ARTIGO

IDTREE: aplicação móvel para a gestão de floresta urbana

IDTREE: a mobile app for the management of urban trees

Luís Martins^1,2,*, Fernando Macedo² e Susana Saraiva²

¹ Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro (UTAD), Centre for the Research and Technology of Agro-Environmental and Biological Sciences, CITAB, Vila Real, Portugal

² TreePlus, Lda

(*E-mail: lmartins@utad.pt)

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RESUMO

Em Floresta Urbana, o inventário e a avaliação fitossanitária e das situações de risco são essenciais para salvaguarda e gestão do património arbóreo, contribuindo para o conhecimento da condição das árvores e para a escolha das intervenções a implementar. Estes estudos são geralmente demorados, exigindo análises cuidadas nos levantamentos de campo e acréscimo de tempo no registo dos dados em gabinete. Para diminuir o tempo de registo da informação em campo e gabinete, foi desenvolvida a aplicação móvel IDTree, baseada na plataforma AppSheet® (www.appsheet.com). Esta foi usada na avaliação individual de 24.360 árvores dos parques do Porto. A aplicação IDTree facilita o registo digital das variáveis dendrométricas e fitossanitárias das árvores, o registo fotográfico do seu estado global ou de condições particulares, o registo georreferenciado das suas localizações, e a leitura de informação associada a códigos do tipo QR-Code. A IDTree é um recurso tecnológico útil nos levantamentos de campo de inventários florestais em meios urbanos, reduzindo o tempo despendido com a transcrição de dados registados em suporte de papel para um suporte digital e contribuindo para uma melhor sistematização dos dados recolhidos, facilitando a sua edição no decorrer dos trabalhos de campo e sua análise em gabinete.

Palavras-chave: Floresta Urbana, inventário, fitossanidade, registo digital, IDTree

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ABSTRACT

In Urban Forestry, the inventory and assessment of the phytosanitary status and risk situations of plants are essential on management, contributing to the knowledge of tree conditions and to the choice of interventions to be performed. These studies are usually time-consuming because they require careful analysis of field data and additional time for registration in a digital format. In order to reduce the time taken to register the field data a mobile application based on the AppSheet® platform (www.appsheet.com) was developed. This application was used in the evaluation of 24.360 single trees carried out in the Oporto city parks. The IDTree application allows the digital registration of the dendrometric and phytosanitary variables of trees, the registration of photographic records of the overall state or particular conditions of trees, and their georeferentiation, being able to read information from QR-Code tags. The IDTree is a valuable resource in fieldwork of urban forestry studies, allowing to substantially reduce the time spent with the transcription of data from paper record to a digital medium. It also contributes to the best systematization of data, facilitating their editing process during fieldworks and its further analysis.

Keywords: Urban Forest, inventory, phytosanitary, digital registration, IDTree

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INTRODUÇÃO

Nos inventários em Floresta Urbana, o registo individual dos diagnósticos, ou das intervenções fitossanitárias, não é, geralmente, sistematizado (Martins, 2015). Ainda, segundo o mesmo autor, a falta de informação organizada de forma sistemática deve-se à dificuldade de atualizar grande quantidade de dados que demoram a ser transpostos para um formato editável que possibilite gerar relatórios úteis.

A aplicação IDTree, desenvolvida sobre a plataforma AppSheet® (www.appsheet.com), foi concebida para o registo dos parâmetros quantitativos e qualitativos a avaliar nas árvores dos parques geridos pela Câmara Municipal do Porto. Posteriormente aos estudos realizados nestes parques a aplicação foi reestruturada por forma a incluir, também, o registo histórico de operações de intervenções cirúrgicas a realizar em árvores localizadas em espaços verdes urbanos.

Os principais objetivos a alcançar com o desenvolvimento de uma aplicação que servisse de interface para folhas de cálculo armazenadas em nuvem, nas quais pudessem registar-se diretamente os parâmetros a avaliar no decurso dos trabalhos de campo dos inventários em Floresta Urbana, foram:

a) A redução do tempo e dos erros que, normalmente, se encontram associados à transcrição do registo dos dados em suporte de papel para o registo dos dados em suportes digitais;

b) O registo da informação, relativa aos diagnósticos e às intervenções, de forma continuada, ficando acessível a todos os intervenientes na gestão dos espaços verdes;

c) A melhoria da gestão do património arbóreo em meios urbanos.

Para além disso, procurou-se uma solução versátil que permitisse uma personalização da interface do utilizador e uma fácil reestruturação dos formulários para a edição da base de dados, com a possibilidade de modificar, retirar ou acrescentar atributos, mesmo numa fase avançada do inventário.

