Web GIS for the Atlantic Forest Restoration Pact

Adriana Paese SCGISRicardo R. Rodrigues ESALQ - USP

Ricardo G. Viani UFSCarPedro H. Brancalion ESALQ - USP

Acknowledgements

• Charles Convis and Alexander Yumakaev - ESRI Conservation Program

• Miguel Calmon and Miguel Moraes - IUCN

• Marcelo Zacarias - CIAGRI-ESALQ / USP

• Mariana Pardi and Pablo Figueiredo - LERF-ESALQ / USP

The Brazilian Atlantic Forest

• Original extent ~125.000 km2

• 17 states• 46% of all Brazilian municipalities• Home to 70% of the Brazilian

population

• 11.4 to 16% of vegetation cover left

• 80% forest remnants < 50 ha

• > 60% of the animals and plantsthreatened with extinction in Brazil

The Atlantic Forest Restoration Pact

• Supports actions of forest restoration • Launched in 2009• Multi-institutional initiative • Aims to restore 15 million hectares of native forest until

2050• Supports 278 members• Membership and affiliation to the Pact is free

The Atlantic Forest Restoration Pact

• www.pactomataatlantica.org.br

Objectives of Web GIS Development

(a) Improve and promote transparent collaboration between the AFRPmembers

(b) Facilitate data input by different groups of users(c) Support fundraising activities(d) Support the development of forest restoration policy(e) Allow users to evaluate the efficiency of their restoration projects based on

the AFRP monitoring protocol(f) Communicate with other existing forest restoration databases in the country

and worldwide(g) Serve as a model to restoration projects around the world(h) Support a multiuser database so that the needs by distinct groups of users

can be addressed

(i) Incorporate changes in the number of users and groups and analysis needsas they occur in time

(Be accessible through mobile devices such as smartphones and tablet)

• - ArcGIS for Server 10.3• - PostgreSQL 9.3• - Portal for ArcGIS 10.3• - Windows 2012R2 OS• - ArcGIS Desktop 10.3

On-premises deployment

Software

Groups of Users

(A) Potential Members

(B) Producers of seeds and seedlings

(C) Landowners

(D) Forest restoration project managers

(E) Ecological monitors

(F) Members of the AFRP responsible for assessing the a forest restoration program or project

