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Uso de SIG para Investigar Florestas Urbanas

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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

Fonte: Laboratórios de Margaret Workman e Kimberly Frye – Universidade Depaul

As florestas urbanas incluem parques urbanos, árvores de rua, avenidas paisagísticas, jardins públicos, passeios fluviais e costeiros, vias verdes, corredores fluviais, pântanos, preservações naturais, áreas naturais, abrigos de árvores e árvores de trabalho em locais industriais de brownfield. A história das árvores urbanas começa com árvores como embelezamento paisagístico. Hoje, as árvores urbanas são vistas como componentes essenciais da infraestrutura urbana e críticas à vida humana como alimentos, moradias e outros serviços públicos. As árvores urbanas são agora valorizadas pelos serviços ecossistêmicos que prestam (por exemplo, prevenindo erosão, remoção de poluentes atmosféricos, oxigênio, sombra, etc.). No entanto, para fazer uso eficiente desses benefícios, as árvores devem atingir a maturidade, pois o número e o tamanho das folhas afetam diretamente a capacidade de uma árvore de fornecer serviços ecossistêmicos. A silvicultura urbana teve que desenvolver seus próprios métodos florestais para atender às necessidades e desafios exclusivos das árvores urbanas em comparação com suas contrapartes florestais.

O seguinte trecho do Serviço Florestal do USDA ilustra a perspectiva e as políticas de árvores urbanas do governo federal:

As florestas urbanas são ecossistemas dinâmicos que fornecem serviços ambientais necessários, limpando ar e água, ajudando a controlar as águas pluvais e conservando energia. Eles adicionam forma, estrutura, beleza e espaço de respiração ao design urbano, reduzem o ruído, usam separadamente incompatíveis, fornecem lugares para recriar, fortalecer a coesão social, alavancar a revitalização da comunidade e agregar valor econômico às nossas comunidades… Este sistema natural de suporte à vida sustenta ar e água limpos, biodiversidade, habitat, ninhos e corredores de viagem para a vida selvagem, e conecta as pessoas à natureza.

O manejo de árvores urbanas é uma prática interdisciplinar que envolve arquitetura, paisagismo, planejamento, desenvolvimento, horticultura, etc. Uma disciplina particular envolvida na silvicultura é a geografia, especialmente através do uso de sistemas de informação geográfica (SIG). GIS é um nome amplo que abrange qualquer tipo de banco de dados que contenha dados geográficos ou espaciais que possam ser usados para criar representações visuais geradas por computador (por exemplo,mapas). O GIS permite uma ampla coleta e gerenciamento de dados por meio de interfaces de usuário cada vez melhores, aumentando a qualidade amigável do usuário de conjuntos muito grandes de informações que podem ser acessadas por muitos usuários. Os aplicativos GIS variam de software livre e protocolos de acesso aberto, como o Google Earth, a sistemas proprietários, como o ESRI ArcGIS. O uso do SIG para criar e armazenar informações geográficas também permite uma fácil manutenção de dados, pois os mapas podem ser rapidamente atualizados adicionando novas informações ao banco de dados e regenerando a saída visual.

Principles

Uma pesquisa de árvores florestais urbanas é realizada utilizando árvores de parque plantadas entre calçadas e meios-fios. Os dados são coletados por bloco da cidade, espécies de registro, condição de saúde, localização, uso do terra e diâmetro na altura da mama (dbh) para cada árvore pesquisada.

A condição da árvore é observacional e baseada em avaliações visuais de seis categorias: condição do tronco (falta de casca e decadência), taxa de crescimento (alongamento do galho e duração do crescimento do ano atual), estrutura (membros mortos), insetos e doenças, desenvolvimento da coroa (aparência equilibrada de galhos, folhas e estruturas reprodutivas) e expectativa de vida. Cada categoria possui um sistema de classificação baseado na quantidade de características de árvores insalubres somadas para um escore geral de condição, o que corresponde a uma medição categórica de excelente, muito bom, bom, justo, pobre e muito ruim.

A localização é registrada por endereço postal e por meio de coordenadas geodésicas para longitude e latitude. Um receptor GPS é usado para determinar locais geodésicos com base em dados de satélite transmitidos ao receptor na localização de cada árvore.

Para quantificar os benefícios da floresta urbana ao seu redor, os dados são inseridos em uma Calculadora Nacional de Benefícios de Árvores (facilmente encontrada on-line e livre de uso) para determinar o valor em dólar dos benefícios ambientais e estéticos anuais: conservação de energia, melhoria da qualidade do ar, redução de CO_2, controle de águas plumosinais e valor patrimonial de cada árvore.

