Verwendung von GIS zur Untersuchung urbaner Forstwirstschaft

Using GIS to Investigate Urban Forestry

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Using GIS to Investigate Urban Forestry

1.1: Tree Identification: How To Use a Dichotomous Key

1.15: Analysis of Earthworm Populations in Soil

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10:58 min

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April 30, 2023

Overview

Quelle: Labors von Margaret Workman und Kimberly Frye – Depaul University

Urban-Wälder sind im großen und ganzen städtischen Parks, Straßenbäume, angelegten Boulevards, öffentliche Gärten, Fluss und Küsten Promenaden, Greenways, Flusskorridoren, Feuchtgebiete, Naturschutzgebiete, Naturgebiete, Shelterbelts von Bäumen, und arbeiten an industriellen Brachflächen. Die Geschichte der Bäume in der Stadt beginnt mit Bäumen als Verschönerung der Landschaft. Heute werden Bäume in der Stadt als wesentliche Bestandteile der Stadtinfrastruktur und entscheidend für menschliches Leben als Nahrung, Unterkunft und andere Stadtwerke gesehen. Bäume in der Stadt sind jetzt für die Ökosystemleistungen bewertet sie bieten (z. B. verhindert Erosion, Schadstoff Luftentfernung, Sauerstoff, Schatten, etc..). Noch effizient zu nutzen diese Vorteile, Bäume müssen erreichen Reife, wie Blatt-Anzahl und Größe direkt einen Baum Ökosystem-Dienstleistungen beeinträchtigen. Urbane Forstwirtschaft musste seine eigene forstwirtschaftlicher Methoden um die Bedürfnisse und Herausforderungen an Stadtbäumen im Vergleich zu ihren Wald Pendants zu entwickeln.

Im folgende Auszug aus der USDA Forest Service zeigt die städtischen Baum Perspektive und die Politik der Bundesregierung:

Urban-Wälder sind dynamische Ökosysteme, die benötigten Umwelt-Dienstleistungen durch Reinigung von Luft und Wasser, zur Kontrolle Sturm Wasser und Energie sparen. Sie fügen Sie Struktur, Schönheit, Form und Raum zum Atmen, Stadtgestaltung, Rauschen reduzieren, inkompatible Anwendungen zu trennen, bieten Orte zu erstellen, zur Stärkung des sozialen Zusammenhalts, Revitalisierung der Gemeinschaft zu nutzen und einen wirtschaftlichen Mehrwert für unsere Gemeinden… Diese natürliche Lebenserhaltungssystem erhält saubere Luft und Wasser, Biodiversität, Lebensraum, Verschachtelung und Reisen Korridore für Wildtiere und verbindet die Menschen mit der Natur.

Das Management von Stadtbäumen ist eine interdisziplinäre Praxis mit Architektur, Landschaftsgestaltung, Planung, Entwicklung, Gartenbau, etc.. Eine besondere Disziplin beteiligt in der Forstwirtschaft ist Geographie, vor allem durch den Einsatz von geographischen Informationssystemen (GIS). GIS ist ein breites Name umfasst jede Art von Datenbank mit geographischen oder räumliche Daten, die verwendet werden können, um computergenerierte visuelle Darstellungen (z.B.Karten) erstellen. GIS ermöglicht umfangreiche Datenerhebung und-Verwaltung durch immer bessere Benutzeroberflächen, die benutzerfreundliche Qualitätssteigerung der sehr große Mengen von Informationen, die von vielen Benutzern zugegriffen werden kann. GIS Anwendungen reichen von freier Software und open-Access-Protokolle, wie z. B. Google Earth, proprietäre Systeme wie ESRI ArcGIS. Erstellen und speichern Sie geografische Informationen mit GIS ermöglicht auch einfache Datenpflege, da Karten schnell durch neue Informationen zur Datenbank hinzufügen und regenerieren die visuelle Ausgabe aktualisiert werden können.

Principles

Eine Stadtwald Baum Umfrage erfolgt mittels Parkway Bäume gepflanzt zwischen Gehwege und Bordsteine. Daten werden vom Stadtblock, Aufnahme Arten, Gesundheitszustand, Standort, Landnutzung und Durchmesser in Brusthöhe (Dbh) für jeden Baum befragt.