Com o desenvolvimento da aplicação IDTree pretendeu-se, também, que os registos pudessem ser visualizados e editáveis em simultâneo por vários utilizadores, através de um navegador de internet ou através de dispositivos móveis (smartphones, iPhones ou tablets) equipados com o sistema operativo Android ou iOS.

MATERIAIS E MÉTODOS

Os equipamentos e serviços necessários para o desenvolvimento da aplicação IDTree, e a metodologia de ligação entre os dados recolhidos pela aplicação e o seu registo em folhas de cálculo, apresentam-se esquematicamente na Figura 1.

 

 

Equipamentos

Para o registo dos atributos das variáveis a observar nos trabalhos de campo, instalou-se a aplicação IDTree em tablets com recetores internos GPS+Glonass (Samsung T230 Galaxy Tab 4). Foram, também, usados, no decorrer dos trabalhos de campo, smartphones pessoais de diversas marcas e modelos de gamas baixa a média, igualmente equipados com recetores internos GPS+Glonass.

Nos locais com vegetação densa ou nos quais não era possível distinguir a implantação das árvores através de imagens de satélite de fornecedores de internet deste tipo de ferramentas de localização, as árvores foram georreferenciadas com o recurso a um recetor GNSS Ashtec Spectra MM120, equipado com antena externa Ashtec ASH-660 (L1 GPS+GLONASS).

Os dados resultantes dos inventários e estudos fitossanitários realizados e coligidos em folhas de cálculo com a aplicação IDTree foram posteriormente analisados no programa Microsoft Excel ou em programas open-source com as mesmas funcionalidades.

Plataforma de desenvolvimento da aplicação IDTree

O número de plataformas para a criação de aplicações móveis (e.g. AppSheet, Fulcrum, KoBoToolbox, Magpi, Open Data Kit, entre muitos outros) e de fornecedores de soluções de armazenamento de dados (e.g. Amazon Web Service, FreeSQLdatabase, Google Drive, Microsoft SQL, Socrata, Smartsheet), tem crescido substancialmente nos últimos anos. De igual modo, há atualmente no mercado uma grande diversidade de aparelhos móveis (tablets e smartphones) e sistemas operativos (por exemplo Android, Windows Phone, iOS, Blackberry, Symbian/Nokia) com as caraterísticas necessárias para darem resposta aos requisitos exigidos para o registo e gestão de dados de inventário e diagnóstico em Floresta Urbana (Quadro 1).

Na impossibilidade de testar todas as combinações possíveis entre sistemas operativos, plataformas de desenvolvimento de aplicações, e fornecedores de armazenamento de dados em nuvem, optou-se por testar uma solução baseada na plataforma AppSheet, no sistema operativo Android, e nos serviços de armazenamento de dados fornecidos pela Google Drive (Figura 2). Esta combinação de meios, de entre a multiplicidade de soluções possíveis de testar, pareceu-nos ser a mais adequada para dar resposta às exigências do trabalho e com o menor custo para a sua implementação.

Ligação da aplicação IDTree a serviços de armazenamento de dados

A aplicação IDTree, desenvolvida sobre a plataforma AppSheet, permite uma integração com diversos serviços de armazenamento de dados. De entre os serviços de armazenamento em nuvem que podem associar-se à aplicação móvel contam-se diversos servidores dedicados ao processamento de bases de dados alfanuméricos ou de outros formatos de arquivos digitais (por exemplo, arquivos de imagens), fornecidos por diversas plataformas, entre as quais se contam os da Google Drive, da Dropbox, da Smartsheet, da OneDrive, do Office365+, da Box, e de servidores SQL (MySQL, PostgresSQL e AWS DynamoDB).

A ligação da aplicação IDTree a folhas de cálculo da Google (no formato Google Spreadsheet, ficheiros com a extensão .gsheet, ou no formato Excel, ficheiros com a extensão .xls), armazenadas num servidor da Google Drive, permite que os dados registados pela aplicação sejam editados e visualizados por vários utilizadores em simultâneo. Também é possível a integração dos dados georreferenciados num Sistema de Informação Geográfica (SIG), caso se opte pelo registo total ou parcial dos dados num serviço baseado em servidores SQL.

Funcionalidades e preços de serviços de armazenamento de dados

Google

O plano de preços dos serviços de armazenamento de dados da Google é atualmente gratuito para uma conta até 15Gb de armazenamento, sendo este espaço de armazenamento partilhado entre os serviços Google Drive, Gmail e Google Photos. No serviço Google Drive todos os ficheiros criados com as aplicações Documentos, Folhas de cálculo (ficheiros com a extensão .gsheet) e Apresentações, não utilizam o espaço de armazenamento atribuído pelo serviço da Google (Google, 2017a).