Os dados também são inseridos em um Sistema de Informações Geográficas (SIG) para análise estatística espacial e geoespacial das características das árvores pesquisadas.

Procedure

1. Coleta de dados com receptor GPS e fita dbh

Em um local aberto ao ar livre, ligue o receptor GPS pressionando o botão de alimentação. Aguarde 2-3 min enquanto o receptor se conecta a um mínimo de três satélites.
Caminhe até a área de pesquisa para coleta de dados. Pesquise um segmento de blocos da cidade de cada vez e número as árvores da parkway em uma ficha técnica(Figura 1),redefinindo a numeração no início de cada segmento de bloco.
Em cada árvore do levantamento, registram espécies, endereço postal (por exemplo,1253 W. Lill) e coordenadas geodésicas (longitude/latitude) fornecidas pelo receptor GPS(Figura 1). Certifique-se de que as coordenadas geodésicas sejam coletadas da mesma direção em cada árvore (por exemplo,lado norte de cada árvore).
Meça o diâmetro de cada árvore a 4,5 metros acima do solo e regissuça o diâmetro na altura da mama (dbh).
Observe cada condição de árvore estimando e pontuando visualmente de acordo com os critérios(Tabela 1). Soma os pontos para uma pontuação geral para cada árvore e atribua cada árvore às categorias de saúde correspondentes. Registo de saúde na ficha técnica.

2. Inserir dados em um SIG

GIS usando o Google Earth: digite as coordenadas da árvore e salve-as na pasta “Meus lugares” usando o recurso “Add Placemark”. Nomeie cada árvore pelo nome da espécie. Uma vez que todos os pontos de dados da árvore sejam salvos como marcadores de lugar, clique com o botão direito do mouse no nome Meus lugares, selecione “Salvar como” e salve em qualquer local.
GIS utilizando ESRI ArcGIS 10.2: Importar para ArcGIS, certifique-se de que todas as guias de coluna não tenham espaços; quaisquer espaços devem ser substituídos por sublinhados. Se as coordenadas estiverem em latitude/longitude, devem estar em formato de termos decimais (DD) antes de importar para ArcGIS. Os locais em graus, minutos e segundos (DMS) ou formato de minutos decimais (DM) devem ser convertidos primeiro em DD. Há conversores disponíveis na internet (http://www.fcc.gov/encyclopedia/degrees-minutes-seconds-tofrom-decimal-degrees).
Salvar/exportar os dados como um arquivo de texto delimitado por vírgula (formato CSV).
Crie uma “camada” adicionando o arquivo .csv ao ArcMap usando a ferramenta Adicionar dados, expandindo o submenu em Arquivo> Adicionar dados ou clicando na ferramenta Adicionar dados na barra de ferramentas Padrão (Figura 2).
Clique com o botão direito do mouse na nova camada e escolha Exibir dados XY. Certifique-se de que os campos X e Y foram selecionados corretamente pelo ArcMap – eles devem estar certos se os nomes escolhidos refletirem as posições coordenadas (norte e leste ou x e y).
Clique na Edição… botão, em seguida, Selecione … para selecionar o sistema de coordenadas para os pontos, Adicionar… e OK (3x). O sistema de coordenadas correto a ser utilizado pode ser obtido a partir da unidade GPS (sob configuração do mapa ou unidades). Para esses dados, selecione Coordinate Systems > Geographic Coordinate Systems > World > WGS1984.prj (datum GPS padrão).
Agora deve haver uma camada de ponto na parte superior da Tabela de Conteúdo com o mesmo nome do arquivo .csv e a palavra Eventos na extremidade do nome(Figura 3). Este é um “tema de evento” e é uma camada temporária. Para obter uma cópia mais permanente, clique com o botão direito do mouse na camada e escolha Dados > Dados de Exportação… Escolha um local de saída — uma classe de recurso geodados ou um diretório para um arquivo de forma — e digite um nome de arquivo. Altere o nome do “Export_Output” padrão para Urban_Forestry_Survey. Clique ok.

3. Calculadora nacional de benefícios de árvores

Usando este software, os benefícios das árvores do lado da rua podem ser calculados. Isso inclui os benefícios anuais de uma árvore para o gerenciamento de águas pluestiais, valor da propriedade, eficiência energética e sequestro de carbono. Veja o vídeo Identificação da árvore: Como usar uma chave dicotótica para obter instruções sobre o uso da Calculadora de Benefícios da Árvore.

Figura 1. Os resultados representativos para árvores de rua encontraram um quarteirão.

