Uso de SIG para investigar silvicultura urbana
Fuente: Laboratorios de Margaret obrero y Kimberly Frye - Universidad de Depaul
Bosques urbanos generales incluyen parques urbanos, árboles de la call…
1. recopilación con receptor GPS y DAP cinta
- En un lugar abierto al aire libre, encender el receptor GPS pulsando el botón de encendido. Esperar 2-3 min, mientras que el receptor se conecta a un mínimo de tres satélites.
- A pie de la zona de estudio para la recolección de datos. Encuesta sobre un segmento de bloque de la ciudad en un momento y el número de los árboles de parkway en una hoja de datos (figura 1), restablecer la numeración al inicio de cada segmento de bloque.
- En cada árbol en la encuesta, registrar especies, dirección postal (p. ej., W. Lill de 1253) y coordenadas geodésicas (longitud/latitud) proporcionan por el receptor GPS (figura 1). Asegúrese de coordenadas geodésicas se recogen de la misma dirección en cada árbol (p. ej., lado norte de cada árbol).
- Medir el diámetro de cada árbol a 4½ pies por encima del suelo y registre el diámetro a la altura del pecho (DAP).
- Observar cada condición de árbol por estimar visualmente y puntuación según los criterios (tabla 1). Suma los puntos para una puntuación total de cada árbol y asigna cada árbol a las categorías de salud correspondiente. Registrar el estado de salud en la hoja de datos.
2. Introducción de datos en un SIG
- GIS con Google Earth: tipo en el árbol de coordenadas y guardar en la carpeta de "Mis sitios" usando la función "Añadir marcador". Nombre de cada árbol por nombre de la especie. Una vez que todos los puntos de datos árbol se guardan como marcas de posición, haga clic en el nombre de mis sitios, seleccione "Guardar como" y guardar en cualquier lugar.
- GIS con ArcGIS de ESRI 10.2: para importar en ArcGIS, no disponer de todos los encabezados de columna espacios; los espacios deben reemplazarse por subrayado. Si son las coordenadas en latitud y longitud, debe ser en formato grados decimales (DD) antes de importar en ArcGIS. Ubicaciones en grados, minutos y segundos (DMS) o en formato decimal de minutos (DM) se deben convertir a DD primero. Hay conversores disponibles en internet (http://www.fcc.gov/encyclopedia/degrees-minutes-seconds-tofrom-decimal-degrees).
- Guardar/exportar los datos como un archivo de texto delimitado por comas (formato CSV).
- Crear una "capa" agregando el archivo .csv a ArcMap mediante la herramienta de agregar datos, ya sea ampliando el submenú bajo archivo > agregar datos o haciendo clic en el agregar los datos de la herramienta en la barra de herramientas estándar (figura 2).
- Haga clic derecho sobre la capa nueva y elija Mostrar datos XY. Asegúrese de que los campos X e Y fueron seleccionados correctamente por ArcMap, deberían estar bien si los nombres elegidos reflejan las posiciones de coordenadas (norte y este o x e y).
- Haga clic en el botón modificar... y luego seleccionar... para seleccionar el sistema de coordenadas para los puntos, añadir... y OK (x 3). El sistema de coordenadas correcto para utilizar puede obtenerse de la unidad GPS (bajo configuración de mapa o unidades). Para este dato, seleccionar sistemas de coordenadas > sistemas de coordenadas geográficas > mundo > WGS1984.prj (dato GPS por defecto).
- Ahora debe haber una capa de punto en la parte superior de la tabla de contenido con el mismo nombre que el archivo .csv y la palabra eventos en el final del nombre (figura 3). Este es un tema de"evento" y es una capa temporal. Una copia permanente, haga clic en el capa y elija datos > exportar datos... Elija una ubicación de salida, una clase de función de geodatabase o un directorio para un archivo de formas e introduzca un nombre de archivo. Cambiar el nombre del valor por defecto "Export_Output" a Urban_Forestry_Survey. Haga clic en Aceptar.
3. nacional beneficios calculadora
- Uso de este software, se pueden calcular los beneficios de los árboles de la calle. Esto incluye beneficios anuales de un árbol para la gestión del agua de tormenta, valor de la propiedad, eficiencia energética y captura de carbono. Ver el video identificación del árbol: Cómo utilizar una clave dicotómica para obtener instrucciones sobre el uso de la calculadora de beneficios del árbol.
