Использование ГИС для исследования городского лесного хозяйства

Городские леса являются ценными ресурсами и требуют ухода и управления для обеспечения их здоровья. Распределение деревьев, их состояние, а также масштаб и форма городских лесов могут быть нанесены на карту с помощью программного обеспечения ГИС или географической информационной системы.

Деревья в городских районах могут варьироваться от простых уличных деревьев до ландшафтных бульваров, зеленых дорожек, общественных садов или на промышленных заброшенных участках. В совокупности эти городские леса являются важными компонентами городской инфраструктуры. В городском лесном хозяйстве используются новые методы для удовлетворения потребностей и решения проблем, характерных только для городских деревьев.

Городские леса заполняют ценные экологические ниши, очищая воздух и воду, контролируя ливневые воды, предотвращая эрозию, снижая шум и сохраняя энергию. Кроме того, городские леса могут стать важной средой обитания для животных, укрытием для гнездования или служить транспортными коридорами для диких животных. Их ценность также может быть социальной, связывая городских жителей с природой, улучшая архитектуру и предоставляя образовательные возможности для изучения природы.

Структура, разнообразие и результирующая экологическая ценность городских лесов могут быть количественно оценены с помощью программного обеспечения ГИС или географических информационных систем. ГИС позволяет осуществлять обширный сбор и управление данными, что является идеальной основой для сбора данных о городском лесном хозяйстве. ГИС позволяет пользователям объединять географические данные и данные обследования деревьев для создания точных карт городских лесов.

Это видео проиллюстрирует процесс сбора данных обследования деревьев, включения этих данных в платформу ГИС и оценки экологической ценности интересующих деревьев.

Обследования городских лесов могут проводиться в различных местах. Как правило, регистрируются деревья на дорожках, посаженные между тротуарами и бордюрами. Данные обычно собираются по городским кварталам и фиксируют местоположение деревьев, виды, здоровье, землепользование и диаметр на высоте груди или DBH.

Состояние дерева — это визуальная оценка, основанная на шести категориях. Это состояние ствола, которое учитывает такие факторы, как отсутствие коры или гниение; скорость роста, изучая удлинение веточки и длину прироста текущего года; и структура, обращая внимание на мертвые или сломанные конечности. Отмечаются насекомые и болезни; развитие кроны, которое оценивает деревья на предмет сбалансированного внешнего вида ветвей, листьев и репродуктивных структур; и, наконец, ожидаемая продолжительность жизни, основанная на ожидаемой продолжительности жизни для вида, за вычетом имеющегося ущерба.

Каждая категория имеет рейтинговую систему, основанную на суммированном количестве нездоровых характеристик дерева, которые в совокупности дают общую оценку состояния дерева. Это можно объяснить категориальным измерением здоровья дерева от отличного до очень хорошего, хорошего, удовлетворительного, плохого до очень плохого.

GPS-приемник, который использует спутниковое позиционирование, передаваемое на телефон, позволяет пользователю записывать геодезические координаты широты и долготы. Местоположение также указывается по почтовому адресу. После сбора данные могут быть введены в программное обеспечение ГИС, которое позволяет проводить пространственный и геопространственный статистический анализ деревьев и их характеристик. Существует несколько таких программ, в том числе ArcGIS или Google Earth.

Национальный калькулятор преимуществ деревьев — это бесплатный онлайн-инструмент, который используется для экономической оценки денежных выгод, предоставляемых городскими и пригородными деревьями. Здесь пользователи могут выбрать регион опроса и выбрать из списка деревьев в этой области. Ввод нескольких простых деталей, включая диаметр ствола дерева и тип землепользования, даст оценку ценности дерева в нескольких ключевых областях, включая стоимость недвижимости, качество воздуха и контроль ливневых вод.

Теперь, когда мы знакомы с концепцией обследования городского лесного хозяйства и принципами, лежащими в их основе, давайте рассмотрим, как они проводятся на местах.

Чтобы начать съемку, выберите подходящее место на открытом воздухе и включите GPS-приемник. Подождите, пока он подключится к спутникам и определит местоположение. Перейдите к началу области съемки, выбранной для сбора данных. Исследуйте по одному сегменту городского квартала за раз. На каждом встреченном дереве запишите виды с помощью видео из этой коллекции на тему «Идентификация деревьев». Также запишите долготу и широту, предоставленные GPS-приемником, и почтовый адрес.

