Geographic Information System

Geographic Information Systems as a Tool for Environmental Assessment

Geografische informatiesystemen (GISs) zijn een standaard instrument geworden voor gebruik bij milieu-evaluatie en -analyse vanwege de complexiteit en het volume van de informatie die nu beschikbaar is. In de afgelopen decennia heeft een toegenomen vraag naar efficiënte opslag, analyse en weergave van milieugegevens geleid tot het gebruik van computers en de ontwikkeling van gesofisticeerde informatiesystemen. GIS’s stellen gebruikers in staat ruimtelijke gegevens van een geografische locatie voor een bepaalde reeks doelstellingen weer te geven en te vergelijken, en kunnen effectmodellering mogelijk maken. De combinatie van GIS’en met aanverwante gegevensbronnen, zoals teledetectiebeelden, is nu gebruikelijk bij milieumonitoring en -evaluatie. De mogelijkheid om omvangrijke gegevensreeksen van verschillende herkomst, formaten en schalen te beheren stelt analisten in staat milieustudies op verschillende manieren te benaderen (Silveira et al., 1996).

Rudimentaire GIS’en werden eind jaren zestig ontwikkeld, en halverwege de jaren zeventig al gebruikt voor milieu-effectanalyse. De overlay-techniek, die in hoofdstuk 6 wordt besproken, werd in het begin van de jaren zeventig geautomatiseerd en voor het eerst gebruikt voor de situering van elektriciteitsleidingen en wegen. Verbeteringen in GIS’en maakten het gebruik ervan voor milieu-evaluatie en -analyse mogelijk (Haklay et al., 1998). De toepassing van GIS bij milieu-analyses blijft toenemen.

Het gebruik van een GIS als instrument voor milieumodellering stelt modelleurs in staat databasemogelijkheden, datavisualisatie en analytische hulpmiddelen in één geïntegreerde omgeving te integreren. Maar hoewel GIS’en op grote schaal worden gebruikt als hulpmiddelen bij milieu-evaluatie, blijft het gebruik ervan grotendeels beperkt tot GIS-basisfuncties zoals kaartproductie, overlay en buffering (Haklay et al., 1998). Dit gebruik alleen maakt niet ten volle gebruik van de ruimtelijke analyse- en modelleringsmogelijkheden van een GIS. Toekomstige toepassingen van GIS’en bij milieu-evaluatie zullen zich blijven ontwikkelen van eenvoudige opslag en weergave van gegevens tot meer gesofisticeerde gegevensanalyse en modelleringsmogelijkheden om vergelijkingen tussen alternatieve handelwijzen mogelijk te maken. Een voorbeeld hiervan is de evaluatie van de verenigbaarheid van een voorgestelde activiteit met de bodem en vegetatie op verschillende mogelijke projectlocaties. Terwijl eenvoudige overlays het snijpunt van verschillende elementen kunnen tonen, zijn geavanceerde GIS-programma’s in staat de geschiktheid voor vele factoren tegelijk te evalueren en te rangschikken. De ontwikkeling van intelligente GIS’en ter ondersteuning van ruimtelijke analysebeslissingen zal in de toekomst een grote rol spelen in het milieuonderzoek (Silveira et al., 1996).

GIS biedt een instrument dat bijzonder nuttig is bij complexe modelvoorspellingen. De huidige GIS’en beheren gegevens via vier processen. Codering is het proces van het creëren van digitale abstracties van de werkelijke wereld, opslag is het vermogen om deze gegevens effectief te hanteren, analyse is het correleren van ruimtelijke gegevens aan variabelen, en tenslotte worden de resultaten getoond via een weergaveproces. GIS’en houden ook metadata bij, of “gegevens over de gegevens”. Willen modelleurs ten volle profiteren van een GIS bij complexe modelleringsmogelijkheden, dan moet de integratie van de twee systemen strak gekoppeld zijn (Karimi et al., 1996).

Hoewel het gebruik van GIS’en bij milieu-effectanalyse veel voordelen biedt, zijn er verschillende factoren die de toepasbaarheid ervan kunnen beperken. Veel van deze beperkingen houden verband met de economie. Het verzamelen van de nodige gegevens, het opzetten van een GIS en het analyseren van de resultaten van het systeem vergt een aanzienlijke hoeveelheid tijd en kosten. Daar komt nog bij dat er gespecialiseerd personeel nodig is voor het beheer en onderhoud van een GIS. Informatie in een GIS wordt snel gedateerd (“de cijfers van vorig jaar”), en de GIS-beheerder moet bereid zijn zich te verbinden tot een voortdurende, en vaak dure, inspanning voor het verzamelen en invoeren van gegevens. Dit is vooral belangrijk wanneer er een grootschalige verandering in de omgeving heeft plaatsgevonden, zoals veroorzaakt door een natuurbrand, een verschuiving in de populatie van fauna of de uitbreiding van woonwijken in de voorsteden. GIS-software is onderhevig aan updates, herwerkingen, virussen en bugs, en GIS-hardware is vaak duur en moeilijk te onderhouden. Bij het gebruik van een GIS ter voorbereiding van effectbeoordeling moet het personeel niet alleen technisch onderlegd zijn over het computersysteem, maar ook over de milieuproblemen die het zou aanpakken. De economische bezwaren kunnen bijzonder relevant zijn bij het gebruik van een GIS voor effectanalyse, omdat milieu-effectstudies vaak worden uitgevoerd door particuliere consultants die opereren in een zeer kostenconcurrerende markt (Haklay et al., 1998).