Figura 1. Resultados representativos de los árboles de calle encontraron a una cuadra.
Figura 2. La herramienta de agregar datos en la barra de herramientas estándar.
Figura 3. Capa de punto en la parte superior de la tabla de contenido con el mismo nombre que el archivo CSV.
| Condición de tronco Sonido y sólido Secciones de corteza desaparecidos Caries extensa & hueco | Calificación de condición 5 3 1 | ||
| Tasa de crecimiento (considerar especies) Más que 6" ramita de alargamiento 2-6" alargamiento de la rama Menos de 2" ramita de alargamiento | 3 2 1 | ||
| Estructura Sonido Un muerto importante/varios miembros menores, roto, falta 2 o más principales miembros muertos rotos, falta | 5 3 1 | ||
| Insecto & enfermedad No las plagas presentes 1 plagas presentes 2 o más de las plagas presentes | 3 2 1 | ||
| Desarrollo de la corona Completo & balanceado Completo pero desequilibrado Desequilibradas y carentes de una corona completa | 5 3 1 | ||
| Esperanza de vida Más de 30 años 15-20 años Menos de 5 | 5 3 1 | ||
| Clase de condición: Excelente: 26-23 Bueno: 22-19 Feria: 18-14 Pobres: 13-10 Muy pobre: 9-6 |
Tabla 1. Una tabla para calcular la clase de condición de un árbol. Cada calificación de la condición se relaciona con la descripción de cada categoría, y luego se sumaron todas las seis puntuaciones para una suma final – la clase de condición.
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Los bosques urbanos son recursos valiosos y requieren cuidado y gestión para garantizar su salud. La distribución de los árboles, su condición y la escala y forma de los bosques urbanos se pueden mapear utilizando el software SIG o Sistema de Información Geográfica.
Los árboles en las áreas urbanas pueden variar desde simples árboles de la calle hasta bulevares ajardinados, vías verdes, jardines públicos o aquellos en terrenos industriales abandonados. Combinados, estos bosques urbanos son componentes esenciales de la infraestructura de la ciudad. La silvicultura urbana utiliza métodos novedosos para abordar las necesidades y los desafíos únicos de los árboles urbanos.
Los bosques urbanos llenan valiosos nichos ambientales, ya que actúan para limpiar el aire y el agua, controlar las aguas pluviales, prevenir la erosión, reducir el ruido y conservar la energía. Además, los bosques urbanos pueden proporcionar hábitats importantes para los animales, proporcionar refugio para la anidación o actuar como corredores de viaje para la vida silvestre. Su valor también puede ser social, conectando a los habitantes urbanos con la naturaleza, mejorando la arquitectura y proporcionando oportunidades educativas para aprender sobre la naturaleza.
La estructura, la diversidad y el valor ecológico resultante de los bosques urbanos se pueden cuantificar utilizando software SIG o Sistemas de Información Geográfica. Los SIG permiten una amplia recopilación y gestión de datos, lo que constituye un marco ideal para recopilar datos de silvicultura urbana. El SIG permite a los usuarios combinar datos geográficos y de levantamiento de árboles para producir mapas precisos de los bosques urbanos.
Este video ilustrará el proceso de recopilación de datos de prospección de árboles, la incorporación de estos datos en una plataforma SIG y la evaluación del valor ambiental de los árboles de interés.
Los estudios de bosques urbanos se pueden realizar en una variedad de lugares. Comúnmente, se registran los árboles de las avenidas plantados entre las aceras y los bordillos. Por lo general, los datos se recopilan por manzana de la ciudad y registran la ubicación de los árboles, las especies, la salud, el uso de la tierra y el diámetro a la altura del pecho, o DBH.
La condición del árbol es una evaluación visual basada en seis categorías. Se trata del estado del tronco, que tiene en cuenta factores como la falta de corteza o la descomposición; tasa de crecimiento, examinando la elongación de las ramitas y la longitud del crecimiento del año en curso; y estructura, tomando nota de las extremidades muertas o rotas. Se observan insectos y enfermedades; desarrollo de la copa, que evalúa los árboles para una apariencia equilibrada de ramas, hojas y estructuras reproductivas; y, por último, la esperanza de vida, basada en la esperanza de vida de la especie, menos el daño presente.
Cada categoría tiene un sistema de calificación, basado en la cantidad de características de árbol en mal estado sumadas, que combinadas dan una puntuación de condición general para un árbol. Esto se puede atribuir a una medición categórica de la salud de los árboles que va desde excelente hasta muy bueno, bueno, regular, malo y muy malo.
