14.5. Lesson: Sistemática de Diseño de Muestreo

Você já digitalizou um conjunto de polígonos que representam a floresta padrão, mas você não tem informações sobre a floresta ainda. Para esse efeito, você pode projetar uma pesquisa para o inventário da área de floresta e em seguida, estimar seus parâmetros. Nesta lição, você vai criar um conjunto sistemático de pontos de amostragem.

Cuando comienzas a planear tu inventario forestal es importante definir claramente los objetivos, los tipos de parcelas de muestreo que serán utilizados, y los datos que serán recolectados para conseguir los objetivos. Para cada caso individual, dependerá del tipo de propósitos del manejo forestal y debería estar cuidadosamente planeado por alguien con conocimientos forestales. En esta lección, implementarás un inventario teórico basado en un sistema de diseño de muestreo.

El objetivo de esta lección: Crear un diseño de muestreo sistemático para examinar el área forestal y estimar los parámetros forestales.

14.5.1. Inventariando el Bosque

Hay muchos métodos para inventariar Bosques, cada uno de ellos al servicio de distintos propósitos y condiciones. Por ejemplo, uno muy preciso para inventariar un bosque sería visitarlo y hacer una lista de cada árbol y sus características. Como puedes imaginar ese no es realmente aplicable excepto para aquellas áreas pequeñas o alguna situación especial.

The most common way to find out about a forest is by sampling it, that is, taking measurements in different locations at the forest and generalizing that information to the whole forest. These measurements are often made in sample plots that are smaller forest areas that can be easily measured. The sample plots can be of any size (for ex. 50 m2, 0.5 ha) and form (for ex. circular, rectangular, variable size), and can be located in the forest in different ways (for ex. randomly, systematically, along lines). The size, form and location of the sample plots are usually decided following statistical, economical and practical considerations. If you have no forestry knowledge, you might be interested in reading this Wikipedia article.

14.5.2. basic Follow Along: Implementando un Diseño de Parcelas de Muestreo Sistemático

Para el bosque con el que estás trabajando, el gestor ha decidido que el diseño de muestreo sistemático es lo más apropiado para este bosque y ha decidido que una distancia fija de 80 metros entre las parcelas de muestreo y las líneas de muestreo dará resultados fiables (+- 5% de error medio con una probabilidad del 68%). Parcelas de tamaño variable han sido decididas como el método más efectivo para este inventario, para masas en crecimiento y maduras, pero un radio fijo de 4 metros a las parcelas se utilizará para las masas de plántulas.

En la práctica, simplemente necesitas representar las parcelas de muestreo como puntos que serán utilizados luego por los equipos de campo:

  1. Open your digitizing_2012.qgs project from the previous lesson.

  2. Remove all the layers except for forest_stands_2012.

  3. Save your project now as forest_inventory.qgs

Ahora necesitas crear una rejilla de puntos rectangular separados 70 metros:

  1. Open Vector ► Research Tools regularPoints Regular points.

  2. Press the drop-down button next to the Input extent field and from the Calculate from Layer menu, select forest_stands_2012.

  3. In the Point spacing/count settings, enter 80 meters.

  4. Check the Use point spacing box to indicate that the value represents the distance between the points.

  5. Under Regular points, save the output as systematic_plots.shp in the forestry\sampling\ folder.

  6. Check Open output file after running algorithm.

  7. Press Run.

Nota

The suggested Regular points creates the systematic points starting in the upper-left corner of the extent of the selected polygon layer. If you want to add some randomness to this regular points, you could use a randomly calculated number between 0 and 80 (80 is the distance between our points), and then write it as the Initial inset from corner (LH side) parameter in the tool’s dialog.

Notarás que la herramienta ha utilizado la extensión completa de tu capa de masas para generar una rejilla rectangular de puntos. Pero solo estás interesado en los puntos que están dentro de tu área forestal (mira la imagen inferior):

../../../_images/grid_full_and_clip.png
  1. From the Processing toolbox, open gdal GDAL ► Vector geoprocessing ► Clip vector by mask layer.