Naast de economische beperkingen zijn er nog andere bezwaren tegen het gebruik van GIS’s of andere computerhulpmiddelen voor effectanalyse. Het gebrek aan gegevens, de kosten om die gegevens te verkrijgen en de mate van nauwkeurigheid ervan verminderen vaak de toepasbaarheid van GIS voor goedkope, kleinschalige projecten. Bovendien bestaat, zoals bij veel zeer technische systemen, het gevaar van “tunnelvisie”. De gebruiker gaat er gemakkelijk van uit dat in het systeem met alle factoren en overwegingen rekening is gehouden. Bijgevolg kunnen gebruikers andere factoren over het hoofd zien die essentieel zijn voor de plaatselijke omgeving en die niet worden bestreken door de GIS-dataset die wordt gebruikt. Evenzo bestaat het gevaar dat de gebruiker het systeem, zoals dat het geval is met de vele op deskundigen gebaseerde instrumenten, als een “zwarte doos” gaat beschouwen. Het systeem neemt inputs en genereert outputs; het redeneerproces is weggestopt in het systeem, en het interne proces kan onbekend zijn, waardoor de potentiële tekortkomingen ervan niet volledig worden overwogen. Voorts zijn individuele oordelen en waarden geïnternaliseerd in de software van het systeem. De sets milieuparameters bevatten “feiten” (feitelijke gegevens of soms ramingen) die door verschillende specialisten zijn verzameld. Keuzes betreffende welke informatie moet worden opgenomen in deze kennisbestanden zijn gebaseerd op de oordelen van individuen. Deze keuzes weerspiegelen individuele en regionale waarden, alsmede criteria die verband houden met de specialisatie van de betrokken deskundigen. Het gebruik van computersystemen maakt het niet mogelijk deze keuzes openlijk te onderzoeken door de gebruiker of de beoordelaars; de informatie is opgeborgen in de computer. Bovendien kunnen sommige gegevensverzamelingen gevoelige ruimtelijke gegevens bevatten waarvan de openbaarmaking niet is toegestaan, zoals de ligging van archeologische vindplaatsen. Deze gegevens zijn nodig om de analyse voor te bereiden, maar mogen niet zichtbaar zijn voor waarnemers die niet op de hoogte hoeven te zijn. In het algemeen leidt het toegenomen gebruik van technologie voor de verwerking van grote hoeveelheden gegevens tot een barrière tussen de gebruiker en het proces van effectidentificatie. Het gevaar bestaat dat gebruikers de resultaten van expertsystemen klakkeloos overnemen en ernaar handelen zonder het proces te begrijpen en de toepassing van de output zorgvuldig te overwegen (Morgan, 1998).

Samenvattend kan worden gesteld dat, hoewel de mogelijkheden van GIS’en voor milieu-effectanalyses bekend zijn, de feitelijke toepassing van de analysemogelijkheden van GIS’en nog steeds in ontwikkeling is. Een GIS werkt goed voor een grote, gevestigde federale locatie, zoals een park of een onderzoekslocatie, met een missieverplichting op lange termijn en een betrekkelijk stabiele ecologische basislijn. Het werkt niet zo goed voor programmatische analyses, voorstellen met verspreide uitvoeringslocaties, of acties van instanties die worden voorgesteld voor gebieden met minimale basisinformatie over het milieu. Slechts een klein aantal bureaus en consultants beschikt over alle vaardigheden en middelen om analyses op dit hogere niveau uit te voeren. Een bredere toepassing van deze aanpak zal verbeteringen binnen het GIS vereisen, alsmede de ontwikkeling van een hoger niveau van deskundigheid bij het personeel en een aanzienlijke vermindering van de daarvoor benodigde tijd en kosten. Verwacht mag worden dat deze problemen een bijzonder grote belemmering zullen vormen voor het regelmatige gebruik van geavanceerde GIS-technieken, gezien de strikte termijnen en hoge kosten die gewoonlijk gelden voor milieu-effectanalyses. Met verbeteringen in deze beperkende factoren zou een groot deel van het effectbeoordelingsproces echter grotendeels kunnen worden geautomatiseerd door middel van vorderingen zoals het gebruik van universele lokale of regionale databases die voor alle gebruikers beschikbaar zijn, en gestandaardiseerde analytische hulpmiddelen die speciaal voor dit doel zijn ontwikkeld. Op den duur kunnen GIS’en de beste bondgenoot worden van de milieu-effectenprofessional.