Os registos fotográficos, no caso de se optar pelos serviços de armazenamento do Google Drive, são sincronizados para uma pasta de imagens do espaço de armazenamento da conta Google, podendo ser diretamente visualizados em qualquer programa de visualização de imagens.

De acordo com as recomendações da Google, os ficheiros de tabelas no formato Excel (extensão .xls) não devem exceder as 10.000 linhas, enquanto que para as tabelas guardadas no formado Spreadsheet (ficheiros nativos da Google com a extensão .gsheet) é indicado um limite de dois milhões de células para o total de tabelas usadas na folha de cálculo (Google, 2017b). A opção por este último formato de ficheiros de tabelas, para além de permitir aumentar o número de registos por tabela, tem, ainda, a vantagem de não ocupar espaço de armazenamento da conta.

Caso o número máximo de linhas de registos das tabelas imposto pelo serviço Google Drive seja um fator limitativo, é possível contornar-se o problema reestruturando-se a aplicação de modo a aceder aos dados distribuídos por mais do que uma tabela de origem de dados.

FreeSQLdatabase

A título de exemplo de um fornecedor de serviços SQL, a plataforma FreeSQLdatabase disponibiliza uma opção gratuita para o armazenamento de uma base de dados MySQL com um espaço de armazenamento máximo de 5Mb. Para um plano anual de uma conta com acesso a cinco bases de dados e espaço de armazenamento superior a 100Mb, o custo atual é de 16,82€ (FreeSQLdatabase, 2017).

No caso de se optar, exclusivamente, pelo uso de uma base de dados do tipo MySQL as fotos são guardadas no formato binário, sendo necessário instalar-se num computador um programa que faça a leitura deste tipo de ficheiros de imagens.

Baseando-se a origem dos dados em servidores SQL o número de registos de uma tabela fica limitado às restrições impostas pelo tamanho dos ficheiros do sistema operativo onde se encontra alojado o servidor SQL (MySQL, 2017).

Plano de preços da plataforma para o desenvolvimento de aplicações móveis AppSheet

A plataforma AppSheet apresenta um Plano de subscrição gratuito para uso pessoal e para testes das aplicações desenvolvidas, limitado a um utilizador por aplicação. Para estes fins e na condição do acesso ser limitado a um único utilizador, conforme os termos de uso e definição de utilizador deste fornecedor de serviços, tem-se acesso gratuito às funções disponibilizadas nos diferentes planos de subscrição pagos, cujas principais caraterísticas se sumarizam no Quadro 2 (AppSheet, 2017).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A aplicação IDTree usada no inventário e estudo fitossanitário das árvores dos parques da cidade do Porto compreende o registo de 45 atributos (13 quantitativos e 32 qualitativos), a que correspondem 234 variáveis discretas, e o registo de imagens, relativas ao estado fitossanitário de cada árvore.

Com o apoio da aplicação IDTree foi avaliada individualmente a condição fitossanitária de 24.360 árvores localizadas nos parques urbanos geridos pela Câmara Municipal do Porto que se apresentam no Quadro 3.

 

 

Devido ao grande número de árvores em estudo, e por forma a obviar a limitação do número de registos das folhas de cálculo imposto pelo serviço de armazenamento de dados Google Drive, optou-se pela criação de uma folha de cálculo para cada um dos parques em estudo (Figura 3), com a exceção do Parque da Cidade, para o qual foi necessário usar mais do que uma folha de cálculo.

Edição dos dados

A aplicação IDTree permite adicionar novos registos georreferenciados através do recetor GPS interno dos aparelhos móveis que suportam a aplicação, podendo-se alterar, adicionar, copiar ou eliminar registos existentes (Figura 4). Estas operações podem, também, ser realizadas diretamente nas folhas de cálculo usadas pela aplicação, acedidas através de um computador pessoal.

Gestão dos registos fotográficos

Os registos fotográficos foram armazenados na conta da aplicação IDTree associada aos serviços Google Drive (Figura 5).

 

 

A plataforma AppSheet permite escolher vários modos de resolução para captura de imagem (baixa 200 px, por defeito 600 px, média 800 px, alta 1600 px, e tamanho original da imagem). Na aplicação IDTree optou-se pela resolução de 800 px, tentando-se, assim, estabelecer um compromisso entre a qualidade da fotografia, o espaço de armazenamento ocupado e a largura de banda necessária para a sincronização dos registos fotográficos. Não obstante o grande número de imagens fotográficas registadas com a aplicação no decorrer dos trabalhos de campo nos parques do Porto (cerca de 4000 registos), foram necessários apenas cerca de 2Gbdo total de 15Gb de espaço de armazenamento disponibilizado pelo plano gratuito do serviço de armazenamento de dados do Google Drive.

