Los estudiantes de Halifax identifican un valor de $ 270,000 en árboles para su reemplazo mediante el uso de Inventario espacial, el Arrow 100 y Collector de Esri

La Escuela de Estudios Ambientales y de Recursos (SRES) de la Universidad Dalhousie ha estado estudiando los bosques urbanos bajo el liderazgo del Dr. Peter Duinker durante más de una década. Uno de sus proyectos más conocidos incluye la coautoría del Plan Maestro de Bosque Urbano (UFMP) del Municipio Regional de Halifax (HRM).

Desde la publicación del UFMP y su posterior aprobación por el Consejo Regional de HRM, los estudiantes y otros investigadores de SRES han estado trabajando estrechamente con el bosque urbano municipal y el personal de planificación para apoyar y monitorear la implementación del UFMP.

Esto ha incluido un inventario anual de nuevos árboles plantados por contratistas, evaluación de la supervivencia de árboles y daños a árboles públicos, participación en plantaciones dirigidas por ciudadanos y ONG y otros eventos educativos, y más.

Los estudiantes y otros investigadores de SRES han estado trabajando estrechamente con el bosque urbano municipal y el personal de planificación para apoyar y monitorear la implementación del Plan Maestro de Bosques Urbanos.

Desde la adopción del Plan Maestro de Bosques Urbanos (UFMP) en 2012, HRM se dio cuenta de que, para cumplir con los objetivos de dosel del plan, tendría que aumentar su volumen de siembra en varios cientos de árboles por año, lo que resultaría en un total anual de plantaciones. de más de 1.000 árboles no sustituibles.

Ese número no tendría precedentes en Halifax, donde antes de 2013, las plantaciones anuales de árboles se realizaban principalmente para reemplazar las pérdidas en el dosel urbano. Esa cantidad de árboles era manejable para el personal. Sin la capacidad interna para plantar tantos árboles nuevos, HRM tendría que contratar contratistas.

“El uso de contratistas nos permite buscar un programa de siembra más agresivo”, dijo el ex Superintendente de Bosques Urbanos de HRM, John Simmons.

Pero el uso de contratistas también vino con complicaciones.

Principalmente, el municipio exige a los contratistas una garantía de dos años, tanto para proteger al municipio contra la mortalidad prematura de árboles por causas naturales, como para garantizar que los contratistas respeten la calidad de su plantación.

“Los contratistas deben ser responsables”, dijo Simmons. “Pero no suelen patrullar las calles solos buscando árboles muertos para reemplazar”.

Sin embargo, hay decenas de miles de dólares en la línea cuando los árboles requieren reemplazo bajo garantía.

“HRM le paga al contratista alrededor de $ 400 por árbol”, dijo Simmons. “Por lo tanto, es importante que toda la mortalidad de árboles causada por causas naturales se reconozca y se reemplace, mientras que el árbol aún está en garantía”.

Halifax necesitaba una forma de inventariar árboles recién plantados y monitorearlos individualmente durante el período de garantía.

Pero identificar el mismo árbol año tras año, y mucho menos miles, no fue una tarea pequeña.

“HRM le paga al contratista alrededor de $ 400 por árbol, por lo que es importante que toda la mortalidad causada por causas naturales se reconozca y se reemplace, mientras que el árbol aún está en garantía”

— John Simmons, ex Superintendente de Bosques Urbanos de HRM

El UFMP pidió que HRM colaborara con la Universidad de Dalhousie para lograr dos objetivos principales:

1. Primero, la búsqueda de objetivos de dosel a nivel de vecindario a través de un aumento en la siembra
2. Y en segundo lugar, que la investigación forestal urbana en curso permita decisiones de gestión informadas por HRM

Tanto la Universidad de Dalhousie como HRM creían que un inventario de árboles recién plantados sería crítico para satisfacer estas necesidades. Por lo tanto, en el verano de 2013, los estudiantes de SRES comenzaron el proceso para realizar un inventario de cada árbol recién plantado por contratistas en HRM.

Pero encontrar el flujo de trabajo de campo óptimo llevó cinco años y la paciencia para superar varias limitaciones inherentes a la academia, la silvicultura y la tecnología de campo.

