1.3: 利用地理信息系统探讨城市林业

1.数据收集与 GPS 接收机和胸径磁带

1. 在开放的室外位置，开启 GPS 接收机通过按电源按钮。虽然接收器连接到最小的三颗卫星等待 2-3 分钟。
2. 步行到数据收集的调查区域。一次调查一个城市块段和数字数据工作表 (图 1) 上, 大路树重置在每个块段的开始编号。
3. 在调查中的每一棵树，记录物种，邮政地址 （例如，1253 W.莉儿） 和测地坐标 （经度/纬度） 提供的 GPS 接收机 (图 1)。确保从同一方向在每一棵树 （例如，北侧的每一棵树） 收集测地坐标。
4. 测量每一棵树在离地面 4 英尺的直径和记录胸径 (dbh)。
5. 通过直观地估算和评分标准 (表 1)，观察树的每个条件。总结点为一整体得分为每个树和分配给相应的健康类别的每一棵树。记录在数据工作表上的健康状况。

2.将数据输入到一个地理信息系统

1. 地理信息系统使用谷歌地球: 类型树坐标并将它们保存在"我的位置"文件夹中使用"添加标"功能。物种名称来命名每一棵树。一旦树的所有数据点都保存为地标，右键单击我的位置名称，选择"另存为，"并保存到任何位置。
2. 地理信息系统使用 ESRI ArcGIS 10.2: 要导入到 ArcGIS，确保所有列标题都之间没有空格;任何空格应该替换下划线。如果坐标是在纬度/经度，他们应该在十进制角度 (DD) 格式导入到 ArcGIS 之前。中度、 分钟和秒 (DMS) 或十进制分钟 (DM) 格式的位置应首先转换为 DD。上互联网 (http://www.fcc.gov/encyclopedia/degrees-minutes-seconds-tofrom-decimal-degrees) 有转换器可用。
3. 作为一个以逗号分隔的文本文件 （CSV 格式） 保存/导出数据。
4. 通过使用添加数据工具，要么通过扩大文件下的子菜单将.csv 文件添加到 ArcMap 创建一个"层"> 添加数据或通过单击添加数据工具在标准工具栏 (图 2)。
5. 在新的图层上右键单击，然后选择显示 XY 数据。确保 X 和 Y 字段选择正确的 ArcMap — — 他们应该是正确的如果选择的名称反映 （北距和靠岸或 x 和 y） 的坐标位置。
6. 单击编辑...按钮，然后选择...，选取坐标系点添加...，和好 (3 x)。正确的坐标系统，使用可从 GPS 设备 （根据地图安装程序或单位）。对于此数据，选择坐标系统 > 地理坐标系统 > 世界 > WGS1984.prj （默认 GPS 基准）。
7. 现在应该点层顶部的内容表具有相同的名称作为.csv 文件和 word 事件一端的名称 (图 3)。这是"活动主题"，是一个临时的层。为更永久的副本，在图层上右击并选择数据 > 导出数据...选择输出位置 — — 地理数据库功能类或 shapefile 目录 — — 和输入文件的名称。更改名称从默认的"Export_Output"到 Urban_Forestry_Survey。单击确定。

3.国家树好处计算器

1. 使用此软件，可以计算街边树的好处。这包括一棵树每年津贴为雨洪管理、 属性值、 能源效率和碳吸收。看到视频树识别: 如何使用二分法的关键为树好处计算器的使用说明。

图 1。行道树代表结果发现一个块。

图 2。在标准工具栏上的添加数据工具。

图 3。点层顶部的表的内容，与 CSV 文件相同的名称。

表 1。 一个表来计算条件类的一棵树。每况评分与其其描述在每个类别中，然后所有的六个分数相加，为最后一笔款项 — — 条件类。

城市森林是宝贵的资源，需要照顾和管理以确保其健康。树木的分布、状况以及城市森林的规模和形状可以使用 GIS 或地理信息系统软件进行绘制。

城市地区的树木范围从简单的行道树到景观林荫大道、绿道、公共花园或工业棕地的树木。这些城市森林加在一起，是城市基础设施的重要组成部分。城市林业使用新颖的方法来解决城市树木特有的需求和挑战。

城市森林填补了宝贵的环境生态位，起到净化空气和水、控制雨水、防止侵蚀、减少噪音和节约能源的作用。此外，城市森林可以为动物提供重要的栖息地，为筑巢提供庇护所，或充当野生动物的旅行走廊。它们的价值也可以是社会价值，将城市居民与自然联系起来，增强建筑，并提供了解自然的教育机会。

城市森林的结构、多样性和由此产生的生态价值可以使用 GIS 或地理信息系统软件进行量化。GIS 允许进行广泛的数据收集和管理，这是编译城市林业数据的理想框架。GIS 允许用户将地理数据和树木调查数据相结合，以生成准确的城市森林地图。

该视频将说明收集树木调查数据、将这些数据整合到 GIS 平台以及评估感兴趣树木的环境价值的过程。

城市森林调查可以在不同的地点进行。通常，会记录在人行道和路缘之间种植的公园大道树木。数据通常按城市街区收集，并记录树木位置、物种、健康状况、土地利用和胸径 （DBH）。

