Geographic Information System

Geographic Information Systems as a Tool for Environmental Assessment

Geographic information systems (GIS) sono diventati uno strumento standard per l’uso nella valutazione e nell’analisi ambientale a causa della complessità e del volume di informazioni ora disponibili. Negli ultimi decenni, l’aumento della domanda di archiviazione, analisi e visualizzazione efficiente dei dati ambientali ha portato all’uso di computer e allo sviluppo di sofisticati sistemi informativi. I GIS permettono agli utenti di visualizzare e confrontare i dati spaziali da una posizione geografica per un particolare insieme di obiettivi, e possono permettere la modellazione dell’impatto. La combinazione di GIS con fonti di dati associate, come le immagini di telerilevamento, è ora comune nel monitoraggio e nella valutazione ambientale. La capacità di gestire voluminosi insiemi di dati di diversa origine, formato e scala permette agli analisti di approcciare gli studi ambientali in modi diversi (Silveira et al., 1996).

I GIS rudimentali sono stati sviluppati alla fine degli anni ’60, e dalla metà degli anni ’70 erano già utilizzati per l’analisi di impatto ambientale. La tecnica dell’overlay, discussa nel Capitolo 6, fu computerizzata nei primi anni ’70 e usata per la prima volta per la localizzazione di linee elettriche e strade. I miglioramenti dei GIS hanno permesso il loro uso per la valutazione e l’analisi ambientale (Haklay et al., 1998). L’applicazione dei GIS all’analisi ambientale continua a crescere.

L’utilizzo di un GIS come strumento di modellazione ambientale permette ai modellatori di incorporare capacità di database, visualizzazione dei dati e strumenti analitici in un unico ambiente integrato. Tuttavia, mentre i GIS sono ampiamente usati come strumenti nella valutazione ambientale, il loro uso è largamente limitato alle funzioni GIS di base come la produzione di mappe, l’overlay e il buffering (Haklay et al., 1998). Questo uso da solo non sfrutta appieno le capacità di analisi spaziale e di modellazione di un GIS. Le future applicazioni dei GIS nella valutazione ambientale continueranno ad evolversi dalla semplice memorizzazione e visualizzazione dei dati per includere analisi dei dati più sofisticate e capacità di modellazione per permettere confronti tra corsi d’azione alternativi. Un esempio potrebbe essere la valutazione della compatibilità di un’attività proposta con i suoli e la vegetazione in diversi possibili siti di progetto. Mentre semplici sovrapposizioni possono mostrare l’intersezione di diversi elementi, i programmi GIS avanzati sono in grado di valutare e classificare l’idoneità per molti fattori contemporaneamente. Lo sviluppo di GIS intelligenti per supportare le decisioni di analisi spaziale giocherà un grande ruolo nella ricerca ambientale in futuro (Silveira et al., 1996).

Il GIS fornisce uno strumento che è particolarmente utile nelle previsioni di modelli complessi. Gli attuali GIS gestiscono i dati attraverso quattro processi. La codifica è il processo di creazione di astrazioni digitali del mondo reale, la memorizzazione è la capacità di gestire efficacemente questi dati, l’analisi è la correlazione dei dati spaziali alle variabili, e infine, i risultati sono mostrati attraverso un processo di visualizzazione. I GIS tengono anche traccia dei metadati, o “dati sui dati”. Affinché i modellatori possano trarre pieno vantaggio da un GIS nelle complesse capacità di modellazione, l’integrazione dei due sistemi deve essere strettamente accoppiata (Karimi et al., 1996).

Anche se l’uso dei GIS nell’analisi di impatto ambientale fornisce molti benefici, ci sono diversi fattori che possono limitare la loro applicabilità. Molte di queste limitazioni sono legate all’economia. Una quantità sostanziale di tempo e costi sono richiesti per compilare i dati necessari, stabilire un GIS, e analizzare i risultati del sistema. In aggiunta al costo, è necessario personale specializzato per il funzionamento e la manutenzione di un GIS. Le informazioni in un GIS diventano rapidamente datate (“i numeri dell’anno scorso”), e il supervisore del GIS deve essere disposto a impegnarsi in uno sforzo continuo, e spesso costoso, per la raccolta e l’inserimento dei dati. Questo è particolarmente importante se c’è stato un cambiamento su larga scala nell’ambiente circostante, come quello causato da un incendio, uno spostamento della popolazione faunistica o un’espansione residenziale suburbana. Il software GIS è soggetto ad aggiornamenti, modifiche, virus e bug, e l’hardware GIS è spesso costoso e delicato da mantenere. Quando si usa un GIS in preparazione alla valutazione dell’impatto, il personale deve essere tecnicamente esperto non solo del sistema informatico ma anche delle questioni ambientali che affronterebbe. Le preoccupazioni economiche possono essere particolarmente rilevanti nell’uso di un GIS per l’analisi d’impatto perché gli studi d’impatto ambientale sono spesso condotti da consulenti privati che operano in un mercato altamente competitivo in termini di costi (Haklay et al., 1998).

