SilvoINTA: una aplicación móvil para asistir la silvicultura de bosques irregulares Marcelo Navall1, Walter Cassino2, Luis Carignano3, Pablo D'Angelo Palabras clave: chaco, semiárido, silvopastoril, selección, quebrachal.
Resumen
El método habitual para realizar la selección y posterior marcación de árboles a cortar en cortas de aprovechamiento y manejo en bosques irregulares, se basa en la comparación entre la distribución diamétrica determinada a partir de un inventario con una “distribución diamétrica objetivo”. La diferencia entre ambas determina el número de árboles a cortar por clase diamétrica. Este método es mejorable en varios sentidos, pues acarrea los errores de estimación del inventario, no considera la distribución espacial de los individuos requiere de un doble trabajo de campo y un procesamiento de datos.
En la búsqueda por mejorar estos aspectos, se desarrolló una aplicación para dispositivos móviles Android (celulares o tablets) denominada SilvoINTA. Ingresando la superficie de la parcela censada, y el número de árboles clasificados por especie, clase diamétrica y destino (queda o se corta), la aplicación permite calcular en tiempo real la intensidad de corta en área basal, la distribución diamétrica original y resultante y otras clasificaciones; asistiendo las decisiones del silvicultor. De esta manera, se realizan en un solo recorrido del bosque un censo, la carga y procesamiento de datos y la selección de los árboles a marcar. La aplicación permite la exportación de datos en una planilla o subirlos a Google Drive, puede usarse también para inventarios, y no necesita conectividad para realizar los cálculos.
El método se aplicó en un tramo de corta de 100 ha de un “quebrachal de dos quebrachos”, del Campo Experimental “La María”, del INTA EEA Santiago del Estero, permitiendo aplicar los criterios de corta de una manera eficiente y a un costo aceptable. Se exponen las especificaciones técnicas de la aplicación desarrollada.
Introducción
El surgimiento de los dispositivos móviles “inteligentes”, como tablets y teléfonos, ha revolucionado las actividades cotidianas de la sociedad. El potencial que abren estas innovaciones, puede extenderse fácilmente a tareas específicas de las ciencias forestales, desde el mapeo y la navegación hasta el registro detallado de información en terreno.
Entre las opciones de sistemas operativos, Android es el más utilizado en el mundo. En el segundo trimestre de 2013, Android fue el sistema operativo del 80% de los smartphones adquiridos en el mundo (Bicheno, 2013). A través de Google Play, el repositorio de aplicaciones Android, el usuario puede escoger entre las casi 850.000 aplicaciones disponibles, el 81% de las cuales son gratuitas (AppBrain, agosto 2013). Es sin duda, el sistema operativo líder para estos dispositivos y ha revolucionado el escenario de los dispositivos móviles y sus prestaciones (Butler, 2011).
1 INTA, Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria, EEA Santiago del Estero. [email protected]
2 Nodo Forestal de la Región Chaqueña, Secretaría de Ambiente y Desarrollo Sustentable de la Nación. [email protected] 3 ForestoTerra, campos y jardines. Santiago del Estero. [email protected]
El problema a resolver que dio origen a SilvoINTA fue la necesidad de realizar de manera simultánea el registro de datos de un censo forestal, un procesamiento preliminar de datos y la marcación de la corta, en función a un criterio predefinido; para un tramo de corta de de bosque nativo del Chaco semiárido (Navall et al, 2013). Estas actividades se realizan tradicionalmente en etapas separadas en el bosque y en gabinete. En el bosque se tiene la ventaja de poder analizar simultáneamente las diversas variables que influyen en la decisión de corta según el criterio predefinido, pero no se tiene posibilidad de vincular una decisión puntual a todas las decisiones tomadas anteriormente, como para llevar registro que permita evaluar si el criterio se va cumpliendo a nivel del rodal o no. En gabinete, estas limitaciones se resuelven a partir de la capacidad de cálculo de una computadora, sin embargo sólo se puede trabajar a partir de las variables registradas en el bosque, perdiendo la riqueza de la información no registrada, fundamental para la decisión final del silvicultor. Una aplicación móvil podría ser una alternativa para reunir ambas potencialidades en terreno, ya que permitiría registrar y calcular con un dispositivo portátil, en el preciso momento en que se toma la decisión de corta.
