Geographic Information System

Geographic Information Systems as a Tool for Environmental Assessment

Geographic Information Systems (GIS) on tullut vakiovälineeksi ympäristövaikutusten arvioinnissa ja -analyysissä nykyisin saatavilla olevan tiedon monimutkaisuuden ja määrän vuoksi. Viime vuosikymmeninä lisääntynyt tarve ympäristötietojen tehokkaaseen tallentamiseen, analysointiin ja esittämiseen on johtanut tietokoneiden käyttöön ja kehittyneiden tietojärjestelmien kehittämiseen. Paikkatietojärjestelmien avulla käyttäjät voivat näyttää ja vertailla paikkatietoja tietystä maantieteellisestä sijainnista tiettyä tavoitekokonaisuutta varten, ja ne voivat mahdollistaa vaikutusten mallintamisen. GIS-järjestelmien ja niihin liittyvien tietolähteiden, kuten kaukokartoituskuvien, yhdistäminen on nykyään yleistä ympäristön seurannassa ja arvioinnissa. Kyky hallita laajoja tietokokonaisuuksia, jotka ovat peräisin eri lähteistä, muodoista ja mittakaavoista, antaa analyytikoille mahdollisuuden lähestyä ympäristötutkimuksia eri tavoin (Silveira et al., 1996).

Alkeellisia GIS-järjestelmiä kehitettiin 1960-luvun lopulla, ja 1970-luvun puoliväliin mennessä niitä käytettiin jo ympäristövaikutusten analysoinnissa. Luvussa 6 käsitelty overlay-tekniikka tietokoneistettiin 1970-luvun alussa, ja sitä käytettiin ensimmäisen kerran voimajohtojen ja teiden sijoittamiseen. GIS-järjestelmien kehittyminen mahdollisti niiden käytön ympäristöarvioinnissa ja -analyysissä (Haklay et al., 1998). GIS:ien käyttö ympäristöanalyyseissä lisääntyy edelleen.

GIS:n käyttäminen ympäristömallinnustyökaluna antaa mallintajille mahdollisuuden sisällyttää tietokantaominaisuudet, tietojen visualisoinnin ja analyysityökalut yhteen integroituun ympäristöön. Vaikka GIS-järjestelmiä käytetään laajalti työkaluina ympäristöarvioinnissa, niiden käyttö rajoittuu kuitenkin suurelta osin GIS:n perustoimintoihin, kuten karttojen tuottamiseen, päällekkäisyyteen ja puskurointiin (Haklay et al., 1998). Pelkästään tässä käytössä ei hyödynnetä täysin GIS:n paikkatietoanalyysi- ja mallinnusominaisuuksia. Tulevaisuuden GIS-sovellukset ympäristöarvioinnissa kehittyvät edelleen yksinkertaisesta tietojen tallentamisesta ja näyttämisestä kehittyneempiin tietojen analysointi- ja mallinnusominaisuuksiin, jotka mahdollistavat vaihtoehtoisten toimintatapojen vertailun. Esimerkkinä voisi olla ehdotetun toiminnan yhteensopivuuden arviointi maaperän ja kasvillisuuden kanssa useilla mahdollisilla hankealueilla. Vaikka yksinkertaiset päällekkäisyydet voivat näyttää useiden tekijöiden leikkauspisteet, kehittyneet GIS-ohjelmat pystyvät arvioimaan ja asettamaan useiden tekijöiden soveltuvuuden paremmuusjärjestykseen samanaikaisesti. Älykkäiden GIS-ohjelmien kehittäminen tukemaan spatiaalisen analyysin päätöksiä on tulevaisuudessa suuressa roolissa ympäristötutkimuksessa (Silveira et al., 1996).

GIS tarjoaa työkalun, joka on erityisen hyödyllinen monimutkaisissa mallinnusennusteissa. Nykyiset GIS-järjestelmät hallitsevat tietoja neljän prosessin kautta. Koodaus on prosessi, jossa luodaan digitaalisia abstraktioita todellisesta maailmasta, varastointi on kyky käsitellä näitä tietoja tehokkaasti, analyysi on paikkatietojen korrelaatio muuttujiin, ja lopuksi tulokset näytetään näyttöprosessin avulla. GIS-järjestelmissä seurataan myös metatietoja eli ”tietoja tiedoista”. Jotta mallintajat voisivat hyödyntää täysimääräisesti GIS:n monimutkaisia mallinnusominaisuuksia, näiden kahden järjestelmän integraation on oltava tiiviisti kytketty (Karimi et al., 1996).

Vaikka GIS:ien käyttö ympäristövaikutusten analysoinnissa tarjoaa monia etuja, on olemassa useita tekijöitä, jotka voivat rajoittaa niiden sovellettavuutta. Monet näistä rajoituksista liittyvät talouteen. Tarvittavien tietojen kokoaminen, GIS-järjestelmän perustaminen ja järjestelmän tulosten analysointi vaativat huomattavan paljon aikaa ja kustannuksia. Kustannuksia lisää vielä se, että paikkatietojärjestelmän käyttöön ja ylläpitoon tarvitaan erikoistunutta henkilöstöä. GIS:ssä olevat tiedot vanhenevat nopeasti (”viime vuoden luvut”), ja GIS:n valvojan on oltava valmis sitoutumaan jatkuvaan ja usein kalliiseen tietojen keräämiseen ja syöttämiseen. Tämä on erityisen tärkeää, jos ympäristössä on tapahtunut laajamittainen muutos, kuten maastopalo, eläinkannan siirtyminen tai esikaupunkialueiden laajeneminen. GIS-ohjelmistot ovat alttiita päivityksille, korjauksille, viruksille ja virheille, ja GIS-laitteistot ovat usein kalliita ja hankalia ylläpitää. Kun GIS-järjestelmää käytetään vaikutusten arvioinnin valmisteluun, henkilöstön on oltava teknisesti perehtyneitä paitsi tietokonejärjestelmään myös niihin ympäristökysymyksiin, joita sillä käsitellään. Taloudelliset huolenaiheet voivat olla erityisen merkityksellisiä käytettäessä GIS-järjestelmää vaikutusten arvioinnissa, koska ympäristövaikutusten tutkimuksia tekevät usein yksityiset konsultit, jotka toimivat erittäin kustannuskilpailukykyisillä markkinoilla (Haklay et al., 1998).