Figura 2. A ferramenta Adicionar dados na barra de ferramentas Padrão.

Figura 3. Camada de ponto na parte superior da tabela de conteúdo com o mesmo nome do arquivo CSV.

Condição do tronco Som e sólido Seções de casca faltando Decadência extensiva e oca			Pontuação da condição 5 3 1
Taxa de Crescimento (considere espécies) Alongamento de galho de mais de 6″ Alongamento de galho de 2-6″ Alongamento de galho inferior a 2″			3 2 1
Estrutura Som Um major/vários membros menores mortos, quebrados, desaparecidos 2 ou mais membros principais mortos, quebrados, desaparecidos			5 3 1
Inseto & Doença Sem pragas presentes 1 praga presente 2 ou mais pragas presentes			3 2 1
Desenvolvimento da Coroa Full & Balanced Completo, mas desequilibrado Desequilibrado e sem uma coroa completa			5 3 1
Esperança de vida Mais de 30 anos 15-20 anos Menos de 5			5 3 1

Classe condição:

Excelente: 26-23
Bom: 22-19
Feira: 18-14
Pobre: 13-10
Muito pobre: 9-6

Mesa 1. Uma tabela para calcular a classe condição de uma árvore. Cada escore de condição se correlaciona com sua descrição em cada categoria, então todas as seis pontuações são somadas para uma soma final – a classe condição.

As florestas urbanas são recursos valiosos e requerem cuidados e manejo para garantir sua saúde. A distribuição de árvores, sua condição e a escala e forma das florestas urbanas podem ser mapeadas usando o SOFTWARE SIG, ou Sistema de Informações Geográficas.

Árvores em áreas urbanas podem variar de árvores de rua simples a avenidas paisagísticas, greenways, jardins públicos ou aquelas em locais industriais de brownfield. Juntas, essas florestas urbanas são componentes essenciais da infraestrutura urbana. A silvicultura urbana utiliza novos métodos para atender às necessidades e desafios exclusivos das árvores urbanas.

Florestas urbanas preenchem valiosos nichos ambientais, atuando para limpar o ar e a água, controlar as águas pluvais, prevenir a erosão, reduzir o ruído e conservar energia. Além disso, as florestas urbanas podem fornecer habitats importantes para os animais, fornecer abrigo para ninhos ou atuar como corredores de viagem para a vida selvagem. Seu valor também pode ser social, conectando os habitantes urbanos à natureza, melhorando a arquitetura e proporcionando oportunidades educacionais para aprender sobre a natureza.

A estrutura, a diversidade e o valor ecológico resultante das florestas urbanas podem ser quantificados por meio de SIG, ou Sistemas de Informação Geográfica, software. O SIG permite uma ampla coleta e gestão de dados, que é uma estrutura ideal para a compilação de dados florestais urbanos. O SIG permite que os usuários combinem dados geográficos e de pesquisa de árvores para produzir mapas precisos das florestas urbanas.

Este vídeo ilustrará o processo de coleta de dados de pesquisa de árvores, incorporando esses dados em uma plataforma GIS e avaliando o valor ambiental das árvores de interesse.

Pesquisas florestais urbanas podem ser realizadas em diversos locais. Comumente, árvores de parkway plantadas entre calçadas e meios-fios são registradas. Os dados são tipicamente coletados pelo bloco da cidade, e registram localização de árvores, espécies, saúde, uso da terra e diâmetro na altura da mama, ou DBH.

A condição da árvore é uma avaliação visual baseada em seis categorias. Trata-se de condição do tronco, que leva em conta fatores como falta de casca ou decadência; taxa de crescimento, examinando o alongamento do galho e o comprimento do crescimento do ano atual; e estrutura, tomando nota de membros mortos ou quebrados. Insetos e doenças são notados; desenvolvimento da coroa, que avalia árvores para uma aparência equilibrada de galhos, folhas e estruturas reprodutivas; e, finalmente, a expectativa de vida, com base na expectativa de vida da espécie, menos os danos presentes.

Cada categoria carrega um sistema de classificação, baseado na quantidade de características de árvores insalubres somadas, que juntas dão uma pontuação geral de condição para uma árvore. Isso pode ser atribuído a uma medida categórica de saúde das árvores que vai de excelente para baixo até muito bom, bom, justo, pobre, até muito pobre.

Um receptor GPS, que usa posicionamento via satélite transmitido para o aparelho permite ao usuário gravar coordenadas geodésicas de latitude e longitude. A localização também é anotada por endereço postal. Uma vez coletados, os dados podem ser inseridos em um programa de software GIS, que permite análise estatística espacial e geoespacial de árvores e características das árvores. Existem vários desses programas disponíveis, incluindo ArcGIS ou Google Earth.