Existen diversas aplicaciones disponibles en Android para el registro de información. Una de las más destacadas es Memento Database (creada por LuckyDroid), con más de 100.000 descargas de su versión gratuita y una valoración promedio de 4,4 (en una escala de 5) sobre 2487 opiniones de usuarios (Google Play, 2013). Memento permite una gran flexibilidad en el tipo de campos a registrar y tiene una excelente integración con Google Drive, permitiendo “subir” los datos registrados en cualquier momento a una planilla compartida en la web. Además del ingreso manual de datos, permite registrar información a partir de las herramientas del equipo, como coordenadas GPS, imágenes, y archivos de audio. Si bien permite realizar algunos cálculos sencillos a partir de las variables registradas, no pueden (aún) realizarse cálculos como potencia, u obtener medidas de resumen a partir de las variables ingresadas.
A partir de un diseño general sobre una planilla de cálculo (Navall et al, 2013) se encomendó a la empresa DEVSAR.com la programación de una aplicación Android para poder difundir el uso de la metodología de marcación, en un formato amigable para el usuario. Se exponen los detalles de la operación de la aplicación. Por más detalles del método de marcación de cortas, aplicado sobre bosques irregulares, consultar Navall et al (2013).
Desarrollo
SilvoINTA fue diseñado como un asistente de silvicultura. Es principalmente una base de datos (similar aunque con menos prestaciones que Memento), que permite además realizar cálculos útiles para controlar la intensidad de cortas, y mostrar los resultados para orientar futuras decisiones. La aplicación es gratuita, y puede instalarse accediendo a Google Play desde el dispositivo móvil. La instalación requiere permisos para: ubicación (acceso al GPS para registrar coordenadas desde el equipo), almacenamiento (para guardar datos en tarjeta de memoria), acceso a la cuenta de mail (para “subir” los datos a la cuenta privada de Google Drive), y acceder a internet (para subir los datos). La aplicación no necesita de conectividad para la carga de datos, ni para realizar los cálculos y mostrar resultados. Solamente necesita conectividad para subir los datos a la cuenta de Google Drive del usuario. Los datos son privados del usuario y la aplicación no difunde ni comparte los datos registrados por el usuario.
Las funciones de la aplicación son: configuración de variables, registro de datos, visualización de resultados y exportación de datos.
a. estructura de la base de datos
Los datos se ordenan en un registro anidado. La unidad máxima es el “proyecto”, dentro del cual se definen una o varias “parcelas”, cada una de las cuales puede contener a su vez una o varias “transectas”. Las transectas son la unidad de registro de la información. La aplicación genera un archivo por proyecto, que se puede descargar al dispositivo o exportar a Google Drive. Los nombres de estas categorías no pueden cambiarse, pero comprendiendo que los datos se registran dentro de transectas, éstas dentro de parcelas, y éstas dentro del proyecto; podrían utilizarse para otros usos donde estas categorías tengan otro significado, por ejemplo parcela/estrato/predio o parcela/rodal/campo. En la tabla de salida del proyecto, cada árbol ingresado es una fila, y sus primeras columnas son el rótulo de parcela y transecta.
b. configuración de variables
El menú de configuración permite personalizar el número y nombre de parcelas, transectas y la superficie de éstas. También pueden configurarse el número y nombre de especies a relevar, las clases diamétricas a registrar (tamaños), características cualitativas de los individuos y los denominados "destinos".
No hay límite en el número de parcelas, transectas y especies a considerar, y el único dato a ingresar para cada una de estas variables es un rótulo identificador (alfanumérico). La superficie de la transecta, en m2, se ingresa al configurarlas. Es importante tener en cuenta que los cálculos de densidad (número de árboles por ha) utilizan este valor de superficie ingresado; por lo que su valor será real al finalizar el registro de la transecta (recorrer toda la superficie ingresada). Hasta entonces, este resultado tiene sólo un valor comparativo.
Para maximizar la velocidad en el registro de datos en terreno, y porque el sistema de marcación supone la realización de un censo completo del tramo de corta (como es requerido por ley en varias provincias), se prefirió utilizar la clase diamétrica como unidad de registro, en lugar de el diámetro medido en mm, como es registrado habitualmente en inventarios forestales. Para ello, el usuario debe configurar la variable “tamaño”, ingresando la amplitud de clase (en cm) y el rango de clases diamétricas (mínimo y máximo inventariables, en cm). A partir de estos datos, la aplicación calcula las “marcas de clase” para el formulario de carga. En el archivo de salida, la variable “tamaño” consignará la marca de clase seleccionada para cada individuo.
Por “características” se define a una variable cualitativa de tipo multiselección, es decir que un mismo individuo puede tener una, ninguna o más de una de estas características. Por cada característica ingresada, se genera una columna en el archivo de salida, que contiene el valor “1” para los individuos que presentan esa característica y “0” para los que no la tienen.