Baum-Zustand ist Beobachtungsdaten und basiert auf visuelle Beurteilung der sechs Kategorien: Stamm Zustand (fehlende Rinde und Zerfall), Wachstumsrate (Zweig Dehnung und Länge des laufenden Jahres Wachstum), Struktur (Tote Glieder), Insekten und Krankheit, Krone Entwicklung (ausgewogene Darstellung der Zweige, Blätter und reproduktiven Strukturen) und Lebenserwartung. Jede Kategorie hat ein Rating-System, basierend auf der Menge an ungesunden Baum Features zusammengefasst zusammen für eine Gesamtnote Bedingung, das entspricht einer kategorialen Messung der ausgezeichnet, sehr gut, gut, fair, schlecht und sehr schlecht.

Standort ist von Postanschrift und mithilfe von geodätischen Koordinaten für Längen- und Breitengrad aufgezeichnet. Ein GPS-Empfänger dient zur geodätische Positionen basierend auf Satellitendaten übermittelt an den Empfänger am Standort des Baumes zu bestimmen.

Um die Vorteile der Stadtwald um sie herum zu quantifizieren, Eingaben in einen nationalen Baum Vorteile Taschenrechner (leicht gefunden online und kostenlos zu verwenden) zu bestimmen, den Dollarwert der jährlichen ökologische und ästhetische Vorteile: Energieeinsparung, Verbesserung der Luftqualität, CO₂ -Reduktion, Storm-Wasser-Kontrolle und Eigenschaftswert jedes Baumes.

Auch Eingaben in einem geographischen Informationssystem (GIS) für räumliche und Geospatial statistische Analyse der untersuchten Baum Eigenschaften.

Procedure

1. Datenerhebung mit GPS-Empfänger und Dbh Band

Schalten Sie in einen offenen Standort im Freien den GPS-Empfänger durch Drücken des Ein-/Ausschalters. Warten Sie Empfänger auf ein Minimum von drei Satelliten verbindet 2 – 3 min..
Gehen Sie zum Bereich Umfrage zur Datenerfassung. Umfrage ein Stadt-Block-Segment zu einem Zeitpunkt und Nummer der Parkway Bäume auf einem Datenblatt (Abbildung 1), Zurücksetzen der Nummerierung zu Beginn eines jeden Block-Segments.
Nehmen Sie an jedem Baum in der Umfrage Arten auf, Postanschrift (z. B.W. Lill 1253) und geodätische Koordinaten (Längen-/Breitengrad) zur Verfügung gestellt von der GPS-Empfänger (Abbildung 1). Sicherstellen Sie, dass die geodätische Koordinaten aus der gleichen Richtung auf jeder Baum (z.B.Nordseite jedes Baumes) gesammelt werden.
Messen Sie den Durchmesser der einzelnen Baum bei 4½ ft über dem Boden und zeichnen Sie den Durchmesser in Brusthöhe (Dbh auf).
Beobachten Sie jeden Baum Zustand optisch Abschätzung und Bewertung nach den Kriterien (Tabelle 1). Addieren Sie die Punkte für eine Gesamtnote für jeden Baum und jeden Baum der entsprechenden Gesundheit Kategorien zuordnen. Notieren Sie gesundheitlichen Zustand auf dem Datenblatt.

