Caso de Sucesso: Arrow 100 - Setor Florestal
Sarah Alban relata em como uma tecnologia de mobilidade de alta acurácia está ajudando a cidade a tratar centenas de milhares de árvores “freixos” em uma floresta densa onde o sinal de satélite GNSS é fraco.
Batizada em homenagem ao suntuoso Mount Royal, a cidade de Montreal, no Canadá, é conhecida por suas árvores tradicionais chamadas de freixos. Então, quando os especialistas descobriram a broca esmeralda em 2011, foi uma notícia devastadora. Mais de 200.000 árvores, das quais um quarto pertencia à cidade, estavam em risco.
Nativo da Ásia, a broca esmeralda pode botar até 300 ovos. Estas se tornam larvas que fazem sulcos em forma de “S”, eventualmente matando o freixo. O besouro se espalha rapidamente e atualmente não há pesticidas para erradicá-lo.
Diante da morte de centenas de milhares de árvores, o departamento florestal da cidade precisou criar um inventário de alta precisão para rastrear, tratar e reflorestar todos os freixos. No entanto, obter dados de localização GNSS precisos sob a copa densa é sabidamente difícil. A maioria das pessoas está familiarizada com os efeitos do dossel em dispositivos GPS comerciais. Um pessoa andando e olhando o GPS pode ver seu ponto azul saltar ao redor de um percurso coberto de árvores, por exemplo, quando a copa distorce e às vezes bloqueia os sinais de satélite GNSS usados para posicionamento. Neste ambiente, o GNSS enfrenta três desafios principais.
Primeiro desafio: interferência multicaminho
Isto é quando um sinal de satélite reflete em algo, como uma árvore, e fica distorcido. Isso introduz erro na precisão. Muitos receptores GNSS de mercado não funcionam bem por causa disso.
Segundo desafio: sinais completamente bloqueados
Sob o dossel denso, alguns sinais de satélite são simplesmente incapazes de penetrar. Isto é conhecido como ‘diluição de precisão’ (DOP). Um DOP alto significa que menos sinais de satélite estão disponíveis e, portanto, a precisão é menor.
Terceiro desafio: sinais SBAS bloqueados
Os sistemas de aumento/melhoria baseados em satélite (SBAS) são usados para aumentar a precisão, ajudando a corrigir as condições que impedem a integridade do sinal GNSS, como as flutuações ionosféricas. Existem diferentes sistemas SBAS gratuitos em uso em todo o mundo: a Europa usa o EGNOS, o Japão o MSAS e a Índia o GAGAN; A Nova Zelândia e a Austrália também estão testando seus próprios SBAS e existem também sistemas SBAS pagos. No entanto, os sinais SBAS podem ser dificultados pelo dossel denso e em Montreal, o SBAS norte-americano, WAAS, estava sendo bloqueado.
Melhorando a precisão
Quando Montreal descobriu pela primeira vez a broca esmeralda dos freixos, percebeu que estava presa com uma tecnologia ultrapassada, demorada e imprecisa – planilhas de papel e GPS Garmin de mercado. As equipes de campo só podiam inventariar 500 árvores por ano, geralmente com uma precisão de apenas 15m. Isso tornou a luta contra a broca esmeralda dos freixos quase impossível.
“A equipe florestal precisava capturar a localização de cada árvore para garantir que eles pudessem retornar ao lugar exato no futuro”, afirma o técnico florestal de Montreal, Daniel Pilote.
O sistema antigo tornava a luta contra a broca esmeralda quase impossível.
Pilote decidiu migrar para uma solução móvel de alta precisão. Primeiro, ele substituiu as planilhas de papel por iPads para reduzir o erro humano. Em seguida, ele substituiu as unidades GPS Garmin pelo receptor canadense Arrow 100 GNSS da fabricante canadense Eos Positioning Systems (Eos).
Ao contrário da maioria dos receptores, o Arrow 100 foi projetado para trabalhar em vegetação densa. Melhora a precisão em três vezes. Primeiro, ele suporta todas as quatro constelações GNSS globais (GPS, GLONASS, Galileo e Beidou), fornecendo o maior número possível de sinais de satélite sob o dossel. Em seguida, ele usa sua própria tecnologia patenteada para reduzir os efeitos de sinais distorcidos e bloqueados, entendendo quais sinais foram distorcidos por multicaminho. Ele pondera esses sinais como tendo menos integridade, mas ainda os usa para entender as coordenadas gerais do usuário. Isso significa que um número maior de satélites pode ser usado com maior confiança, mesmo com interferência de multicaminho.
Finalmente, o Arrow 100 pode melhorar as correções do SBAS sob o dossel. Mesmo depois de um sinal SBAS ter sido perdido na floresta, o Arrow recuperará o sinal. Ele pode usar esses dados por até 40 minutos para fornecer correções submétricas, até que o usuário possa se reconectar ao sinal SBAS e obter novos dados de correção de posicionamento.
“O Arrow 100 pode manter uma posição corrigida por cerca de meia hora sem degradação significativa”, diz Jean-Yves Lauture, diretor de tecnologia da Eos. “É por isso que a cidade de Montreal conseguiu um alto nível de confiança.”
Para capturar os dados gerados pelo Arrow, Pilote instalou o Collector for ArcGIS da Esri nos iPads. Essencialmente, o receptor Arrow realiza seu trabalho de posicionamento, gera coordenadas e metadados e envia isso para o Collector no iPad via Bluetooth. O Collector, em seguida, preenche automaticamente os campos corretos com os dados. O resultado é uma experiência de usuário tranquila para captura de dados com precisão submétrica, enquanto esse processamento e comunicação ocorrem em segundo plano.
Como benefício adicional, o Collector é executado na plataforma do ArcGIS Online. Essa tecnologia na nuvem permite que os dados capturados no campo entrem no geodatabase (banco de dados geográfico) corporativo da equipe de silvicultura automaticamente. O resultado é em tempo real, fluxo de trabalho de coleta de dados eficiente e preciso do campo para o escritório.
Salvando a paisagem da cidade
Em apenas alguns anos, Montreal transformou sua luta contra a broca esmeralda do freixo. Embora tenha sido capaz de inventariar 500 árvores em 2011, inventariaram mais de 30.000 em 2017. Sua confiança no inventário das brocas também aumentou, à medida que a precisão aumentou de 15 metros com a tecnologia antiga para cerca de 1 metro sob o denso dossel com o novo sistema.
“Com o Arrow 100 e o Collector, quase eliminamos o número de erros no campo”, diz Pilote. “É muito mais eficiente cuidar de cada árvore, em sua localização exata.”
Montreal agora conseguiu reduzir a disseminação do problema com a broca esmeralda do freixo tratando dezenas de milhares de árvores por ano com pesticidas, enquanto reflorestava as árvores mais atingidas. Pilote estima que, nos próximos 30 anos, todos os freixos tenham sido substituídos por mudas saudáveis. Ter esse controle sobre a propagação do besouro permitirá que a cidade refloreste de forma sustentável, ao longo do tempo, e preserve sua paisagem icônica.
Nativo da Ásia, a broca de esmeralda de cinzas pode depositar até 300 ovos, que se tornam larvas que se sulcam em sua árvore hospedeira e causam desnutrição e eventual morte. © USGS
Sarah Alban
Marketing Sênior e Produtora de Conteúdo Estratégico