Cómo los pasantes realizaron un año de trabajo de campo en solo cuatro meses

HRM otorga un contrato anual con SRES para contratar a dos pasantes graduados por estudiante para el trabajo relacionado con la implementación de UFMP. Estos internos hacen un inventario de árboles nuevos y vuelven a visitar los árboles que están dentro del período de garantía para evaluar su supervivencia.

El trabajo de los estudiantes comienza una vez que un contratista planta un nuevo árbol. Inicialmente visitan el árbol para registrar su ubicación, así como información importante sobre sus orígenes, condición y entorno. Una captura de datos típica incluiría:

• Identidad del plantador
• Ubicación submétrica (es decir, coordenadas GNSS y metadatos)
• Ubicación relativa (es decir, vinculada a una dirección cívica)
• Especies
• Diámetro (a la altura del pecho)
• Condición
• La proximidad a la acera
• Presencia de cables aéreos (y tipo)

“Es una tarea difícil que dos estudiantes completen toda esta recopilación de datos para más de mil árboles en el lapso de cuatro meses”, dijo el Dr. Duinker, quien asesora a los internos. “La eficiencia es clave en sus operaciones diarias”.

“Tuvimos casos, especialmente en zonas con muchos árboles, donde no pudimos determinar qué árbol era cuál, según el inventario”

— David Foster, Anterior Pasante de SRES y estudiante actual de Ph.D en la Universidad de Dalhousie

Vea a David Foster presentar su trabajo en la Conferencia de usuarios de Esri Canadá 2018 en Fredericton:

Al principio, los estudiantes realizaron su trabajo de campo con dispositivos heredados, fabricados por una importante marca GNSS. Estas unidades todo en uno proporcionaron una ubicación espacial GNSS más o menos precisa de cada árbol, que se requirió para permitir que los estudiantes del próximo año regresen al árbol correcto para monitorear su salud.

“Estas unidades brindaron una buena precisión, pero fue difícil ingresar todos los demás datos, como la ubicación en relación con las direcciones cívicas u otras características del paisaje”, dijo el ex pasante de SRES, David Foster. Foster es actualmente un estudiante de doctorado que estudia manejo de bosques e hidrología en Dalhousie. “Por lo tanto, utilizamos un lápiz y papel para recopilar toda la otra información”.

Este flujo de trabajo consumió mucho tiempo, no solo en el campo, sino también en la oficina, donde los datos tenían que volver a ingresarse en la base de datos.

“El flujo de trabajo fue rápido en el campo, pero consumió mucho tiempo más tarde”, dijo la ex becaria de bosques urbanos de SRES, Kelsey Hayden. “Los datos tenían que ingresarse manualmente en la computadora, y eso creaba la posibilidad de errores de entrada de datos”.

Además, los dispositivos heredados estaban envejeciendo, lo que los hacía cada vez más propensos a dejar de funcionar. Cuando esto sucedió, algunos estudiantes dijeron que las unidades estaban “prácticamente inutilizables” porque requerían tiempo adicional para restablecer la conexión a los servicios correccionales diferenciales GNSS.

“Si el dispositivo tenía que reiniciarse por alguna razón, teníamos que esperar en el campo”, dijo Hayden.

Además, las unidades todo en uno luchaban por proporcionar una precisión confiable en entornos GNSS desafiantes, como debajo del dosel denso.

“Tuvimos casos, especialmente en zonas con muchos árboles, donde no pudimos determinar qué árbol era cuál, según el inventario”, dijo Foster. “Si el recolector de datos anterior tuvo un mal día, el inventario espacial rara vez fue de mucha ayuda”.

Estas ineficiencias se consideraron “inaceptables” para las normas del personal de SRES y HRM.

Buscaron un mejor flujo de trabajo de campo que aceleró la recopilación de datos de los internos al tiempo que solucionaban algunas de las inexactitudes.

“El flujo de trabajo fue rápido en el campo pero consumió mucho tiempo más tarde. Los datos tenían que ingresarse manualmente en la computadora, y eso creaba la posibilidad de errores de entrada de datos.”