2. Eingabe von Daten in ein GIS

GIS, mithilfe von Google Earth: Typ in den Baum-Koordinaten und speichern Sie sie im Ordner “”My Places”” mit dem “Ortsmarke hinzufügen”-Funktion. Jeder Baum Arten namentlich zu nennen. Nachdem alle Datenpunkte der Baum als Ortsmarken gespeichert sind, mit der rechten Maustaste auf den Namen meine Orte “Speichern unter” wählen und an jedem beliebigen Ort.
GIS mit ESRI ArcGIS 10.2: zum Importieren in ArcGIS sicherzustellen, dass alle Spaltenüberschriften haben keine Leerzeichen; keine Leerzeichen sollte durch Unterstriche ersetzt werden. Wenn die Koordinaten in Längen-/Breitengrad befinden, sollten sie vor dem Import in ArcGIS in Dezimalgrad (DD) Format sein. Standorte in Grad, Minuten und Sekunden (DMS) oder dezimal Minuten (DM) Format sollte in DD zuerst konvertiert werden. Im Internet (http://www.fcc.gov/encyclopedia/degrees-minutes-seconds-tofrom-decimal-degrees) gibt es Konverter.
Exportieren Sie speichern/die Daten als durch Trennzeichen getrennte Textdatei (CSV-Format).
Erstellen Sie eine “Ebene” von ArcMap die CSV-Datei hinzufügen, mithilfe des Add-in Daten, entweder durch den Ausbau im Untermenüs unter Datei > Daten hinzufügen oder durch Klicken auf die hinzufügen-Daten-tool auf der Symbolleiste Standard (Abbildung 2).
Auf der neuen Ebene mit der rechten Maustaste und wählen Sie Display-XY-Daten. Stellen Sie sicher, dass die Felder X und Y von ArcMap korrekt ausgewählt wurden – sie soll richtig, wenn die gewählten Namen Koordinatenpositionen (Nordwert und Ostwert oder x und y) widerspiegeln.
Klicken Sie auf bearbeiten…, und wählen Sie dann… wählen das Koordinatensystem für die Punkte hinzufügen… und OK (3 X). Das richtige Koordinatensystem verwenden können das GPS-Gerät (unter Karten-Einstellungen oder Einheiten) entnommen werden. Wählen Sie für diese Daten Koordinatensysteme > geographische Koordinatensysteme > Welt > WGS1984.prj (Standard GPS-Datum).
Nun sollte es ein Punkt-Layer am oberen Rand des Inhaltsverzeichnisses mit demselben Namen wie der CSV-Datei und das Wort Ereignisse am Ende des Namens (Abbildung 3). Dies ist ein “Event-Thema” und ist eine temporäre Schicht. Für eine dauerhafte Kopie auf dem Layer mit der rechten Maustaste und wählen Sie Daten > Daten exportieren… Wählen Sie ein Ausgabeverzeichnis — einer Geodatabase-Feature-Class oder ein Verzeichnis für ein Shapefile – und geben Sie einen Dateinamen. Ändern Sie den Namen von der Standardeinstellung “Export_Output” in Urban_Forestry_Survey. Klicken Sie auf OK.

(3) Nationalbaum Vorteile Rechner

Mit dieser Software können die Vorteile der Straßenseite Bäume berechnet werden. Dazu gehört ein Baum jährlichen Leistungen für Regenwasser-Management, Eigenschaftswert, Energieeffizienz und Kohlenstoff-Sequestrierung. Sehen Sie das Video Baum Identifikation: Gewusst wie: verwenden Sie einen dichotomen Schlüssel für Anweisungen zur Verwendung der Baum-Vorteile-Rechner.

Abbildung 1. Repräsentative Ergebnisse für Straßenbäume gefunden einen Block.

Abbildung 2. Werkzeugs “Daten hinzufügen” auf der Symbolleiste Standard.

Abbildung 3. Punkt-Layer am oberen Rand des Inhaltsverzeichnisses mit dem gleichen Namen wie die CSV-Datei.

Stamm-Zustand Fundierte und solide Teile der Rinde fehlt Umfangreiche Zerfall & hohl			Zustand-Score 5 3 1
Wachstumsrate (betrachten Arten) Mehr als 6″ Zweig Dehnung 2-6″ Zweig Dehnung Weniger als 2″ Zweig Dehnung			3 2 1
Struktur Klang Ein Major/mehrere kleinere Gliedmaßen toter, gebrochen, fehlende 2 oder mehr große Gliedmaßen Tote, gebrochen, fehlende			5 3 1
Insekt & Krankheit Keine Schädlinge vorhanden 1 Schädling vorhanden 2 oder mehr Schädlinge vorhanden			3 2 1
Krone-Entwicklung Volle & ausgeglichen Voll aber unausgewogen Unausgeglichen und fehlt eine Vollkrone			5 3 1
Die Lebenserwartung Mehr als 30 Jahren 15-20 Jahre Weniger als 5			5 3 1

Zustand-Klasse:

Ausgezeichnet: 26-23
Gut: 22-19
Messe: 18-14
Schlecht: 13-10
Sehr schlecht: 9-6

Tabelle 1. Eine Tabelle zur Berechnung der Klasse Zustand eines Baumes. Jeder Zustand der Gäste korreliert mit ihrer Beschreibung in jeder Kategorie, dann alle sechs Punkte werden addiert, für eine endgültige Summe – die Zustand-Klasse.