(G) Social and economic monitors

(H) Advanced users

Ações derestauraçãoque sebaseiamnaregeneração naturalexistenteoupotencialOBJECTIDAções derestauraçãoque sebaseiamnaregeneração naturalexistenteoupotencialglobalidResponsávelpelacriaçãoData daentrada dos dados:ResponsávelpelaúltimaediçãoData daúltimaediçãoId_areaoperations()Açõesque sebaseiamnantrodução depropágulos eplantasOBJECTIDAçõesque sebaseiamnantrodução depropágulos eplantasglobalidResponsávelpelacriaçãoData daentrada dos dados:Id_areaResponsávelpelaúltimaediçãoData daúltimaediçãooperations()Áreas comProjetos deRestauraçãoemAndamentoOBJECTIDResponsávelpelocadastroData daentrada dos dados:ResponsávelpelaediçãoData daúltimaediçãoÁrea totalrestaurada (ha)nformadapeloproprietarioData daconclusão doprojetoAáreaéreserva legal?Id_propriedadeNome dapropriedadeAáreaé depreservaçãopermanente?RelevoObservaçõesedáficasshapeId_nstituicaoglobalidst_area(shape)st_length(shape)Foiefetuada acoleta deamostra de solo?Nome doprojeto demonitoramentoData denício doprojeto derestauraçãoData domonitoramentooperations()ÁreasDisponíveis para aRestauraçãoOBJECTIDResponsávelpelocadastroData daentrada dos dados:ResponsávelpelaediçãoData daúltimaediçãoÁrea totalrestaurada (ha)nformadapeloproprietarioAáreaéreserva legal?Id_propriedadeNome dapropriedadeAáreaé depreservaçãopermanente?RelevoObservaçõesedáficasId_nstituicaoshapeId_contatoglobalidst_area(shape)st_length(shape)operations()AreasEmRestauracao (Pontos)objectid Object IDresponsavel_criacao Text 50data_criacao Dateresponsavel_edicao Text 50data_edicao Dateareatot_prop: Doubledata_conclusao Datearea_rl Textnome_propriedade Text 100area_app: Textrelevo Long Integerobs_edaficas text 200shape: Geometryd_nstituicao Long Integerglobalid Global IDst_area(shape): Doublest_length(shape): Doubleoperations()Colaboradores (PessoasFísicas)OBJECTIDNome:TelefoneE-mail:RuaNumeroComplementoCEPMunicipioEstado (Sigla):Data daentrada dos dados:Data daúltimaediçãoSituação dacolaboração comoPactoCPFId_nstituicaoResponsávelpelacriaçãoResponsávelpelaúltimaediçãoData daúltimaediçãoshapeglobalidoperations()InstituiçõesCadastradas noPactoOBJECTIDNome danstituiçãoTelefone danstituiçãoE-mail danstituiçãoRuaNumeroComplementoMunicípioção dacolaboração comoPactoWebsite:Facebook:Autoriza adivulgação de dados no site doPacto?Anstituiçãoéviveiro?Responsávelpelaentrada dos dados:Data daentrada dos dados:Responsávelpelaúltimaediçãodata_edicaoshapeEstadoCEPglobalidCNPJoperations()Parcelas deMonitoramento daRestauraçãoFlorestal -Fase1OBJECTIDTipo deparcelaDistância doremanescentemaispróximoDensidade deespéciesarboreasnvasorasRiqueza deespéciesarboreasnvasorasId_areaId_nstituicaoNome doprojeto demonitoramentoData domonitoramentoResponsávelpelacriaçãoData daentrada dos dados:ResponsávelpelaúltimaediçãoData daúltimaediçãoshapeglobalidCoberturaflorestalTipo devegetacaoLocalizaçãonapaisagemPorcentagem deherbáceasnvasorasResistênciaaopenetrômetro (Mpa):operations()Parcelas deMonitoramento daRestauraçãoFlorestal-Fase 2OBJECTIDTipo deparcelaDistância doremanescentemaispróximoDensidade deespéciesnvasorasRiqueza deespéciesnvasorasDensidade deespéciesnativasRiqueza deespéciesnativasId_areaResponsávelpelacriaçãoData daentrada dos dados:ResponsávelpelaúltimaediçãoData daúltimaediçãoId_nstituicaoNome doprojeto demonitoramentoData domonitoramentoshapeglobalidÁrea basal denativasarbóreas (m xm /ha)Riqueza deespéciesnativasmenorporte (50cm <CAP <15m)Riqueza deespéciesnativasmaiorporte (CAP >15m)Densidade deespéciesnativasmenorporte (50 cm< CAP <15m)Densidade deespéciesnativasmaiorporte (CAP >15m)Data domonitoramentoTipo devegetacaoLocalizaçãonapaisagemPorcentagem deherbáceasnvasorasoperations()Espéciesexoticasd_exoticasCódigo daespécieFamíliaGêneroNome popular:EspécieglobalidResponsávelpelacriaçãoData daentrada dos dados:ResponsávelpelaúltimaediçãoData daúltimaediçãoId_parcela1Id_parcela2Id_nstituicaooperations()Fatores dedegradacao arearestauradaObjectidId_areaFatores dedegradação daárearestauradaglobalidResponsávelpelacriaçãoData daentrada dos dados:ResponsávelpelaúltimaediçãoData daúltimaediçãooperations()Fatores dedegradacao do soloObjectidId_areaFatores dedegradação do solo:globalidResponsávelpelacriaçãoData daentrada dos dados:ResponsávelpelaúltimaediçãoData daúltimaediçãooperations()FatoresPositivos daImplantacaodaRestauracaoObjectidId_areaFatoresquefacilitamoucontribuempositivamente com arestauraçãoglobalidResponsávelpelacriaçãoData