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Animal Movement and home Range Lab Donald McFarlane and Warren Roberts Pacas (Agouti paca) are large neotropical rodents that were formerly widespread in Costa Rica but suffer intense hunting as a favored food animal. They occur on the Firestone Reserve, but have not been studied there; the following data is conjectural. The data set consists of a set of GPS locations for two pacas, such as would be derived from animals fitted with radio-collars. In addition, GIS data has been provided for you to save you (a lot of) time. Map Layers provided 1. Without any base map layers your display of points will have no context to other features in the landscape such as proximity to water, slope, aspect, vegetation, watersheds, etc. Shown below are Prof Don McFarlane & Warren Roberts Page 1 of 11
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Jan 23, 2021

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Animal Movement and home Range Lab Donald McFarlane and Warren Roberts 

Pacas (Agouti paca) are large neotropical rodents that were formerly 

widespread in Costa Rica but suffer intense hunting as a favored food 

animal.  They occur on the Firestone Reserve, but have not been 

studied there; the following data is conjectural.   

 

The data set consists of a set of GPS locations for two pacas, such as 

would be derived from animals fitted with radio-collars.  In addition, GIS 

data has been provided for you to save you (a lot of) time. 

 Map Layers provided 

1. Without any base map layers your display of points will have no 

context to other features in the landscape such as proximity to 

water, slope, aspect, vegetation, watersheds, etc.   Shown below are 

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Pica collected locations displayed alone without basemap layers. 

 

2. Unlike projects in the US, projects in remote locations in other parts 

of the world have limited map resources.  The layers provided were 

mostly generated from field data collection and further generation 

using ArcGIS.   

 

3. GPS collected locations are collected in the field or tracked remotely 

(tagged turtles).  The following displays the requirements of such 

data when displayed in Excel.  Many GPS units today will directly 

export directly into GIS layers.  The following considers that you have 

raw data of locations in table format. 

Prepare lesson 

4. Start ArcMAP (dismiss initial dialog box) 

5. Select menu Customize 

6. Select ArcMAP Options 

7. Select Sharing Tab  

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8. Change Use User Specified Folder to c:\gis-data .. select OK 

9. Close ArcMAP 

Obtain Data 

10. log in to the http:///www.ArcGIS.com 

a. login pitzercollege password student 

11. select Groups and All Content as shown below 

 

12. Select to download the lesson data 

 

13. Once ArcMAP opens, select File Menu > SaveAs > save into the 

folder c:\gis\Paca folder 

Examine GPS Data Format (for GIS) 

GPS provides the tool to easily collect location ‘address’ of features in 

the field.  The latitude longitude of the following locations perhaps were 

collected using a Garmin GPS (approximately 80 dollars) and 

transferred to excel (either by a download using free software online 

(DNRGarmin) or simply by transferring the locations displayed in the 

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GPS by typing the coordinates into Excel in the following format (the 

longer way) 

14. Display the table of contents to show ‘List by Source’ 

 

15. Examine the table PACAA001$ (right mouse on the table and 

select open) 

 

The locations can be either in Longitude Latitude (DD / Decimal 

Degrees only)  as opposed to DMS (Degrees Minutes and Seconds). 

The location can also be collected in XY but you must be familiar 

with what coordinate system your GPS is configured (in this case, 

the data is display XY using UTM 17N for Costa Rica).   The first field 

identifies which PICA was found at each of the location.  Each record 

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in the table is one PICA finding.  How many locations where 

recorded?   

Create (GIS) layer of PICA locations 

 

16. Right mouse on the PACA001$  in the table of contents 

17. Select Display XY Data 

18. Select OK.  Good?   

 

19. OK, now repeat to display the PICA002$ collection. 

 

Fortunately we have basemap layers to show the points above and see 

their location relative to other features and aspects on the landscape 

such as slope or proximity to water or circulation. 

 

20. Change the display of the points as shown below 

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Visualize the movements.   

How does the movement of the Paca look if you were to connect the 

locations in order?  We'll use a tool that simply connects the points in 

the order they were collected.  The paths will show the ‘path’ it takes 

across the landscape..   

 

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Search and select the tool 'Point to Line' and provide the information 

requested.  Repeat for each of the paca (001 and 002)

 

 

 

Describe and characterize movements 

If locations are sorted chronologically, then you get a quick calculation 

of lengths and turn angles of the animal movement between each 

location.  These are added point by point to the attribute table (see next 

page).  These can be summarized quickly by clicking on the column in 

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the attribute table, right clicking, and then clicking on statistics (see 

below). 

 

We can now answer the following questions / statistics of movement 

for the Paca001. 

● What is the minimum distance travelled between locations? 

● What is the maximum distance travelled between locations? 

● What is the total distance travelled between locations? 

 

What is the home range?  

Home range is determined using various tools.  I provided you the tool 

you need in the toolbox rather than searching for the correct tool to use 

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'Minimum Bounding Geometry' 

 

You can display the new Home Range polygon layer to be displayed 

‘hollow’ and make outline thicker. 

 

What is the home range overlap?  The next page we will determine 

what percentage of overlap if we look at 100% of the home range. 

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What is the % Home Range Overlap? 

To save time a completed Home Range layer is provided with the 

percentage of overlap for both Paca 01 and Paca 02. 

 

21. In ArcCatalog, navigate to the folder ‘results’ and locate the 

homerangestudy.shp layer and add to ArcMAP.  You can identify 

each of the 3 areas (one is the overlap) to determine area and 

percentage coverage. 

 

What is the % coverage overlapping both Paca 01 and 02 home range? 

Calculate the Fixed Kernel home range estimate 

Using ‘density’ functions we should progressively separate our two 

animals to show the home range concentration. 

22. Select bookmark and select both pacas (zooms to display extents 

of both) 

23. In ArcMAP, select the menu Customize > Extensions > check on 

‘spatial analysis’ .. Close 

24. set the environments .. the extents of our analysis (we are not 

examining the whole bloody planet) 

a. Geoprocessing menu > Environments>Processing extent .. 

select same as extent.  Select OK 

 

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25. Select the tool 'kernel density' 

● input is the Paca001 

● provide output name (no spaces and 

less than 13 characters 

● radius 50 meters (determined how 

many others sightings within 50 

meters) 

● output in numbers of sightings per 

square kilometer 

● Select OK 

 

26. Repeat Kernel Density Estimator for Paca002 

point collections. 

 

Looking at each of the 50% concentrations you can 

see there is no overlap unlike using the Home 

Range Analysis on  that exhibits 50% overlap!   

 

 

 

[end of lesson] 

 

 

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