Urban-Wälder sind wertvolle Ressourcen und erfordern Pflege und Management, um ihre Gesundheit zu gewährleisten. Die Verteilung von Bäumen, deren Zustand und den Maßstab und Form der Urban Wälder können mithilfe von GIS oder geographisches Informationssystem, Software abgebildet werden.

Bäume in städtischen Gebieten reichen von einfachen Straßenbäume angelegten Boulevards, Greenways, öffentlichen Gärten oder bei industriellen Brachflächen. Kombiniert, sind diese städtische Wälder wesentliche Bestandteile der Stadtinfrastruktur. Urban Forestry wendet sich neuartige Methoden an die Bedürfnisse und Herausforderungen für Stadtbäume.

Urban Wälder füllen wertvolle ökologische Nischen, Schauspiel, saubere Luft und Wasser, Kontrolle Sturm Wasser, verhindern Erosion, Rauschen reduzieren und Energie zu sparen. Darüber hinaus können Urban Wälder bieten wichtige Lebensräume für Tiere, bieten Schutz für den Nestbau oder handeln wie Korridore für Wildnis Reisen. Ihr Wert kann auch soziale, Natur, Verbesserung der Architektur und Bereitstellung von Bildungsmöglichkeiten über die Natur lernen städtischen Bewohner anschließen.

Die Struktur, die Vielfalt und die resultierenden ökologischen Wert der Urban Wälder können GIS oder geographische Informationssysteme, Software quantifiziert werden. GIS ermöglicht umfangreiche Datensammlung und -Management, die einen idealen Rahmen für die städtischen Forstwirtschaft Datenerfassung ist. GIS ermöglicht es Benutzern, kombinieren, geographische und Baum-Survey-Daten korrekt produzieren Karten Urban Wälder.

Dieses Video wird den Prozess der Baum Umfragedaten zu sammeln, diese Daten in ein GIS-Plattform zu integrieren und bewerten den ökologischen Wert der Bäume von Interesse zeigen.

Stadtwald Umfragen können an verschiedenen Orten durchgeführt werden. Allgemein, Parkway Bäume gepflanzt zwischen Gehwege und Bordsteine werden aufgezeichnet. Daten werden in der Regel durch Stadt-Block, und Aufzeichnungen Baum, Ort, Art, Gesundheit, Landnutzung und Durchmesser auf Brusthöhe oder DBH.

Baum-Zustand ist eine visuelle Beurteilung anhand von sechs Kategorien. Dies sind Stamm Zustand, der unter anderem fehlende Rinde oder Zerfall Faktoren berücksichtigt; Wachstumsrate, Prüfung Zweig Dehnung und Länge des laufenden Jahres Wachstum; und Struktur, Kenntnis nehmend von Toten oder gebrochene Gliedmaßen. Insekten und Krankheiten sind bekannt; Krone-Entwicklung, die Bäume für eine ausgewogene Darstellung der Zweige, Blätter und reproduktiven Strukturen beurteilt; und schließlich anhand der Lebenserwartung, die Lebenserwartung für die Spezies, abzüglich der Schaden vorhanden.

Jede Kategorie trägt ein Rating-System, basierend auf die Menge an ungesunden Baum Features zusammen, fasste die geben kombiniert eine Gesamtnote Bedingung für einen Baum. Dies kann eine kategorische Baum Gesundheit Messung von ausgezeichneten nach unten hin sehr gut, gut, fair, Armen, bis sehr schlecht zugeschrieben werden.

Ein GPS-Empfänger, der Positionsbestimmung per Satellit verwendet, um das Mobilteil übertragen ermöglicht dem Benutzer geodätische Koordinaten von Längen- und Breitengrad aufzunehmen. Lage ist auch von Postanschrift bemerkt. Einmal gesammelt, können Daten in ein GIS-Software-Programm, das räumliche ermöglicht und Geospatial statistische Analyse der Bäume und Baum Merkmale eingegeben werden. Es gibt mehrere solcher Programme zur Verfügung, darunter ArcGIS oder Google Earth.