— Kelsey Hayden, Ex pasante de SRES Urban Forest

Primero, para manejar sus necesidades de ubicación de alta precisión, el equipo de SRES buscó un receptor GNSS (GPS) externo preciso. Al tener un GPS externo en lugar de un dispositivo todo en uno, los estudiantes podrían evitar el cierre completo en el campo. Si sus tabletas Android fallan, por ejemplo, el receptor GNSS continuará adquiriendo ubicaciones de alta precisión hasta que la tableta se reinicie. Entonces podrían reanudar su trabajo sin más tiempo de inactividad. Eligieron el receptor Bluetooth® Arrow 100 GNSS de Eos Positioning Systems® porque brindó la alta precisión, simplicidad y eficiencia requeridas, junto con un mayor nivel de productividad bajo el dosel.

“Una de las cosas más valiosas que encontramos sobre el Arrow 100 es que, si nuestro teléfono o tableta está teniendo un mal día, no tenemos que preocuparnos por perder ese preciado bloqueo de ubicación que puede demorar un poco en obtenerlo”, dijo Foster. “Al trabajar con un presupuesto limitado, también vimos un valor increíble en el uso de Arrow de la señal de corrección diferencial WAAS gratuita para proporcionar una precisión submétrica en lugar de tener que suscribirse a una red RTK local pagada”.

Para simplificar la recopilación de datos, SRES comenzó a utilizar la aplicación móvil de Esri Collector for ArcGIS® para la recopilación de datos basada en mapas. El recopilador permitió a múltiples usuarios en diferentes dispositivos editar una sola capa de entidades al mismo tiempo. Esto significaba que dos equipos de estudiantes podrían actualizar el inventario de forma independiente. Los menús desplegables de Collector aceleraron aún más la recopilación de datos. Además, la aplicación funcionó tanto en línea, conectada en tiempo real al servidor ArcGIS, como fuera de línea, desconectada, con una sincronización de datos realizada una vez que el wifi estaba disponible. Con el receptor GNSS externo y Collector configurados en tabletas Android, los estudiantes pudieron recopilar datos precisos submétricos en la mayoría de la gestión HRM urbana.

“El receptor solo tuvo dificultad para obtener una precisión submétrica en áreas altamente urbanizadas, donde los edificios altos obstruyen más del 60-70% del cielo”, dijo Foster. “Todos los receptores GNSS tendrán dificultad cuando no haya una vista clara del cielo. En estos casos, una capa base de imágenes en Collector permitió a los estudiantes colocar manualmente puntos en el mapa con una precisión razonable “.

Hoy en día, el ritmo de los estudiantes se ha acelerado. En solo 25 días de campo el verano pasado, visitaron más de 2,100 árboles para realizar un inventario y monitoreo de seguimiento. Eso es un promedio de más de 84 árboles por día. En su día más productivo, midieron 228 árboles.

Ahora se pueden evaluar los árboles cada año durante los dos años del período de garantía. Durante una inspección rápida, una colaboración cercana entre tres partes interesadas permite la identificación de los árboles que necesitan ser reemplazados por la garantía. Primero, los estudiantes usan el inventario espacial creado previamente en Collector para dirigir a un arbolista municipal y al contratista original a los árboles adecuados. El arbolista luego señala cualquier árbol que requiera reemplazo, mientras que el estudiante toma notas sobre los árboles correspondientes en Collector. Este método les permite evaluar la supervivencia de cientos de árboles por día.

“Una de las cosas más valiosas que encontramos sobre el Arrow 100 es que, si nuestro teléfono o tableta está teniendo un mal día, no debemos preocuparnos por perder ese preciado bloqueo de ubicación que puede demorar un poco en obtenerlo.”

— David Foster, Anterior Pasante de SRES y actual estudiante de Ph.D de la Universidad Dalhousie

Desde que comenzó el inventario en 2013, los estudiantes han agregado más de 8,800 árboles a la base de datos. Casi nueve de cada diez de estos, o más de 7,800, habían sido plantados por contratistas.

De su evaluación continua de los árboles, los estudiantes han identificado aproximadamente 800 árboles muertos en algún momento después de la plantación. Más de 700 de estos se registraron dentro del período de garantía y, por lo tanto, fueron marcados para ser reemplazados por el contratista sin costo para el municipio.

“Los estudiantes de Dalhousie han podido identificar aproximadamente $ 270,000 en árboles que requieren la replantación de contratistas, en garantía, para HRM”, dijo Foster.