Un receptor GPS, que utiliza el posicionamiento satelital transmitido al teléfono, permite al usuario registrar coordenadas geodésicas de latitud y longitud. La ubicación también se indica por dirección postal. Una vez recopilados, los datos se pueden introducir en un programa informático SIG, que permite el análisis estadístico espacial y geoespacial de los árboles y sus características. Hay varios programas de este tipo disponibles, como ArcGIS o Google Earth.
La Calculadora Nacional de Beneficios de los Árboles es una herramienta de software gratuita en línea que se utiliza para proporcionar una estimación económica de los beneficios monetarios proporcionados por los árboles urbanos y suburbanos. Aquí, los usuarios pueden seleccionar su región topográfica y elegir de una lista de árboles en esa área. Ingresar algunos detalles simples, incluido el diámetro del tronco del árbol y el tipo de uso de la tierra, dará una estimación del valor del árbol en varias áreas clave, incluido el valor de la propiedad, la calidad del aire y el control de aguas pluviales.
Ahora que estamos familiarizados con el concepto de estudios de silvicultura urbana y los principios detrás de ellos, echemos un vistazo a cómo se llevan a cabo en el campo.
Para comenzar la encuesta, seleccione una ubicación exterior adecuada y encienda el receptor GPS. Espere a que se conecte a los satélites y detecte la ubicación. Proceda al inicio del área topográfica seleccionada para la recopilación de datos. Inspeccione un segmento de manzana de la ciudad a la vez. En cada árbol encontrado, registre las especies usando el video de esta colección sobre Identificación de Árboles. También registra la longitud y latitud proporcionadas por el receptor GPS y la dirección postal.
A continuación, mida el diámetro de cada árbol a 4,5 pies sobre el suelo, que se toma como el diámetro a la altura del pecho, o DBH. Asigne un número a cada árbol, restableciendo la numeración al principio de cada segmento de bloque.
Observe la condición de cada árbol estimando visualmente y puntuando de acuerdo con los criterios presentados en la tabla mostrada. Suma los puntos para obtener una puntuación general para cada árbol y asigna a cada uno una categoría de salud correspondiente.
Dos programas que se pueden utilizar para compilar datos SIG son Google Earth o ArcGIS. Con estos programas, los árboles se pueden marcar individualmente o sus coordenadas se pueden compilar en un solo archivo y cargar.
Para usar el programa GIS de Google Earth, escriba las coordenadas del árbol y seleccione una nueva marca de posición, utilizando la función "Agregar marca de posición". Nombra cada árbol por el nombre de la especie, y una vez que todos los puntos de datos del árbol se hayan guardado como marcas de posición, haz clic derecho en la etiqueta "Mis lugares", selecciona "Guardar como" y luego guárdalo en cualquier ubicación.
Para utilizar el programa ArcGIS, al importar datos perduran todos los encabezados de columna libres de espacios. En su lugar, se pueden utilizar guiones bajos. Si las coordenadas están en formato de latitud y longitud, deben convertirse al formato de grados decimales antes de importarlas a ArcGIS.
Guarde los datos como un archivo CSV delimitado por comas. A continuación, cree una capa agregando el archivo CSV a ArcMap utilizando la herramienta Agregar datos, ya sea en Archivo: Agregar datos o haciendo clic en la herramienta "Agregar datos" en la barra de herramientas estándar.
Haga clic con el botón derecho en la nueva capa y elija "Mostrar datos XY". Asegúrese de que ArcMap haya seleccionado correctamente los campos X, o longitud, e Y, o latitud.
A continuación, haga clic en "Editar", luego en "Seleccionar" para resaltar el sistema de coordenadas de los puntos, luego en "Agregar" y en "Aceptar". El sistema de coordenadas correcto a utilizar se puede obtener de la propia unidad GPS.
Ahora debería haber una capa de puntos en la parte superior de la tabla de contenido con el mismo nombre que el archivo CSV, y la palabra "Eventos" al final del nombre. Este es un "tema de evento" y es una capa temporal. Para hacer una copia permanente, haga clic con el botón derecho en la capa y elija "Datos" y luego "Exportar datos". Elija una ubicación de salida e introduzca un nombre de archivo. Cambie el nombre del predeterminado "Exportar salida" a "Urban_Forestry_Survey" y haga clic en "Aceptar".