A National Tree Benefits Calculator é uma ferramenta gratuita de software on-line que é usada para fornecer uma estimativa econômica dos benefícios monetários fornecidos por árvores urbanas e suburbanas. Aqui, os usuários podem selecionar sua região de pesquisa e escolher entre uma lista de árvores nessa área. Inserir alguns detalhes simples, incluindo diâmetro do tronco de árvore e tipo de uso da terra, dará uma estimativa do valor da árvore em várias áreas-chave, incluindo valor da propriedade, qualidade do ar e controle de águas pluterais.

Agora que estamos familiarizados com o conceito de pesquisas florestais urbanas e os princípios por trás deles, vamos dar uma olhada em como elas são realizadas no campo.

Para iniciar a pesquisa, selecione um local ao ar livre adequado e ligue o receptor GPS. Espere que ele se conecte aos satélites e detecte a localização. Prossiga para o início da área de pesquisa selecionada para coleta de dados. Vistoriar um segmento de blocos da cidade de cada vez. Em cada árvore encontrada, registou a espécie usando o vídeo desta coleção sobre identificação de árvores. Também registo a longitude e a latitude fornecidas pelo receptor GPS e endereço postal.

Em seguida, meça o diâmetro de cada árvore a 4,5 pés acima do solo, que é tomado como o diâmetro na altura da mama, ou DBH. Atribua a cada árvore um número, redefinindo a numeração no início de cada segmento de bloco.

Observe a condição de cada árvore estimando e pontuando visualmente de acordo com os critérios apresentados na tabela mostrada. Soma os pontos para obter uma pontuação geral para cada árvore, e atribuir cada uma uma categoria de saúde correspondente.

Dois programas que podem ser usados para compilar dados GIS são o Google Earth ou o ArcGIS. Usando esses programas, as árvores podem ser marcadas individualmente ou suas coordenadas foram cumpridas em um único arquivo e carregadas.

Para usar o programa Google Earth GIS, digite as coordenadas da árvore e selecione nova marca de lugar, usando o recurso “Add Placemark”. Nomeie cada árvore pelo nome da espécie e, uma vez salvos todos os pontos de dados das árvores como marcas de lugar, clique com o botão direito do mouse no rótulo “Meus lugares”, selecione “Salvar como”, e salve em qualquer local.

Para usar o programa ArcGIS, ao importar dados, todos os títulos de coluna estão livres de espaços. Sublinhados podem ser usados em vez disso. Se as coordenadas estiverem em formato de latitude e longitude, elas devem ser convertidas em formato de graus decimais antes da importação para ArcGIS.

Salve os dados como um arquivo CSV delimitado por vírgula. Em seguida, crie uma camada adicionando o arquivo CSV ao ArcMap usando a ferramenta Adicionar dados, em Arquivo: Adicionar dados ou clicando na ferramenta “Adicionar dados” na barra de ferramentas padrão.

Clique com o botão direito do mouse na nova camada e escolha “Exibir dados XY”. Certifique-se de que os campos X, ou longitude, e Y, ou latitude, foram selecionados corretamente pelo ArcMap.

Em seguida, clique em “Editar”, depois “Selecionar” para destacar o sistema de coordenadas para os pontos, em seguida, “Adicionar” e “OK”. O sistema de coordenadas correto para usar pode ser obtido a partir da própria unidade GPS.

Agora deve haver uma camada de ponto na parte superior da Tabela de Conteúdo com o mesmo nome do arquivo CSV e a palavra “Eventos” no final do nome. Este é um “tema de evento”, e é uma camada temporária. Para fazer uma cópia permanente, clique com o botão direito do mouse na camada e escolha “Dados” e depois “Dados de exportação”. Escolha um local de saída e digite um nome de arquivo. Altere o nome do padrão “Saída de exportação” para “Urban_Forestry_Survey” e clique em “OK”.

Os dados inseridos no programa ArcGIS produzirão um mapa de dados florestais urbanos. Esses mapas podem ser usados de várias maneiras, incluindo identificar padrões de tamanhos DBH ou determinar se árvores em uma determinada área não estão atingindo a expectativa de vida.

Abra a ferramenta de software iTree for Education. Para cada árvore, insira os dados relevantes e regise os benefícios ambientais de cada árvore. Os benefícios estimados das árvores urbanas podem ser calculados e atribuídos valores monetários. Isso inclui os benefícios anuais de uma árvore para o gerenciamento de águas pluestiais, valor da propriedade, eficiência energética e sequestro de carbono.