Der nationale Baum Vorteile Rechner ist ein kostenloser Online-Software-Werkzeug, das verwendet wird, um eine wirtschaftliche Abschätzung, die monetäre Vorteile von urbanen und suburbanen Bäume bieten. Hier können Benutzer ihre Umfrage-Region auswählen und wählen Sie aus einer Liste von Bäumen in diesem Bereich. Eingabe von ein paar einfache Details wird einschließlich Stamm Durchmesser und Landnutzung Baumart, eine Schätzung des Wertes des Baumes in mehreren Schlüsselbereichen, einschließlich Eigenschaftswert, Luftqualität und Sturm Wasserkontrolle geben.

Nun, da wir mit dem Konzept der städtischen Forstwirtschaft Umfragen und die Prinzipien hinter ihnen vertraut sind, werfen Sie einen Blick auf wie diese im Feld durchgeführt werden.

Um die Umfrage zu starten, wählen Sie einen geeigneten Standort im Außenbereich und schalten Sie den GPS-Empfänger. Warten Sie, bis es eine Verbindung zu Satelliten und den Standort ermitteln. Gehen Sie zum Start des Messgebietes ausgewählt für die Datenerfassung. Erhebung einer Stadt Block Segment zu einem Zeitpunkt. An jedem Baum angetroffen, Datensatz die Arten mit dieser Sammlung Video auf Baum-Identifikation. Auch zeichnen Sie die Längen- und Breitengrade zur Verfügung gestellt von der GPS-Empfänger und Postanschrift auf.

Als nächstes messen Sie den Durchmesser der einzelnen Baum bei 4,5 ft über dem Boden, die als der Durchmesser auf Brusthöhe oder DBH herangezogen wird. Weisen Sie jeder Baum eine Nummer, Zurücksetzen der Nummerierung zu Beginn eines jeden Block-Segments.

Beobachten Sie den Zustand jedes Baumes, indem optisch Abschätzung und Bewertung nach den Kriterien, die in der Tabelle dargestellt. Summe der Punkte um eine Gesamtnote für jeden Baum zu erhalten, und weisen Sie jedem eine entsprechende Kategorie Gesundheit.

Google Earth oder ArcGIS sind zwei Programme, die zum Kompilieren von GIS-Daten verwendet werden können. Programme verwenden, Bäume sind einzeln Ort markiert oder deren Koordinaten in einer einzigen Datei erfüllt und hochgeladen.

Um das Google Earth-GIS-Programm zu verwenden, geben Sie die Koordinaten, Baum und wählen Sie neue Ortsmarke, mithilfe der Funktion “Ortsmarke hinzufügen”. Namen, die jeder Baum von Artnamen und einmal alle Datenpunkte der Baum als Ortsmarken, gespeichert werden der rechten Maustaste auf das Label “My Places”, wählen Sie “Speichern unter”, dann an jedem beliebigen Ort.

Zur Verwendung der ArcGIS-Programm, beim Importieren von Daten zu ertragen sind alle Spaltenüberschriften Räume. Stattdessen können Unterstriche verwendet werden. Wenn die Koordinaten in Längen- und Breitengrad-Format sind, sollten sie in Dezimalgrad Format vor dem Import in ArcGIS konvertiert werden.

Speichern Sie die Daten als eine durch Trennzeichen getrennte CSV-Datei. Als Nächstes erstellen Sie eine Ebene von ArcMap mit dem Tool Daten hinzufügen, entweder unter Datei CSV-Datei hinzufügen: Fügen Sie Daten hinzu, oder durch Klicken auf “Daten hinzufügen” auf der Symbolleiste standard-tool.

Auf der neuen Ebene mit der rechten Maustaste und wählen Sie “Display XY Data”. Sicherzustellen Sie, dass die X- oder Felder Längengrad, “und” Y “oder” Breitengrad, von ArcMap. richtig ausgewählt wurden

Klicken Sie dann “Bearbeiten”, dann “Select”, um das Koordinatensystem für die Punkte markieren dann “hinzufügen”, und “OK”. Das richtige Koordinatensystem zu verwenden, erhalten Sie bei dem GPS-Gerät selbst.