daentrada dos dados:ResponsávelpelaúltimaediçãoData daúltimaediçãooperations()Contato_ATTACHattachmentidrel_globalidcontent_typeatt_namedata_sizedataglobalidoperations()Instituicao_1_ATTACHattachmentidrel_globalidcontent_typeatt_namedata_sizedataglobalidoperations()Linhaamostral domonitoramentoecologico (Fase 1)ObjectidId_parcela_1Cobertura dainhaporcopasTrechos dainhanaocobertosporcopaglobalidResponsávelpelacriaçãoData daentrada dos dados:ResponsávelpelaúltimaediçãoData daúltimaediçãooperations()Indicadores eVerificadoresEconômicos deProgramas deRestauraçãoFlorestalOBJECTIDNúmero depostos detrabalhopermanentes para amão deobranão familiar?Número depostos detrabalhotemporários para amão deobranão familiar?Número depostos detrabalhopermanentes para amão deobrafamiliar?Investimento total doprojetoematividades derestauraçãoValor denvestimento doprogramaemserviçosValor denvestimento doprogramaemnsumosValor denvestimento doprogramaemmão deobra (contratodireto):Valor denvestimento doprograma eprojetoemferramentasmáquinas emplementosValoresgastos commpostosValoresgastosnagestão doprograma eprojetoFoielaborado umprojetotécnicovisandopagamentoporserviçosambientais?Oprograma derestauraçãofoicertificadoporentidadendependente?Recursosrecebidospelopagamento deserviçosambientaisFontepagadora dosserviçosambientaisCréditos decarbonogeradospeloprojetoIncentivotributáriorelacionado aáreaemrestauracaoRendaobtidapelacompensação deReserva Legal:Projeto deflorestaprodutivaaprovadopeloórgãoambientalRecursosgeradospelavenda deprodutosmadeireirosProdutosflorestaisnãomadeireirosutilizados paraconsumopróprioComercialização deprodutosflorestaisnãomadeireiros eagroflorestaisRecursosgeradospelacomercialização deprodutosflorestaisnãomadeireiros eagroflorestaisOrigem dosrecursosnvestidos noprojeto derestauraçãoId_areaId_nstituicaoOprojetogerapostos detrabalhopermanentes para amão deobranão familiar?Oprojetogerapostos detrabalhotemporários para amão deobranão familiar?Oprojetogerapostos detrabalhopermanentes para amão deobra familiar?globalidResponsávelpelacriaçãoData daentrada dos dados:ResponsávelpelaúltimaediçãoData daúltimaediçãoData domonitoramentooperations()Monitoramento Social deProgramas deRestauracaoOBJECTIDPorcentagem demao deobra localcontratadaExistencia detrabalhadoresemdadeescolarPorcentagem donvestimento doprojetoaplicadonaregiao (%):Existencia deequipamentos deprimeirossocorrosOferecimento dealimento eagua paraatividades nocampo:Existencia deequipamento deprotecao individual:Reunioes comcomunidades eatoresocaisImplantacao deacoes deeducacaoambientalId_areaId_nstituicaoResponsávelpelacriaçãoData daentrada dos dados:ResponsávelpelaúltimaediçãoResponsávelpelaúltimaediçãoglobalidData domonitoramentooperations()EspéciesnativasarbóreasOBJECTIDFamíliaGêneroEspécieCódigo daespécieglobalidResponsávelpelacriaçãoData daentrada dos dados:ResponsávelpelaúltimaediçãoData daúltimaediçãod_parcela2Id_nstituicaooperations()Origem dassementesemviveirosObjectidOrigem dassementesd_viveiroglobalidResponsávelpelacriaçãoData daentrada dos dados:ResponsávelpelaúltimaediçãoData daúltimaediçãooperations()Princípio daGestão daRestauraçãoFlorestalOBJECTIDLevantamentosocioeconômicoHistórico deuso eocupação do soloCaracterizaçãoambiental dasáreas aseremrestauradasOutros (especificar)Polígonos dasáreasemrestauracaodelimitadoscaracterizadosambientalmente edisponibilizadosem basesdigitaisExistência deumaista deespéciesnativasndicadas paraoprojetoExistência deprotocolometodológico paraescolha datécnica derestauracaoemfunção decadasituaçãoambientalExistência decronograma deexecução doprojetoExistência doestudo deanálise daviabilidadeeconômica doprojetoExistência deregistro dedatas dasntervençõesrealizadas noprojetoExistência deista deespéciesutilizadasnarestauraçãoExistência deista deespéciesutilizadasnarestauração com aquantidade dendivíduosporespécieRegistro daorigem dospropágulosutilizados (sementesmudas topsoil, etc)Registro audiovisual dasdiferentesetapas doprocesso derestauraçãoRegistrodocumentado dasdespesas comcadaetapa deexecução doprojetoDocumentação dorendimentooperacional dasatividadesdesenvolvidasaoongo darestauraçãoExisteacordodocumentadoentre executor/organizador doprojeto comoproprietário domóvel rural?Existedocumentaçãoquecomproveovínculoentreoproprietário eomóvelrural?Háresponsáveltécnicohabilitado paraoprojeto?Oprofissionalresponsáveltécnico temexperiência com