Los “destinos” son las variables en las que se clasificará el cálculo del área basal, una de las variables de control de la corta que mejor puede utilizarse con la aplicación. Los destinos básicos son "queda" y "corta", pero se pueden personalizar y agregar las que se requieran. Cada individuo registrado debe asignarse a una (y sólo una) clase de destino. En la tabla de
salida, “destino” es una de las columnas, en la que cada individuo tendrá el rótulo de la clase seleccionada.
Tanto para “destinos” como para “características” y “especies”, luego de ingresar los valores a utilizar, hay que seleccionarlos para que sean mostrados en el formulario de carga. Esto se hace marcando una casilla de verificación que aparece a la derecha de cada categoría, dentro del menú de configuración. Si esta operación no se realiza, al acceder para “agregar individuos” aparecerá un mensaje diciendo “Para poder agregar un individuo se necesita configurar especies/destinos”.
c. registro de datos
Luego de configuradas las variables del proyecto, desde el menú "agregar individuo" se accede a un formulario de carga, en donde lo primero que se solicita es la transecta (y la parcela) a la que pertenecen los datos a cargar. De aquí en adelante, todos los datos ingresados se cargarán en la transecta seleccionada. Para ingresar datos en otra transecta, hay que salir del menú de carga, volver a ingresar al menú “agregar individuo” y consignar la transecta deseada.
Luego de indicar la transecta en la que se trabajará, se accede al formulario de carga, en donde se encuentran sectores para ingresar los datos de cada individuo: especie, tamaño, destino, características y posición GPS. Las variables especie y destino se muestran como una lista desplegable, en la que se muestran las categorías seleccionadas durante la configuración. La variable especie muestra una marca de clase, y a sus lados un signo “-” y un signo “+”. Tocando en estos signos se disminuye o aumenta una marca de clase por vez, hasta encontrar la marca de clase deseada. La variable “característica” muestra las categorías seleccionadas, y una casilla de verificación donde marcar cuál/es de esas características presenta el individuo evaluado. La coordenada GPS puede ingresarse a partir de un botón, que se conecta con el GPS del dispositivo y luego de adquirir las coordenadas las copia en dos campos de registro. También pueden ingresarse manualmente las coordenadas o el número de waypoint registrado en un GPS externo. Estos datos aparecerán en una columna específica dentro de la tabla de salida.
Luego de cargados todos los datos para el individuo, presionando el botón “Agregar” al final del formulario, se registra el dato. Un aviso emergente confirmará que el individuo ha sido registrado correctamente.
En caso de cometer una equivocación, o si se desea cambiar algún dato de uno de los registros, existe un acceso en el ángulo superior izquierdo del formulario, que permite acceder a una muestra de los registros de la transecta en la que se está trabajando. En la operación de marcación suele ocurrir que un árbol se registra como candidato a cortar y se marca, pero más adelante se encuentra un candidato mejor para la corta. En tal caso se hace necesario cambiar primer registro. Para hacerlo, desde este acceso se entra al listado de árboles cargados, y se busca el que se quiere modificar. Al encontrarlo se lo selecciona tildando una casilla de verificación y se presiona en “Eliminar”. Luego de confirmarlo en una ventana emergente, el individuo es eliminado, y puede volver a cargarse con sus datos correctos.
Con este registro se van levantando los datos de cada individuo relevado de la transecta, y la decisión de corta que el silvicultor tomaría para el “destino” de cada uno. Aplicando su conocimiento y experiencia en terreno, y evaluando las múltiples variables que pueden
observarse al estar en terreno (normalmente son muchas más que las registradas en un inventario forestal), el silvicultor aplica su criterio para tomar la decisión de corta del individuo evaluado. De esta manera, se van registrando individuos que se retendrán o aquellos que se cortarán. En cualquier momento de la carga, se puede salir del formulario de registro y consultar los resultados.
d. visualización de resultados
El menú “Ver Resultados” permite generar gráficos de cuatro tipos: distribución diamétrica (número de individuos por hectárea, clase de tamaño y especie), proporción de individuos según características, proporción de individuos por destinos, y proporción de área basal por destinos. Para todos los gráficos se puede elegir el nivel de agregación de los datos a graficar: a nivel de proyecto, de parcela o de transecta, y si la consulta se hace para una especie en particular o para todas las especies juntas. Definiendo estos valores en el menú de “Ver Resultados” y presionando “Mostrar Resultados” se visualiza el gráfico. Desde la pantalla de visualización del gráfico, y en caso de tener conectividad de datos, el mismo puede compartirse a través de las alternativas de comunicación del equipo (Bluetooth, Gmail, sms, etc).