Nun sollte es ein Punkt-Layer am oberen Rand des Inhaltsverzeichnisses mit demselben Namen wie die CSV-Datei, und das Wort “Events” am Ende des Namens. Dies ist ein “Event-Thema” und ist eine temporäre Schicht. Um eine dauerhafte Kopie erstellen, mit der rechten Maustaste auf die Ebene und wählen Sie “Daten” und dann “Daten exportieren”. Wählen Sie ein Ausgabeverzeichnis und geben Sie einen Dateinamen. Ändern Sie den Namen von der Standardeinstellung “Export Output”, “Urban_Forestry_Survey” und klicken Sie auf “OK”.

In der ArcGIS-Programm eingegebene Daten werden eine Karte des städtischen Forstwirtschaft Daten produzieren. Diese Karten können verwendet werden, in einer Reihe von Möglichkeiten, einschließlich Muster der DBH Größen identifizieren oder bestimmen, ob Bäume in einem bestimmten Bereich Lebenserwartung nicht erreichen.

Öffnen Sie die iTree für Bildung-Software-Tool. Geben Sie für jeden Baum die relevanten Daten ein, und notieren Sie die Umweltvorteile für jeden Baum. Geschätzte Vorteile von Stadtbäumen werden berechnet und monetäre Werte zugewiesen. Dazu gehört ein Baum jährlichen Leistungen für Regenwasser-Management, Eigenschaftswert, Energieeffizienz und Kohlenstoff-Sequestrierung.

Die Ergebnisse aus der Analyse mit dem nationalen Baum Vorteil Rechner geben einen Überblick über die wirtschaftlichen und ökologischen Wert der Befragten Bäume. Dadurch können Stadtplaner entscheiden bei jedem Baum Umzüge oder ergänzende Anpflanzungen, die die Befragten Bereich profitieren können.

Urban Forestry-Karten können in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, und einige davon werden hier untersucht.

In städtischen Wohn- oder vorstädtischen Gebieten haben städtische Forstwirtschaft oft unterschiedliche Anforderungen von Bäumen als in kommerzielle oder private Bereiche. Bäume können geschützt oder für die Bepflanzung, basierend auf ähnlichen ökologischen Eigenschaften wie Wind oder Lärm Barrieren oder Wasser Management Bedenken ausgewählt werden. Allerdings, ästhetischer Wert spielen eine größere Rolle in der Wohngegend Forstwirtschaft.

Geographische Informationssysteme können auch verwendet werden, viele andere Phänomene, natürlichen oder künstlichen zuordnen. GIS-Karten der natürlichen Messungen der Bleigehalt im Boden können auch zusammengestellt und zur Bestimmung der Kontamination oder Safe im Vergleich zu unsicheren Regionen für den Anbau von Nahrungspflanzen.

Sie habe nur Jupiters Einführung in Urban Forestry mittels GIS beobachtet. Sie sollten jetzt die Bedeutung der städtischen Forstwirtschaft, GIS Verwendung zum Erstellen von Karten für das Studium der Bäume in der Stadt und der nationale Baum nutzen Taschenrechners um zu prüfen, den Wert der untersuchten Bäume verstehen. Danke fürs Zuschauen!

Results

Abbildung 1 zeigt die repräsentative Ergebnisse für Straßenbäume auf einen Block gefunden, und eine Karte vom städtischen Forstwirtschaft Daten in GIS eingegeben kann in Abbildung 4zu sehen.

Die Ergebnisse mit dem Baum-nutzen-Rechner finden Sie in Tabelle 2. Dieser Rechner stellt eine Schätzung der Vorteile, die einzelne Straßenseite Bäume bieten. Sobald die Daten aus dem Feld Untersuchung einschließlich Postleitzahl, Arten, Durchmesser und Landnutzung, eingegeben werden, kann die ökologische und ökonomische Nutzen jeder Baum gesehen.

Abbildung 4. Landkarten und Stadtpläne von städtischen Forstwirtschaft Daten in GIS eingegeben.

Probennummer Baum	Gesamtnutzen	Regenwasser-Management (Gallonen)	Eigenschaftswert	Energie-Effizienz (kW/h)	Kohlenstoff-Sequestrierung (lbs)
1	$20	173	$4	38	109
2	$24	217	$8	41	133
3	$22	161	$11	27	113
4	$11	69	$2	22	74
5	$46	356	$22	56	169

Tabelle 2. Die Baum-nutzen-Rechner Ergebnisse.