Os resultados da análise com a Calculadora Nacional de Benefícios da Árvore podem dar um resumo do valor econômico e ambiental das árvores pesquisadas. Isso pode permitir que os urbanistas decidam sobre quaisquer remoções de árvores, ou plantios suplementares que possam beneficiar a área pesquisada.

Mapas de Florestas Urbanas podem ser usados em uma variedade de aplicações, e algumas delas são exploradas aqui.

Em áreas residenciais urbanas ou suburbanas, a silvicultura urbana muitas vezes terá requisitos diferentes das árvores do que as de áreas comerciais ou de varejo. As árvores podem ser protegidas ou selecionadas para o plantio com base em propriedades ecológicas semelhantes, como barreiras de vento ou ruído, ou preocupações com o manejo da água. No entanto, o valor estético pode desempenhar um papel maior na silvicultura residencial.

Sistemas de Informação Geográfica também podem ser usados para mapear muitos outros fenômenos, naturais ou artificiais. Mapas de SIG de medições naturais dos níveis de chumbo no solo também podem ser compilados e usados para determinar níveis de contaminação, ou regiões seguras versus inseguras para o plantio de culturas alimentares.

Você acabou de assistir a introdução de JoVE à Floresta Urbana usando SIG. Agora você deve entender a importância da silvicultura urbana, como usar o SIG para criar mapas para o estudo de árvores urbanas, e como usar a Calculadora Nacional de Benefício das Árvores para verificar o valor das árvores pesquisadas. Obrigado por assistir!

Results

A Figura 1 mostra os resultados representativos para árvores de rua encontradas em um bloco, e um mapa a partir de dados florestais urbanos inseridos no SIG pode ser visto na Figura 4.

Os resultados para o uso da Calculadora de Benefícios da Árvore podem ser encontrados na Tabela 2. Esta calculadora fornece uma estimativa dos benefícios que as árvores individuais do lado da rua proporcionam. Uma vez que os dados da investigação de campo são inseridos, incluindo CEP, espécies, diâmetro e uso da terra, o benefício ambiental e econômico fornecido por cada árvore pode ser visto.

Figura 4. Mapas de dados florestais urbanos inseridos no SIG.

Número da amostra da árvore	Benefício Geral	Gerenciamento de águas plumosas (galões)	Valor da propriedade	Eficiência Energética (kW/h)	Sequestro de carbono (lbs)
1	20 dólares.	173	$4	38	109
2	24 dólares	217	8 dólares.	41	133
3	$22	161	11 dólares	27	113
4	11 dólares	69	$2	22	74
5	$46	356	$22	56	169

Mesa 2. Os resultados da Calculadora de Benefícios da Árvore.

Applications and Summary

Uma vez inseridos em um SIG, os dados florestais podem ser analisados usando estatísticas geoespaciais. Por exemplo, um teste estatístico geoespacial I de Moran é uma estatística amplamente utilizada que analisa um agrupamento geográfico significativo de variáveis de saúde. Moran’s I pode ser usado para dados florestais para relatar valores dbh localizados em determinadas áreas, indicando diferentes taxas de crescimento de árvores em diferentes locais da floresta. Se o agrupamento for significativo, um teste estatístico geoespacial Geral G pode revelar adicionalmente se são os valores altos ou baixos que são geograficamente agrupados por informar qual extremidade dos valores de agrupamento estão concentrados em uma área geográfica(Figura 5). Agrupamentos significativos de Moran I são mostrados com as pontuações gerais G, indicando altos valores dbh agrupados para as boas árvores e para cada espécie. os valores dbh são representados por símbolos de tamanho proporcional para ilustrar o agrupamento de valores elevados (círculos grandes) e valores baixos (diamantes pequenos)(Figura 6). Características podem ser emparelhadas em mapas para procurar padrões significativos, como dbh e espécies, para identificar quais espécies tendem a crescer até a maturidade com mais sucesso em um ambiente urbano. Aglomerados de altos valores de dbh indicam árvores mais antigas que podem apresentar necessidades futuras próximas para a remoção de árvores ou uma área de maior risco para danos nas árvores causadas por tempestades. Os aglomerados de dbh elevados também podem indicar áreas onde as árvores sobrevivem mais e regiões de uma cidade que recebem maiores benefícios de serviços ecossistêmicos.

Figura 5. Aglomerados de tamanhos dbh para boas árvores em um mapa.

Figura 6. Aglomerados dbh altos identificados em um mapa.

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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