Volume e velocidade de processamento dos dados pela aplicação IDTree

No decorrer dos trabalhos de campo verificou-se que a aplicação respondia satisfatoriamente, na generalidade dos diferentes modelos de tablets e smartphones usados, até a um volume aproximado de 3000 registos por tabela de origem dos dados, valor a partir do qual se começava a sentir alguma lentidão no tempo de edição e sincronização dos dados.

Seria útil determinar se a resposta dos equipamentos móveis relativamente à quantidade de registos das tabelas de dados é condicionada pela capacidade de processamento dos aparelhos, pela plataforma de desenvolvimento da aplicação, pelo fornecedor e tipo de plano de armazenamento de dados subscrito, ou pelo formato dos ficheiros das tabelas de dados.

Custo de desenvolvimento da aplicação IDTree

O custo de desenvolvimento da aplicação IDTree na plataforma AppSheet prendeu-se, essencialmente, com o tempo dispensado para a estruturação dos formulários e da base de dados. A solução de desenvolvimento disponibilizada pela plataforma AppSheet exige conhecimentos para a estruturação da base de dados. Mesmo assim, a estruturação dos formulários e interfaces gráficas da aplicação é um processo intuitivo, do tipo «o que se vê é o que se obtém» (What You See Is What You Get).

CONCLUSÕES

O recurso à aplicação móvel IDTree para o inventário e avaliação fitossanitária de árvores localizadas em espaços verdes urbanos revelou-se como uma ferramenta de grande utilidade para a aquisição de dados de uma forma simples e expedita, permitindo o registo imediato e sistemático dos dados em formato digital, passando estes a ser facilmente editáveis em campo ou no gabinete e com um baixo custo económico associado.

A possibilidade de modificar, retirar ou acrescentar atributos, mesmo numa fase avançada do inventário, é uma grande vantagem da aplicação IDTree. Isso permite os ajustamentos da metodologia que são por vezes necessários nos trabalhos de campo.

A aplicação pode ser usada com os dispositivos móveis desligados da internet o que contribui, muito, para a sua versatilidade, permitindo a realização de trabalhos em zonas sem cobertura de rede móvel e uma maior duração do tempo das baterias.

Simultaneamente, é uma solução que possibilita a integração com diversos serviços de armazenamento de dados, tais como os do Google Drive ou de servidores SQL, podendo-se usar dados com origem em diferentes tabelas de folhas de cálculo e criar relações entre diferentes tabelas ou variáveis.

A diversidade de formato de dados suportados permite a sua integração em sistemas de informação com complexidades variáveis, designadamente diferentes programas de SIG ou de Bases de Dados, usados pelos diferentes serviços municipais ou demais entidades responsáveis pela gestão do património arbóreo.

Ao simplificar o processo de visualização dos dados de folha de cálculo, agrupando-os e apresentando-os de forma estruturada, facilita a sua adoção e utilização por parte dos diferentes técnicos que intervêm no processo de gestão dos espaços verdes urbanos, entre os quais se contam técnicos e operadores com diferentes níveis de formação profissional (assistentes operacionais responsáveis pela manutenção geral dos espaços verdes, arboricultores e técnicos superiores responsáveis pelas tomadas de decisão com vista a uma gestão otimizadas dos espaços verdes municipais).

Referências bibliográficas

AppSheet (2017) - Pricing. [cit. 2017-12-02]. <https://www.appsheet.com/Pricing>         [ Links ].

FreeSQLdatabase (2017) - Home. [cit. 2017-12-02]. <http://www.freesqldatabase.com/>         [ Links ].

Google (2017a) - Armazenamento do Drive. [cit. 2017-12-02]. <https://drive.google.com/settings/storage>         [ Links ].

Google (2017b) - Files you can store in Google Drive [cit. 2017-12-02]. <https://support.google.com/drive/answer/37603?hl=en>         [ Links ].

Martins, L. Pontes (2015) - Metodologia para o inventário das árvores dos parques do Porto. Deliverables 1. UTAD, dez. 37 p.         [ Links ]

MySQL (2017) - MySQL 5.7 Reference Manual. [cit. 2017-12-02]. <https://dev.mysql.com/doc/refman/5.7/en/table-size-limit.html>         [ Links ].

 

Agradecimentos

O desenvolvimento da aplicação IDTree deveu-se à participação dos autores em Bolsas de Investigação financiadas no âmbito do protocolo estabelecido no ano de 2016 entre a Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro (UTAD) e a Câmara Municipal do Porto (CMP).

 

Recebido/received: 2017.12.15

Aceite/accepted: 2018.04.30