Applications and Summary

Einmal in ein GIS eingegeben, können Forstwirtschaft Daten mit Geodaten Statistiken analysiert werden. Zum Beispiel ist ein Moran ist ich Geospatial statistischen Test eine weit verbreitete Statistik, die für erhebliche geographische Häufung von Gesundheitsvariablen analysiert. Moran ist ich kann Forstwirtschaft Daten Dbh Berichtswerte lokalisiert in bestimmten Bereichen verwendet werden, zeigt verschiedene Baum Wachstumsraten in verschiedenen Orten des Waldes. Wenn clustering signifikant ist, kann ein allgemeine G Geospatial statistischen Test zusätzlich zeigen ob es die hohen oder niedrigen Werten die geographisch gruppiert sind ist, durch welches Ende das clustering Berichterstattung Werte in einem geographischen Gebiet (Abbildung 5) konzentriert sind. Bedeutende Moran ist ich Cluster sind mit der allgemeinen G-Wert, zeigt hohe Dbh Werte gruppiert, für die gute Bäume und für jede Art gezeigt. DBH-Werte werden durch proportional große Symbole zu veranschaulichen, die Bündelung von hohen Werten (große Kreise) und niedrige Werte (kleine Diamanten) (Abbildung 6). Funktionen können in Karten zu suchen, sinnvolle Muster gekoppelt werden, wie z. B. Dbh und Arten, welche Arten zu identifizieren tendenziell erfolgreicher in einem städtischen Umfeld zur Reife wachsen. Cluster von hohen Dbh Werte zeigen ältere Bäume, die in der Nähe von künftigen Bedarf an Baum entfernen oder einen höheren Risikobereich für Baum Schäden durch Stürme präsentieren können. Hohen Dbh-Cluster können auch bedeuten, wo die Bäume länger überleben, und Regionen einer Stadt erhalten höhere Ökosystem-Service-Leistungen.

Abbildung 5. Cluster der Dbh Größen für gute Bäume auf einer Karte.

Abbildung 6. Hohen Dbh-Cluster auf einer Karte identifiziert.

Transcript

Urban forests are valuable resources, and require care and management to ensure their health. The distribution of trees, their condition, and the scale and shape of urban forests can be mapped using GIS, or Geographical Information System, software.

Trees in urban areas may range from simple street trees to landscaped boulevards, greenways, public gardens, or those at industrial brownfield sites. Combined, these urban forests are essential components of city infrastructure. Urban forestry uses novel methods to address the needs and challenges unique to urban trees.

Urban forests fill valuable environmental niches, acting to clean air and water, control storm waters, prevent erosion, reduce noise, and conserve energy. Additionally, urban forests can provide important habitats for animals, provide shelter for nesting, or act as travel corridors for wildlife. Their value can also be social, connecting urban inhabitants to nature, enhancing architecture, and providing educational opportunities to learn about nature.

The structure, diversity, and resultant ecological value of urban forests can be quantified using GIS, or Geographical Information Systems, software. GIS allows for extensive data collection and management, which is an ideal framework for compiling urban forestry data. GIS allows users to combine geographical and tree-survey data to produce accurate maps of urban forests.

This video will illustrate the process of collecting tree survey data, incorporating this data into a GIS platform, and evaluating the environmental value of trees of interest.

Urban forest surveys may be conducted at a variety of locations. Commonly, parkway trees planted between sidewalks and curbs are recorded. Data is typically collected by city block, and records tree location, species, health, land use, and diameter at breast height, or DBH.

Tree condition is a visual assessment based on six categories. These are trunk condition, which takes into account factors including missing bark or decay; growth rate, examining twig elongation and length of current year’s growth; and structure, taking note of dead or broken limbs. Insects and disease are noted; crown development, which assesses trees for a balanced appearance of branches, leaves, and reproductive structures; and finally life expectancy, based on the life expectancy for the species, minus the damage present.

Each category carries a rating system, based on the amount of unhealthy tree features summed together, which combined give an overall condition score for a tree. This can be attributed to a categorical tree health measurement ranging from excellent down through very good, good, fair, poor, to very poor.

