Mittels GIS untersuchen urbane Forstwirtschaft

Environmental Science

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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.

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Environmental Science. Mittels GIS untersuchen urbane Forstwirtschaft. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

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

  1. 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..
  2. 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.
  3. 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.
  4. Messen Sie den Durchmesser der einzelnen Baum bei 4½ ft über dem Boden und zeichnen Sie den Durchmesser in Brusthöhe (Dbh auf).
  5. 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

  1. 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.
  2. 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.
  3. Exportieren Sie speichern/die Daten als durch Trennzeichen getrennte Textdatei (CSV-Format).
  4. 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).
  5. 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.
  6. 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).
  7. 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

  1. 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.

Figure 1
Abbildung 1. Repräsentative Ergebnisse für Straßenbäume gefunden einen Block.

Figure 2
Abbildung 2. Werkzeugs "Daten hinzufügen" auf der Symbolleiste Standard.

Figure 3a
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.

Figure 3
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.

Figure 4
Abbildung 5. Cluster der Dbh Größen für gute Bäume auf einer Karte.

Figure 5
Abbildung 6. Hohen Dbh-Cluster auf einer Karte identifiziert.

1. Datenerhebung mit GPS-Empfänger und Dbh Band

  1. 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..
  2. 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.
  3. 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.
  4. Messen Sie den Durchmesser der einzelnen Baum bei 4½ ft über dem Boden und zeichnen Sie den Durchmesser in Brusthöhe (Dbh auf).
  5. 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

  1. 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.
  2. 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.
  3. Exportieren Sie speichern/die Daten als durch Trennzeichen getrennte Textdatei (CSV-Format).
  4. 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).
  5. 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.
  6. 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).
  7. 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

  1. 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.

Figure 1
Abbildung 1. Repräsentative Ergebnisse für Straßenbäume gefunden einen Block.

Figure 2
Abbildung 2. Werkzeugs "Daten hinzufügen" auf der Symbolleiste Standard.

Figure 3a
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!

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