Los gráficos generados permiten controlar los efectos acumulados de las decisiones silviculturales tomadas y su desvío respecto de los criterios de corta. De esta manera orientan las decisiones a futuro dentro del proyecto en evaluación.
e. exportación de datos
En cualquier momento los datos registrados pueden exportarse, a un archivo dentro de la tarjeta de memoria del dispositivo (.csv) o “subirlos” a Google Drive. En el caso de decidir exportar a Google Drive, la operación requiere de conectividad de datos y una cuenta de Gmail. Se recomienda exportarlos a Google Drive para tener resguardados los datos, en caso de rotura o pérdida del dispositivo móvil.
Conclusiones y recomendaciones
La aplicación permite aplicar un método sencillo y eficiente para el censo, selección y marcación de cortas, a través de la conjunción de las capacidades de registro y cálculo de los dispositivos móviles, y el criterio del silvicultor en su evaluación de terreno. Otros dispositivos como netbooks o notebooks podrían utilizarse, pero son incómodos para transportar en bosques y su batería no tiene duración suficiente para una jornada de trabajo. La primer versión de la aplicación se lanzó en marzo de 2013 y hasta fines de agosto tuvo un total de 232 descargas, de las cuales 83 son descargas activas. De éstas, 42 están funcionando en dispositivos radicados en Argentina, 10 en España, 6 en Chile, 4 en Colombia, 4 en Guatemala y cantidades menores en otros países.
Si bien la aplicación ha sido diseñada para asistir la marcación de cortas, puede utilizarse también para el registro de información en inventarios. Sin embargo, si no se necesitan los cálculos y visualización de resultados que ofrece SilvoINTA, y sólo se necesita registrar datos, se recomienda el uso de otras aplicaciones que son más versátiles para estos usos, como Memento Database.
Agradecimientos
Se agradece la excelente predisposición del personal de DEVSAR.com, programadores de la aplicación: Francisco Silvera, Sebastián Serrano y Fernando Juárez. El financiamiento para el trabajo de terreno y la programación de la aplicación fueron aportados desde el proyecto “Exp 3322 - Unidades de producción, experimentación sistémica y demostrativa de manejo sustentable de bosque nativo”, implementado a través de un convenio entre INTA EEA Santiago del Estero y la Dirección General de Bosques de Santiago del Estero. Este proyecto fue financiado por el “Programa de Protección de los Bosques Nativos – Res. 256/09” de la Secretaría de Medio Ambiente de la Nación Argentina, en el marco de la “Ley 26331: Presupuestos Mínimos de Protección Ambiental de los Bosques Nativos”.
Se agradecen los aportes de los asistentes a charlas de presentación de la aplicación, a partir de los cuales se pudieron reconocer varios puntos de mejora para futuras versiones, y los comentarios y valoraciones de los usuarios de la aplicación, registrada en Google Play.
Bibliografía
AppBrain, 2013. Number of available Android applications
http://www.appbrain.com/stats/number-of-android-apps / Free versus paid Android apps
http://www.appbrain.com/stats/free-and-paid-android-applications
Butler, M; 2011. Android: changing the mobile landscape. Pervasive Computing Jan-Mar 11. http://anibal.gyte.edu.tr/hebe/AblDrive/69276048/w/Storage/104_2011_1_601_69276048/Dow nloads/android-landscape.pdf
Bicheno, S; 2013: Android captures record 80 percent share of global smartphone shipments
in Q2 2013. Strategy Analytics Insight.
http://www.strategyanalytics.com/default.aspx?mod=reportabstractviewer&a0=8791
Google Play, 2013. Descripción, comentarios y evaluaciones de los usuarios sobre la
aplicación MEMENTO Database.
https://play.google.com/store/apps/details?id=com.luckydroid.droidbase
INTA, 2013. SilvoINTA, asistente de silvicultura. Aplicación Android disponible en Google Play. https://play.google.com/store/apps/details?id=com.devsar.intabosques
Memento, 2013. Sitio web de los desarrolladores de la aplicación para Android MEMENTO Database. http://mementodatabase.com/
Navall, M., Cassino, W., Carignano, L. y D'Angelo, P.; 2013: “Un nuevo método de marcación de cortas en bosques irregulares”. Trabajo completo presentado en el “IUFROLAT - 3er Congreso Forestal Latinoamericano”. San José de Costa Rica, junio de 2013.