A GPS receiver, which uses satellite positioning transmitted to the handset allows the user to record geodesic coordinates of latitude and longitude. Location is also noted by postal address. Once collected, data can be entered into a GIS software program, which allows spatial and geospatial statistical analysis of trees and tree characteristics. There are several such programs available, including ArcGIS or Google Earth.

The National Tree Benefits Calculator is a free online software tool that is used to provide an economic estimation of the monetary benefits provided by urban and suburban trees. Here, users can select their survey region, and choose from a list of trees in that area. Inputting a few simple details including tree trunk diameter and land-use type, will give an estimation of the value of the tree in several key areas, including property value, air quality, and storm water control.

Now that we are familiar with the concept of urban forestry surveys and the principles behind them, let’s take a look at how these are carried out in the field.

To begin the survey, select a suitable outdoor location and turn on the GPS receiver. Wait for it to connect to satellites and detect the location. Proceed to the start of the survey area selected for data collection. Survey one city block segment at a time. At each tree encountered, record the species using this collection’s video on Tree Identification. Also record the longitude and latitude provided by the GPS receiver, and postal address.

Next, measure the diameter of each tree at 4.5 ft above the ground, which is taken as the diameter at breast height, or DBH. Assign each tree a number, resetting the numbering at the start of each block segment.

Observe the condition of each tree by visually estimating and scoring according to the criteria presented in the table shown. Sum the points to obtain an overall score for each tree, and assign each a corresponding health category.

Two programs that can be used to compile GIS data are Google Earth or ArcGIS. Using these programs, trees can be place-marked individually or their coordinates complied into a single file and uploaded.

To use the Google Earth GIS program, type in the tree coordinates and select new placemark, using the “Add Placemark” feature. Name each tree by species name, and once all tree data points are saved as placemarks, right click on the “My Places” label, select “Save As”, then save to any location.

To use the ArcGIS program, when importing data endure all column headings are free of spaces. Underscores can be used instead. If the coordinates are in latitude and longitude format, they should be converted to decimal degrees format before import into ArcGIS.

Save the data as a comma-delimited CSV file. Next, create a layer by adding the CSV file to ArcMap using the Add Data tool, either under File: Add Data, or by clicking the “Add Data” tool on the standard toolbar.

Right-click on the new layer and choose “Display XY Data”. Ensure that the X, or longitude, and Y, or latitude, fields were selected correctly by ArcMap.

Next, click “Edit”, then “Select” to highlight the coordinate system for the points, then “Add”, and “OK”. The correct coordinate system to use can be obtained from the GPS unit itself.

There should now be a point layer at the top of the Table of Contents with the same name as the CSV file, and the word “Events” at the end of the name. This is an “event theme”, and is a temporary layer. To make a permanent copy, right-click on the layer and choose “Data” then “Export Data”. Pick an output location and enter a file name. Change the name from the default “Export Output” to “Urban_Forestry_Survey” and click “OK”.

Data entered into the ArcGIS program will produce a map of urban forestry data. These maps can be used in a number of ways, including identifying patterns of DBH sizes, or determining if trees in a particular area are not reaching life expectancy.

Open up the iTree for Education software tool. For each tree, input the relevant data, and record the environmental benefits for each tree. Estimated benefits of urban trees can be calculated and assigned monetary values. This includes a tree’s annual benefits for storm water management, property value, energy efficiency, and carbon sequestration.

The results from analysis with the National Tree Benefit Calculator can give a summary of the economic and environmental value of the trees surveyed. This can allow urban planners to decide upon any tree removals, or supplementary plantings that may benefit the area surveyed.

Urban Forestry maps can be used in a variety of applications, and some of these are explored here.

In urban residential or suburban areas, urban forestry will often have different requirements from trees than those in commercial or retail areas. Trees may be protected or selected for planting based on similar ecological properties such as wind or noise barriers, or water management concerns. However, aesthetic value may play a greater part in residential forestry.

Geographical Information Systems can also be used to map many other phenomena, natural or manmade. GIS maps of natural measurements of lead levels in soil can also be compiled and used to determine contamination levels, or safe versus unsafe regions for planting of food crops.

You’ve just watched JoVE’s introduction to Urban Forestry using GIS. You should now understand the importance of urban forestry, how to use GIS to create maps for the study of urban trees, and how to use the National Tree Benefit Calculator to ascertain the value of surveyed trees. Thanks for watching!

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