Oltre alle limitazioni economiche, ci sono altre preoccupazioni nell’uso di GIS o altri aiuti informatici per l’analisi d’impatto. La mancanza di dati, il costo per ottenere tali dati e il loro livello di accuratezza spesso riduce l’applicabilità dei GIS per progetti a basso costo e su piccola scala. Inoltre, come con molti sistemi altamente tecnici, c’è il pericolo della “visione a tunnel”. È facile per l’utente presumere che tutti i fattori e le considerazioni siano stati presi in considerazione nel sistema. Di conseguenza, gli utenti possono trascurare altri fattori che sono essenziali per l’ambiente locale e non coperti dal set di dati GIS utilizzato. Allo stesso modo, come con molti strumenti basati su esperti, c’è il pericolo che l’utente veda il sistema come una “scatola nera”. Il sistema prende gli input e genera gli output; il processo di ragionamento è stato nascosto all’interno del sistema, e il processo interno può essere sconosciuto con il risultato che i suoi potenziali difetti non vengono considerati completamente. Inoltre, i giudizi e i valori individuali sono stati interiorizzati nel software del sistema. I set di parametri ambientali contengono “fatti” (dati reali o a volte stime) raccolti da vari specialisti. Le scelte riguardanti quali informazioni dovrebbero essere incluse in queste basi di conoscenza sono basate sui giudizi degli individui. Queste scelte rifletteranno i valori individuali e regionali così come i criteri relativi alla specializzazione degli esperti coinvolti. L’uso di sistemi informatici non permette che queste scelte siano esaminate apertamente dall’utente o dai revisori; le informazioni sono immagazzinate nel computer. Inoltre, alcuni set di dati possono contenere dati spaziali sensibili il cui rilascio pubblico non è consentito, come la posizione dei siti archeologici. Questi dati sono necessari per preparare l’analisi, ma non dovrebbero essere visibili agli osservatori che non hanno bisogno di sapere. Nel complesso, l’aumento dell’uso della tecnologia per elaborare grandi quantità di dati sta stabilendo una barriera tra l’utente e l’identificazione dell’impatto del processo. Il pericolo è che gli utenti prendano indiscutibilmente i risultati dei sistemi esperti e agiscano su di essi senza comprendere il processo e considerare attentamente l’applicazione dei risultati (Morgan, 1998).

In sintesi, sebbene il potenziale dei GIS per le analisi di impatto ambientale sia compreso, l’applicazione effettiva delle capacità analitiche dei GIS continua ad evolversi. Un GIS funziona bene per un luogo federale grande e consolidato, come un parco o un sito di ricerca, con un impegno di missione a lungo termine e una base ambientale relativamente stabile. Non funziona altrettanto bene per analisi programmatiche, proposte con siti di implementazione sparsi, o azioni di agenzia proposte per aree con informazioni ambientali di base minime. Solo un piccolo numero di agenzie e di consulenti possiede l’insieme completo di abilità e risorse per eseguire analisi a questo livello superiore. Un uso più ampio di questo approccio richiederà miglioramenti all’interno del GIS così come lo sviluppo di un livello più alto di competenza del personale e una riduzione significativa del tempo e dei costi necessari per farlo. Ci si può aspettare che questi problemi siano un vincolo particolarmente significativo per l’uso regolare di tecniche GIS avanzate, considerando il tempo stringente e i costi elevati che di solito si applicano alle analisi di impatto ambientale. Con miglioramenti in questi fattori limitanti, tuttavia, gran parte del processo di valutazione dell’impatto potrebbe potenzialmente essere in gran parte automatizzato attraverso progressi come l’uso di database locali o regionali universali disponibili a tutti gli utenti, e strumenti analitici standardizzati sviluppati appositamente per questo scopo. Col tempo, i GIS potrebbero essere il miglior alleato del professionista dell’impatto ambientale.