  2. Select systematic_plots as the Input layer.

  3. Set forest_stands_2012 as the Mask layer.

  4. Save the Clipped (mask) result as systematic_plots_clip.shp in the forestry\sampling\ folder.

  5. Check Open output file after running algorithm.

  6. Press Run.

Ahora tienes los puntos que los equipos de campo utilizarán para navegar a las localidades designadas para las parcelas de muestreo. Todavía puedes preparar esos puntos para que sean más útiles para el trabajo de campo. Como mínimo tendrás que añadir nombres significativos para los puntos y exportarlos a un formato que pueda ser utilizado por sus aparatos de GPS. Otra fuente útil en el campo son los mapas generales y detallados de la localización de las parcelas de muestreo.

Let’s start with the naming of the sample plots. If you check the Attribute table for the plots inside the forest area, you can see that you have the default id field automatically generated by the Regular points tool. Label the points to see them in the map and consider if you could use those numbers as part of your sample plot naming:

  1. Open the Layer Properties ► labelingSingle Labels for the systematic_plots_clip layer.

  2. Turn the top menu into labelingSingle Single Labels.

  3. For the Value entry, select the field id.

  4. Go to the labelbuffer Buffer tab, check the Draw text buffer and set the buffer Size to 1.

  5. Haz clic en OK.

Ahora mira las etiquetas en tu mapa. Puedes ver que los puntos se han creado y numerado de Oeste a Este y luego de Norte a Sur. Si vuelves a mirar la tabla de atributos, observarás que el orden en la tabla también sigue un patrón. A menos que tengas una razón para nombrar a las parcelas de muestreo de otro modo, nombrarlos de Oeste-Este/Norte-Sur sigue un orden lógico y es una buena opción.

Nevertheless, the number values in the id field are not so good. It would be better if the naming would be something like p_1, p_2.... You can create a new column for the systematic_plots_clip layer:

  1. Go to the Attribute table for systematic_plots_clip.

  2. Enable the toggleEditing edit mode.

  3. Open the calculateField Field calculator:

    1. Check Create a new field

    2. Enter Plot_id as Output field name

    3. Set the Output field type to Text (string).

    4. In the Expression field, write, copy or construct this formula concat('P_', @rownum ). Remember that you can also double click on the elements inside the Function list. The concat function can be found under String and @rownum is under the Variables and values group.

  4. Haz clic en OK.

  5. Deshabilita el modo edición y guarda tus cambios.

Now you have a new column with plot names that are meaningful to you. For the systematic_plots_clip layer, change the field used for labeling to your new Plot_id field.

../../../_images/labelled_plots.png

14.5.3. basic Follow Along: Exportando Parcelas de Muestreo a formato GPX

The field teams will be probably using a GPS device to locate the sample plots you planned. The next step is to export the points you created to a format that your GPS can read. QGIS allows you to save your point and line vector data in GPS eXchange Format (GPX), which is an standard GPS data format that can be read by most of the specialized software. You need to be careful with selecting the CRS when you save your data:

  1. Right-click systematic_plots_clip layer and select Export ► Save features as….

    ../../../_images/gpx_creation.png
  2. En Format selecciona GPS eXchange Format [GPX].

  3. Save the output File name as plots_wgs84.gpx in the forestry\sampling\ folder.

  4. En CRS selecciona Seleceted CRS.

  5. Browse for EPSG:4326 - WGS 84.

    Nota

    The GPX format accepts only this CRS, if you select a different one, QGIS will give no error but you will get an empty file.

  6. Haz clic en OK.

  7. In the dialog that opens, select only the waypoints layer (the rest of the layers are empty).

The inventory sample plots are now in a standard format that can be managed by most of the GPS software. The field teams can now upload the locations of the sample plots to their devices. That would be done by using the specific devices own software and the plots_wgs84.gpx file you just saved. Other option would be to use the GPS Tools plugin but it would most likely involve setting the tool to work with your specific GPS device. If you are working with your own data and want to see how the tool works you can find out information about it in the section Trabalhando com dados GPS in the QGIS User Manual.

Guarda tu proyecto QGIS ahora.

14.5.4. In Conclusion

Acabas de ver con qué facilidad puedes crear un diseño de muestreo sistemático para utilizar en inventario forestal. Crear otros tipos de diseños de muestreo requerirá el uso de diferentes herramientas dentro del QGIS, hojas de cálculo o encriptado para calcular las coordenadas de las parcelas de muestreo, pero la idea general sigue siendo la misma.

14.5.5. What’s Next?

En la siguiente lección verás cómo usar las capacidades del Atlas en QGIS para generar automáticamente mapas detallados que los equipos de campo utilizarán para navegar a las parcelas de muestreo asignadas a ellos.