Затем измерьте диаметр каждого дерева на высоте 4,5 фута над землей, который принимается как диаметр на высоте груди, или DBH. Присвойте каждому дереву номер, сбросив нумерацию в начале каждого сегмента блока.

Наблюдайте за состоянием каждого дерева, визуально оценивая и оценивая в соответствии с критериями, представленными в приведенной таблице. Суммируйте баллы, чтобы получить общий балл для каждого дерева, и назначьте каждому соответствующую категорию здоровья.

Две программы, которые можно использовать для компиляции данных ГИС, — это Google Earth или ArcGIS. С помощью этих программ деревья могут быть помечены по отдельности или их координаты собраны в один файл и загружены.

Чтобы использовать программу Google Earth GIS, введите координаты дерева и выберите новую метку, используя функцию "Добавить метку". Назовите каждое дерево по названию вида, и как только все точки данных о деревьях будут сохранены в виде меток, щелкните правой кнопкой мыши по метке «Мои места», выберите «Сохранить как», затем сохраните в любом месте.

Для использования программы ArcGIS при импорте данных все заголовки столбцов должны быть свободны от пробелов. Вместо этого можно использовать символы подчеркивания. Если координаты представлены в формате широты и долготы, они должны быть преобразованы в формат десятичных градусов перед импортом в ArcGIS.

Сохраните данные в виде CSV-файла, разделенного запятыми. Затем создайте слой, добавив файл CSV в ArcMap с помощью инструмента Добавить данные (Add Data) в разделе Файл: Добавить данные (Add Data) или щелкнув инструмент "Add Data" на стандартной панели инструментов.

Щёлкните правой кнопкой мыши по новому слою и выберите "Display XY Data". Убедитесь, что поля X (долгота) и Y (широта) были выбраны правильно в ArcMap.

Далее нажмите «Редактировать», затем «Выбрать», чтобы выделить систему координат для точек, затем «Добавить» и «ОК». Правильную систему координат можно получить от самого GPS-устройства.

Теперь в верхней части оглавления должен быть точечный слой с тем же именем, что и в файле CSV, и словом «События» в конце имени. Это «тема события», и это временный слой. Чтобы создать постоянную копию, щелкните правой кнопкой мыши по слою и выберите «Данные», затем «Экспорт данных». Выберите место вывода и введите имя файла. Измените имя со стандартного "Export Output" на "Urban_Forestry_Survey" и нажмите "OK".

Данные, введенные в программу ArcGIS, создадут карту данных городского лесного хозяйства. Эти карты можно использовать различными способами, в том числе для определения закономерностей размеров DBH или определения того, не достигают ли деревья в определенной области ожидаемой продолжительности жизни.

Откройте программу iTree for Education. Для каждого дерева введите соответствующие данные и запишите экологические выгоды для каждого дерева. Предполагаемые выгоды от городских деревьев могут быть рассчитаны и оценены в денежном выражении. Это включает в себя ежегодные выгоды дерева для управления ливневыми водами, стоимости недвижимости, энергоэффективности и улавливания углерода.

Результаты анализа с помощью Национального калькулятора пользы для деревьев могут дать краткое представление об экономической и экологической ценности обследованных деревьев. Это может позволить градостроителям принять решение о любых удалениях деревьев или дополнительных посадках, которые могут принести пользу исследуемой территории.

Карты Urban Forestry можно использовать в различных приложениях, и некоторые из них рассматриваются здесь.

В городских жилых или пригородных районах требования к деревьям часто отличаются от требований к деревьям в коммерческих или торговых районах. Деревья могут быть защищены или выбраны для посадки на основе схожих экологических свойств, таких как ветро- или шумозащитные барьеры, или проблемы управления водными ресурсами. Тем не менее, эстетическая ценность может играть большую роль в жилом лесном хозяйстве.

Географические информационные системы также могут быть использованы для картографирования многих других явлений, природных или антропогенных. ГИС-карты естественных измерений уровней свинца в почве также могут быть составлены и использованы для определения уровней загрязнения или безопасных и небезопасных регионов для посадки продовольственных культур.

Вы только что посмотрели введение JoVE в городское лесное хозяйство с использованием ГИС. Теперь вы должны понять важность городского лесного хозяйства, как использовать ГИС для создания карт для изучения городских деревьев и как использовать Национальный калькулятор пользы от деревьев для определения ценности обследованных деревьев. Спасибо за просмотр!