asatividadesprevistasouexecutadas noprojeto?Existe umplanopróprio deacompanhamento emonitoramento dasáreasemrestauração?Oplano deacompanhamentoprotocolo demonitoramentoouacompanhamento doprojeto temsidoaplicado?Háregistrosourelatos dacomunicação degestores paraexecutores doprojeto?Háregistrosourelatos dacomunicação deexecutores paragestores?Háregistros dereuniõesatividade demobilização material dedivulgaçãoetc.voltadosàcomunidade doentorno?Háregistros depublicaçõesemperiódicosouparticipaçãoemeventoscientíficos?Oprojeto derestauracaofoidivulgadopormeio decomunicaçãoemmassa?Háregistros decomunicação doprojeto comoPacto?Oprojetoutilizatecnologiasoumetodologiasnovadoras para asuamplantação?AnovaçãotecnológicaoumetodológicautilizadapeloprojetofoicomunicadaaoPacto?Osresultados daaplicação denovaçõestecnológicasoumetodológicasforampositivos?Existência deorçamentoquecontemple asatividades doprojeto derestauraçãod_areaId_nstituicaoDescrição dosdocumentosconsultadosglobalidResponsávelpelacriaçãoData daentrada dos dados:ResponsávelpelaúltimaediçãoData daúltimaediçãooperations()Produtos doviveiroObjectidProdutod_viveiroglobalidResponsávelpelacriaçãoData daentrada dos dados:ResponsávelpelaúltimaediçãoData daúltimaediçãooperations()Recipientesutilizadosnaproducao demudasObjectidRecipienteutilizadonaproducao demudasglobalidResponsávelpelacriaçãoData daentrada dos dados:ResponsávelpelaúltimaediçãoData daúltimaediçãoId_nstituicaooperations()ServicosPrestadosporMembroseColaboradores doPactoObjectidTipo deservicoId_contatoglobaliddata_cadastroResponsávelpelacriaçãoData daúltimaediçãoResponsávelpelaúltimaediçãooperations()Lista deServicos paraInstituicoesOBJECTIDServicosprestadosporId_nstituicaoglobaliddata_cadastro DateResponsávelpelacriaçãoData daentrada dos dados:ResponsávelpelaúltimaediçãoData daúltimaediçãooperations()Uso do solo noentorno da areaemrestauracaoObjectidId_areaUso do solo noentorno daárearestauradaglobalidResponsávelpelacriaçãoData daentrada dos dados:ResponsávelpelaúltimaediçãoData daúltimaediçãooperations()Produtores deSementes eMudasOBJECTIDId_nstituicaoNúmero deespéciesproduzidas noanocorrenteNúmero demudasproduzidas noanocorrenteÁrea doviveiro (ha)Número doregistro noRENASEMNúmero detrabalhadoresNúmero detrabalhadorestreinadosAno deregistro noRENASEMOviveiro tem umprograma paraotreinamento detrabalhadores?Número deespéciesnativasproduzidas noviveiroNúmero deespéciesexóticasproduzidas noviveiro% doFaturamento doviveiro comespéciesnativas% doFaturamento doviveiro comespéciesexóticasResponsávelpelacriaçãoData daentrada dos dados:ResponsávelpelaúltimaediçãoData daúltimaediçãoglobalidoperations()1..n0..n0..n0..n0..n1..n1..n0..n0..n0..n0..n0..n0..n1..n1..n0..n0..n0..n0..n0..10..n0..n0..n0..n0..n0..n0..n0..n1..nBancoAreas_Ptos_ATTACHattachmentidrel_globalidcontent_typeatt_namedata_sizedataglobalidoperations()0..n0..n0..nBanco de Dados doPactoPelaRestauração daMataAtlânticaObs: As classesmarcadasemverderepresentam asfeature classes (arquivosespaciais).Espéciesarbóreasnvasorasemparcelas domonitoramentoecológicoNome daespéciePlantadoouregeneranteDensidade (plantas / haounúmerodeplantasnaparcela de 25 x 4m)ResponsávelpelacriaçãoData daentrada dos dados:ResponsávelpelaúltimaediçãoData daúltimaediçãooperations()Espéciesarbóreasnativas demaiorporte (CAP > 15m)emparcelas demonitoramento -fase2OBJECTIDNome daespécieDensidade (plantas / haounúmero deplantasnaparcela de 25 x 4m)CAP (cm)OsndivíduossãoplantadosouregenerantesResponsávelpelacriaçãoData daentrada dos dados:ResponsávelpelaúltimaediçãoData daúltimaediçãooperations()Espéciesarbóreasnativas demenorporte (> 50 cm, CAP < 15m)emparcelas demonitoramento -fase 2OBJECTIDNome daespécieDensidade (plantas / haounúmero deplantasnaparcela de 25 x 4m)PlantadoouregeneranteResponsávelpelacriaçãoData daentrada dos dados:ResponsávelpelaúltimaediçãoData daúltimaediçãooperations()BancoAreas_1__ATTACHattachmentidrel_globalidcontent_typeatt_namedata_sizedataglobalidoperations()BancoAreas__ATTACHattachmentidrel_globalidcontent_typeatt_namedata_sizedataglobalidoperations()ParcelasMonitoramentoFase1__ATTACHattachmentidrel_globalidcontent_typeatt_namedata_sizedataglobalidoperations()ParcelasMonitoramentoFase2__ATTACHattachmentidrel_globalidcontent_typeatt_namedata_sizedataglobalidoperations()0..n0..n0..n0..n0..n0..n0..n0..nCréditos:PactopelaRestauracao daMataAtlântica, AdrianaPaese,RicardoRibeiroRodrigues,RicardoGorneViani e PedroBrancalion.