Taloudellisten rajoitusten lisäksi on muitakin huolenaiheita, jotka liittyvät GIS-järjestelmien tai muiden tietokonepohjaisten apuvälineiden käyttöön vaikutusten arvioinnissa. Tietojen puute, niiden hankkimisesta aiheutuvat kustannukset ja niiden tarkkuus vähentävät usein GIS-järjestelmien soveltuvuutta edullisiin ja pienimuotoisiin hankkeisiin. Lisäksi, kuten monissa pitkälle teknisissä järjestelmissä, vaarana on ”tunnelinäkökulma”. Käyttäjän on helppo olettaa, että kaikki tekijät ja näkökohdat on otettu huomioon järjestelmässä. Näin ollen käyttäjät saattavat jättää huomiotta muita paikallisen ympäristön kannalta olennaisia tekijöitä, joita käytetty GIS-tietoaineisto ei kata. Samoin, kuten monien asiantuntijapohjaisten työkalujen kohdalla, on olemassa vaara, että käyttäjä pitää järjestelmää ”mustana laatikkona”. Järjestelmä ottaa syötteitä ja tuottaa tuotoksia; päättelyprosessi on piilotettu järjestelmään, ja sisäinen prosessi saattaa olla tuntematon, jolloin sen mahdollisia puutteita ei oteta täysin huomioon. Lisäksi yksilölliset arviot ja arvot on sisäistetty järjestelmän ohjelmistoon. Ympäristöparametrisarjat sisältävät eri asiantuntijoiden keräämiä ”faktoja” (todellisia tietoja tai joskus arvioita). Valinnat siitä, mitä tietoja näihin tietopohjiin olisi sisällytettävä, perustuvat yksilöiden arvioihin. Nämä valinnat heijastavat yksilöllisiä ja alueellisia arvoja sekä asianomaisten asiantuntijoiden erikoistumiseen liittyviä kriteerejä. Tietokonejärjestelmien käyttö ei anna käyttäjälle tai arvioijille mahdollisuutta tarkastella näitä valintoja avoimesti, vaan tiedot on tallennettu tietokoneeseen. Lisäksi jotkin tietokokonaisuudet saattavat sisältää arkaluonteisia paikkatietoja, joita ei saa julkistaa, kuten arkeologisten kohteiden sijaintia. Nämä tiedot ovat välttämättömiä analyysin valmistelemiseksi, mutta niiden ei pitäisi olla sellaisten tarkkailijoiden nähtävillä, joilla ei ole tarvetta tietää niistä. Kaiken kaikkiaan teknologian lisääntynyt käyttö suurten tietomäärien käsittelyssä muodostaa esteen käyttäjän ja prosessin vaikutusten tunnistamisen välille. Vaarana on, että käyttäjät ottavat kyseenalaistamatta asiantuntijajärjestelmän tulokset ja toimivat niiden perusteella ymmärtämättä prosessia ja harkitsematta huolellisesti tuotosten soveltamista (Morgan, 1998).

Yhteenvetona voidaan todeta, että vaikka GIS:ien potentiaali ympäristövaikutusten analysoinnissa ymmärretään, GIS:ien analyysivalmiuksien tosiasiallinen soveltaminen kehittyy edelleen. GIS toimii hyvin suuressa, vakiintuneessa liittovaltion kohteessa, kuten puistossa tai tutkimuskohteessa, jossa on pitkäaikainen sitoutuminen tehtävään ja suhteellisen vakaa ympäristöllinen lähtötilanne. Se ei toimi yhtä hyvin ohjelma-analyyseissä, ehdotuksissa, joissa on hajanaisia toteutuspaikkoja, tai virastojen toimissa, joita ehdotetaan alueille, joilla on vain vähän ympäristön perustietoja. Vain harvoilla virastoilla ja konsulteilla on kaikki taidot ja resurssit tämän korkeamman tason analyysien tekemiseen. Tämän lähestymistavan laajempi käyttö edellyttää parannuksia paikkatietojärjestelmissä sekä henkilöstön asiantuntemuksen lisäämistä ja sen vaatiman ajan ja kustannusten merkittävää vähentämistä. Näiden ongelmien voidaan olettaa olevan erityisen merkittävä este kehittyneiden GIS-tekniikoiden säännölliselle käytölle, kun otetaan huomioon ympäristövaikutusten analysoinnissa yleensä sovellettava tiukka aikataulu ja korkeat kustannukset. Kun näitä rajoittavia tekijöitä kuitenkin parannetaan, suuri osa vaikutustenarviointiprosessista voitaisiin mahdollisesti pitkälti automatisoida esimerkiksi käyttämällä yleisiä paikallisia tai alueellisia tietokantoja, jotka ovat kaikkien käyttäjien käytettävissä, ja standardoituja analyysivälineitä, jotka on kehitetty nimenomaan tätä tarkoitusta varten. Ajan myötä paikkatietojärjestelmistä voi tulla ympäristövaikutusten arvioinnin ammattilaisten paras liittolainen.