026
- https://openalex.org/W2094416042
- https://openalex.org/W2101110877
- https://openalex.org/W2107687774
- https://openalex.org/W2108645995
- https://openalex.org/W2109143107
- https://openalex.org/W2111619624
- https://openalex.org/W2118642524
- https://openalex.org/W2121864952
- https://openalex.org/W2122481830
- https://openalex.org/W2123817664
- https://openalex.org/W2131455567
- https://openalex.org/W2137671819
- https://openalex.org/W2140452356
- https://openalex.org/W2143538093
- https://openalex.org/W2147449010
- https://openalex.org/W2150594724
- https://openalex.org/W2152132532
- https://openalex.org/W2154576612
- https://openalex.org/W2160033720
- https://openalex.org/W2160862155
- https://openalex.org/W2163889862
- https://openalex.org/W2171848690
- https://openalex.org/W2235174110
- https://openalex.org/W2255128034
- https://openalex.org/W2268730473
- https://openalex.org/W2273658446
- https://openalex.org/W2328649500
- https://openalex.org/W2394527648
- https://openalex.org/W2401596898
- https://openalex.org/W2490649150
- https://openalex.org/W2581974582
- https://openalex.org/W2590188784
- https://openalex.org/W2596055706
- https://openalex.org/W2607432836
- https://openalex.org/W2612470377
- https://openalex.org/W2621167214
- https://openalex.org/W2753248568
- https://openalex.org/W2763434918
- https://openalex.org/W2767040432
- https://openalex.org/W2771276364
- https://openalex.org/W2789777763
- https://openalex.org/W2791198558
- https://openalex.org/W2793370462
- https://openalex.org/W2799735133
- https://openalex.org/W2801920826
- https://openalex.org/W2803059713
- https://openalex.org/W2803272330
- https://openalex.org/W2805660348
- https://openalex.org/W2886499422
- https://openalex.org/W2894613947
- https://openalex.org/W2897469386
- https://openalex.org/W2897805590
- https://openalex.org/W2905502390
- https://openalex.org/W2910982223
- https://openalex.org/W2911065214
- https://openalex.org/W2935643394
- https://openalex.org/W2951906557
- https://openalex.org/W2957255653
- https://openalex.org/W2969700004
- https://openalex.org/W2981818786
- https://openalex.org/W2988970278
- https://openalex.org/W2994663300
- https://openalex.org/W2995440901
- https://openalex.org/W3002190348
- https://openalex.org/W3003535479
- https://openalex.org/W3038699438
- https://openalex.org/W3084261173
- https://openalex.org/W3084361865
- https://openalex.org/W3089920785
- https://openalex.org/W3097665457
- https://openalex.org/W3101866706
- https://openalex.org/W3102886676
- https://openalex.org/W3109836044
- https://openalex.org/W3127599951
- https://openalex.org/W3127929935
- https://openalex.org/W3133613600
- https://openalex.org/W3151951535
- https://openalex.org/W3162212943
- https://openalex.org/W3166570873
- https://openalex.org/W3167190731
- https://openalex.org/W3171803660
- https://openalex.org/W3180035502
- https://openalex.org/W3183427119
- https://openalex.org/W3193698298
- https://openalex.org/W3195650988
- https://openalex.org/W3199686907
- https://openalex.org/W3202315487
- https://openalex.org/W3203955497
- https://openalex.org/W3206307495
- https://openalex.org/W3206946405
- https://openalex.org/W3208619345
- https://openalex.org/W3209242114
- https://openalex.org/W3210449458
- https://openalex.org/W4200562335
- https://openalex.org/W4200625768
- https://openalex.org/W4206629159
- https://openalex.org/W4210779421
- https://openalex.org/W4211251694
- https://openalex.org/W4212946849
- https://openalex.org/W4220693378
- https://openalex.org/W4220718505
- https://openalex.org/W4230540208
- https://openalex.org/W644179129