Los datos introducidos en el programa ArcGIS producirán un mapa de datos de silvicultura urbana. Estos mapas se pueden utilizar de varias maneras, incluida la identificación de patrones de tamaños de DBH o la determinación de si los árboles en un área en particular no están alcanzando la esperanza de vida.
Abra la herramienta de software iTree for Education. Para cada árbol, ingrese los datos relevantes y registre los beneficios ambientales de cada árbol. Los beneficios estimados de los árboles urbanos se pueden calcular y asignar valores monetarios. Esto incluye los beneficios anuales de un árbol para la gestión de aguas pluviales, el valor de la propiedad, la eficiencia energética y el secuestro de carbono.
Los resultados del análisis con la Calculadora Nacional de Beneficios para los Árboles pueden dar un resumen del valor económico y ambiental de los árboles estudiados. Esto puede permitir a los planificadores urbanos decidir sobre la remoción de árboles o plantaciones suplementarias que puedan beneficiar al área estudiada.
Los mapas de silvicultura urbana se pueden utilizar en una variedad de aplicaciones, y algunas de ellas se exploran aquí.
En las zonas urbanas residenciales o suburbanas, la silvicultura urbana suele tener requisitos de los árboles diferentes a los de las zonas comerciales o minoristas. Los árboles pueden protegerse o seleccionarse para plantar en función de propiedades ecológicas similares, como barreras contra el viento o el ruido, o preocupaciones sobre la gestión del agua. Sin embargo, el valor estético puede desempeñar un papel más importante en la silvicultura residencial.
Los Sistemas de Información Geográfica también se pueden utilizar para mapear muchos otros fenómenos, naturales o provocados por el hombre. Los mapas SIG de las mediciones naturales de los niveles de plomo en el suelo también se pueden compilar y utilizar para determinar los niveles de contaminación, o las regiones seguras frente a las inseguras para la siembra de cultivos alimentarios.
Acabas de ver la introducción de JoVE a la silvicultura urbana utilizando SIG. Ahora debe comprender la importancia de la silvicultura urbana, cómo utilizar los SIG para crear mapas para el estudio de los árboles urbanos y cómo utilizar la Calculadora Nacional de Beneficios de los Árboles para determinar el valor de los árboles estudiados. ¡Gracias por mirar!
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Q1: What environmental benefits do urban forests provide to cities?
Urban forests clean air and water, control storm water runoff, prevent erosion, reduce noise, and conserve energy. They also provide wildlife habitats, nesting sites, and travel corridors for animals. Socially, urban forests connect residents to nature, enhance architecture, and offer educational opportunities about the natural world.
Q2: How is tree condition assessed during an urban forestry survey?
Tree condition is evaluated using six visual assessment categories: trunk condition, growth rate, structure, insects and disease presence, crown development, and life expectancy. Each category receives a rating based on unhealthy features. The combined scores produce an overall health score ranging from excellent to very poor.
Q3: What is diameter at breast height and why is it measured in tree surveys?
Diameter at breast height, or DBH, is the tree trunk diameter measured 4.5 feet above ground. This standardized measurement is recorded during urban forestry surveys because it directly correlates with a tree's ability to provide ecosystem services. Larger trees with greater leaf area deliver more environmental benefits.
Q4: How does GIS software help manage urban forestry data?
GIS allows extensive data collection and management by combining geographical and tree-survey data to produce accurate maps of urban forests. Programs like Google Earth and ArcGIS enable spatial analysis of tree characteristics, pattern identification, and quick database updates. This framework supports decision-making for tree removals and supplementary plantings.
Q5: What information does the National Tree Benefit Calculator provide?
The National Tree Benefit Calculator is a free online tool that estimates monetary benefits of urban trees. Users input tree trunk diameter and land-use type to receive economic valuations across key areas including property value, air quality improvement, and storm water control benefits.
Q6: How do you record tree location data during a field survey?
A GPS receiver records geodesic coordinates of latitude and longitude for each tree location. Postal addresses are also noted. Once collected, this location data is entered into GIS software programs for spatial analysis. GPS coordinates should be converted to decimal degrees format before importing into ArcGIS.
Q7: What data should be collected when surveying trees in urban areas?
Urban tree surveys record species, location coordinates, postal address, diameter at breast height, health condition score, land use type, and trunk diameter. Species identification can be assisted by using a tree identification dichotomous key. Data is typically collected by city block, with each tree assigned a number for tracking.