Aunque hay muchas maneras en que un árbol puede morir, las causas naturales son, con mucho, las más comunes. La muerte relacionada con causas naturales usualmente ocurre dentro de los primeros dos años.

“Esto podría deberse a que el árbol se plantó incorrectamente, no se mantuvo correctamente o fue parte de un stock pobre en primer lugar”, dijo Foster.

Si se observa que el árbol murió por causas naturales en los primeros dos años, el contratista debe reemplazarlo.

“Esto ha demostrado ser increíblemente valioso como parte de la gestión de activos en HRM”, dijo Simmons. “Asegura que los contratistas proporcionen el servicio al que están obligados”.

Este monitoreo constante de los árboles produce ahorros significativos para los contribuyentes, al tiempo que proporciona un bosque urbano saludable para los ciudadanos y el medio ambiente del municipio.

Los hallazgos también han proporcionado una serie de ideas que podrían estar relacionadas indirectamente con los ahorros de costos futuros, como la mitigación de riesgos y la planificación proactiva.

“Los estudiantes de Dalhousie han podido identificar aproximadamente $ 270,000 en árboles en garantía que requieren la replantación por parte de contratistas, para HRM.”

— David Foster

Además, el inventario ha arrojado luz sobre el riesgo que los árboles de la calle pueden representar para la infraestructura. Con frecuencia, son árboles son la causa del daño a las líneas eléctricas, por ejemplo. Pero comprender la relación espacial entre los árboles y la infraestructura puede ayudar a tomar decisiones proactivas.

“La mayoría de las líneas eléctricas de HRM están por encima del suelo, pero los árboles aún están plantados cerca”, dijo Foster. “Tener una vista espacial de la densidad y los tipos de árboles plantados bajo líneas eléctricas, en cualquier calle dada, ayuda al municipio a avanzar hacia una mitigación de conflictos más proactiva, como a través de la poda cíclica de árboles en las calles. Esta información puede ayudar a guiar la planificación operativa y el presupuesto futuros “.

Los estudiantes de SRES no solo encontraron una manera de hacer un inventario de cada uno de los más de 1,000 árboles plantados anualmente, y no solo volvieron a visitar cada árbol en garantía para rastrear su supervivencia, sino que a partir de este año, pudieron expandir el proyecto.

Este año, SRES adquirió otro Arrow 100 para usar con el inventario y otros proyectos. El Dr. Duinker también pudo agregar dos estudiantes de pregrado más para ayudar a los internos graduados. El equipo ampliado de los estudiantes pudo volver a visitar los árboles que se habían plantado en 2013. Esto proporcionó los datos necesarios para realizar un análisis espacial en el éxito de la plantación a largo plazo.

“A través del análisis en ArcGIS, el inventario arrojó tendencias interesantes relacionadas con la plantación y el desarrollo de árboles”, dijo Foster.

A medida que las plantaciones continúen y que los árboles tengan más tiempo para crecer, se espera que el registro histórico ayude a los investigadores de SRES y los tomadores de decisiones en el municipio a comprender mejor los factores que contribuyen al crecimiento y la supervivencia a largo plazo.

“Estos datos han proporcionado información interesante sobre las tendencias de siembra y condición a lo largo de los años”, dijo el Dr. Duinker.

La asociación Dalhousie-HRM ha demostrado un valor inmediato para el municipio y sus estudiantes investigadores y proporciona a HRM una herramienta crítica para la gestión de los bosques urbanos. Además, esperan que sus datos ayuden a respaldar un programa de plantación de árboles más exitoso que demuestre el valor de los inventarios espaciales para la gestión de los bosques urbanos.

“Esperamos continuar el seguimiento de la plantación de árboles en HRM, y esperamos continuar mejorando la forma en que se lleva a cabo la gestión de los bosques urbanos”, dijo Foster. “El objetivo final no es solo garantizar que el municipio obtenga el valor que los contribuyentes esperan de los contratistas, sino utilizar datos y análisis para ayudar a que nuestras ciudades sean lugares más verdes y saludables para vivir”.

Eos desea agradecer a David Foster por sus contribuciones a este artículo.

“Estos datos han proporcionado información interesante sobre las tendencias de siembra y condición a lo largo de los años.” dijo el Dr. Duinker .