PostgreSQL 9.3 enterprise geodatabase

Database

Database(a) Members / Institutions

- Services offered by members or institutions(b) Producers of seeds and seedlings

- Products- Origin of seeds - Containers used in seedling production- Exotic or native species

(c) Areas available for restoration(d) Areas with ongoing forest restoration projects

- Forest restoration activities based on:1- the existing or potential natural regeneration 2- Forest restoration activities based on the introduction of seeds, seedlings and plants

- Area degradation- Soil degradation - Factors positively influencing restoration projects- Surrounding land use

Database

(e) Ecological monitoring (1st phase)- Line sampling in ecological monitoring plots- Invasive tree species in ecological monitoring plots

(f) Ecological monitoring (2nd phase)- Native species with 50 cm < DBH <15 m

- Native species with DBH > 15 m

(g) General assessment of forest restoration projects

(h) Social indicators

(i) Economic indicators

-

Levels of Access

• 1- Connecting to the Geodatabase From ArcGIS

Desktop

• 2- Stand alone JavaScript API applications

• 3- Portal for ArcGIS (Portal do Pacto)

Connecting to the Geodatabase From ArcGIS Desktop

Administrator: (a) creates and registers a version of the database for each user (b) publishes map and feature services based on each version (c) sets user permissions in ArcGIS Server Manager

Client: (a) adds ArcGIS Server in ArcCatalog(b) creates a local copy of the database (c) makes edits to the database (d) synchronizes edits to server

Administrator: (a) reconciles changes to parent version

Connecting to the Geodatabase From ArcGIS Desktop

Reset max_connections in postgresql.conf file

JavaScript Applications

• (A) JavaScript communicates with a variety of browsers (Chrome, InternetExplorer, Firefox and Safari)

• (B) JavaScript applications run in browsers, not on the server (reducesprocessing demand on server)

• 16 applications developed with ArcGIS API for JavaScript

• Target users who do not have ArcGIS Desktop

• Contain tools and forms for users to access the database directly

• Not necessary to know the database schema

• Because the database contains many tables and 1:M relationships, none ofthe AFRP applications used predefined templates

Authenticated with tokens so we may keep track of who performed changes to the database

Users access to their own data when editing the database Users may access all users data when querying the database

JavaScript Applications

http://pactoma.esalq.usp.br/apps/Colaboradores.html

JavaScript Applications

JavaScript Applications

Portal for ArcGIS (Portal do Pacto)

Allows members of the AFRP to:

(A) Identify themselves by editing their profiles

(B) Comment published maps and applications

(C) Share their own maps and apps with other users

https://pactoma.esalq.usp.br/Portal

Accessing the Database

ArcGIS Desktop

URL of JavaScript Apps

AFRP Portal

Databases from partner institutions

Portal for ArcGIS (Portal do Pacto)

Accessing the Database

ArcGIS Desktop

URL of JavaScript Apps

AFRP Portal

Databases from partner institutions

Portal for ArcGIS (Portal do Pacto)

Portal for ArcGIS (Portal do Pacto)

Connecting to databases from partner institutions

• A number of government and non profit organizations are developing their own forest restoration and monitoring databases.

• Access to other databases will depend on institutional agreements. Permissions are defined by the database owner.

• An initial contact indicates that databases may be shared as services (open source in some cases), rather than direct connections.

• We can give ArcGIS Server publisher permissions so that partner institutions may publish their database as ArcGIS Server services.

• Once they are available, databases from other institutions may be accessed from the JavaScript applications.

Next Steps

• Server monitoring and maintenance

• Make system available to an increasing number of users:

(a) Contact users and identifying the best way to support them

(b) Calibrate the number of instances of ArcGIS Server services

(c) Define logins and passwords to Portal and web applications

(d) Create versions of the database available for ArcGIS Desktop users

• Define a budget for system upgrades and system expansion and development inthe next two years

• Create a network of collaborators for the creation of maps, analysis andapplications for forest restoration

Thank you

adripaese@gmail.com