树木状况是基于六个类别的目视评估。这些是树干状况，它考虑了包括树皮缺失或腐烂在内的因素;生长率，检查小枝伸长率和当年生长的长度;和结构，注意死亡或骨折的肢体。注意到昆虫和疾病;冠部发育，评估树木的树枝、叶子和生殖结构的平衡外观;最后是预期寿命，基于物种的预期寿命减去目前的损害。

每个类别都有一个评级系统，该系统基于不健康的树特征的数量相加，这些特征加起来可以得出树的总体状况分数。这可以归因于分类的树木健康测量，范围从优秀到非常好、好、一般、差到非常差。

GPS 接收器使用传输到手机的卫星定位，允许用户记录纬度和经度的测地线坐标。位置也由邮政地址注明。收集后，可以将数据输入到 GIS 软件程序中，该程序允许对树木和树木特征进行空间和地理空间统计分析。有几个这样的程序可用，包括 ArcGIS 或 Google Earth。

国家树木效益计算器 是一个免费的在线软件工具，用于对城市和郊区树木提供的货币效益进行经济估算。在这里，用户可以选择他们的调查区域，并从该区域中的树木列表中进行选择。输入一些简单的细节，包括树干直径和土地利用类型，将估算树木在几个关键领域的价值，包括财产价值、空气质量和雨水控制。

现在我们已经熟悉了城市林业调查的概念及其背后的原则，让我们来看看这些调查是如何在现场进行的。

要开始调查，请选择合适的户外位置并打开 GPS 接收器。等待它连接到卫星并检测位置。继续到选定用于数据收集的调查区域的起点。一次调查一个城市街区路段。在遇到的每棵树上，使用本系列的 Tree Identification 视频记录物种。此外，请记录 GPS 接收器提供的经度和纬度以及邮政地址。

接下来，在离地面 4.5 英尺处测量每棵树的直径，将其视为胸高直径，即 DBH。为每个树分配一个编号，重置每个块段开头的编号。

根据所示表格中所示的标准，通过目视估计和评分来观察每棵树的状况。将分数相加以获得每棵树的总分，并为每个树分配相应的运行状况类别。

可用于编译 GIS 数据的两个程序是 Google Earth 或 ArcGIS。使用这些程序，可以单独对树木进行地点标记，或者将它们的坐标编译成一个文件并上传。

要使用 Google 地球 GIS 程序，请输入树木坐标，然后使用"添加地标"功能选择新的地标。按树种名称命名每棵树，将所有树木数据点保存为地标后，右键单击"我的地方"标签，选择"另存为"，然后保存到任何位置。

要使用 ArcGIS 程序，在导入数据时，所有列标题都不含空格。可以改用下划线。如果坐标为纬度和经度格式，则应在导入 ArcGIS 之前将其转换为十进制度格式。

将数据另存为逗号分隔的 CSV 文件。接下来，使用"添加数据"工具将 CSV 文件添加到 ArcMap，创建图层，该工具位于"文件：添加数据"下，或单击标准工具条上的"添加数据"工具。

右键单击新图层，然后选择"显示 XY 数据"。确保 ArcMap 正确选择了 X（即经度）和 Y（或纬度）字段。

接下来，单击"编辑"，然后单击"选择"以突出显示点的坐标系，然后单击"添加"和"确定"。可以使用 GPS 单元本身的正确坐标系。

现在，目录顶部应该有一个与 CSV 文件同名的点层，名称末尾有"Events"字样。这是一个 "事件主题"，是一个临时图层。要制作永久副本，请右键单击该图层，然后选择"数据"，然后选择"导出数据"。选择输出位置并输入文件名。将名称从默认的"导出输出"更改为"Urban_Forestry_Survey"，然后单击"确定"。

在 ArcGIS 程序中输入的数据将生成城市林业数据地图。这些地图可以以多种方式使用，包括识别 DBH 大小的模式，或确定特定区域的树木是否未达到预期寿命。

打开 iTree for Education 软件工具。对于每棵树，输入相关数据，并记录每棵树的环境效益。可以计算城市树木的估计效益并为其分配货币价值。这包括树木在雨水管理、财产价值、能源效率和碳封存方面的年度收益。

使用国家树木效益计算器的分析结果可以总结所调查树木的经济和环境价值。这可以让城市规划者决定任何可能使调查区域受益的树木移除或补充种植。

Urban Forestry 地图可用于各种应用程序，此处将介绍其中的一些应用程序。

在城市住宅或郊区，城市林业的要求通常与商业或零售区的树木不同。树木可能会根据类似的生态特性（例如风或噪音屏障或水管理问题）受到保护或选择种植。然而，审美价值可能在住宅林业中发挥更大的作用。

地理信息系统还可用于绘制许多其他自然或人为现象。还可以编制土壤中铅含量自然测量的 GIS 地图，并将其用于确定污染水平，或粮食作物种植的安全与不安全区域。

您刚刚观看了 JoVE 对使用 GIS 进行城市林业的介绍。您现在应该了解城市林业的重要性，如何使用 GIS 创建用于研究城市树木的地图，以及如何使用国家树木效益计算器来确定调查树木的价值。感谢观看！