Geografiska informationssystem

Geografiska informationssystem som ett verktyg för miljöbedömning

Geografiska informationssystem (GIS) har blivit ett standardverktyg för miljöbedömning och miljöanalys på grund av komplexiteten och volymen av den information som nu finns tillgänglig. Under de senaste decennierna har en ökad efterfrågan på effektiv lagring, analys och visning av miljödata lett till användning av datorer och utveckling av sofistikerade informationssystem. GIS gör det möjligt för användare att visa och jämföra rumsliga data från en geografisk plats för en viss uppsättning mål, och kan möjliggöra modellering av effekter. Kombinationen av GIS med tillhörande datakällor, t.ex. fjärranalysbilder, är numera vanlig vid miljöövervakning och miljöbedömning. Möjligheten att hantera omfattande datamängder från olika ursprung, format och skalor gör det möjligt för analytiker att närma sig miljöstudier på olika sätt (Silveira et al., 1996).

Rudimentära GIS utvecklades i slutet av 1960-talet, och redan i mitten av 1970-talet användes de för miljökonsekvensanalyser. Överlagringstekniken, som diskuteras i kapitel 6, datoriserades i början av 1970-talet och användes först för lokalisering av kraftledningar och vägar. Förbättringar av GIS gjorde det möjligt att använda dem för miljöbedömning och miljöanalys (Haklay et al., 1998). Tillämpningen av GIS för miljöanalys fortsätter att öka.

Användning av ett GIS som ett verktyg för miljömodellering gör det möjligt för modellerare att införliva databasfunktioner, datavisualisering och analysverktyg i en enda integrerad miljö. Även om GIS används i stor utsträckning som verktyg för miljöbedömning är användningen av dem dock i stort sett begränsad till grundläggande GIS-funktioner som kartproduktion, överlagring och buffring (Haklay et al., 1998). Enbart denna användning utnyttjar inte GIS:s möjligheter till rumslig analys och modellering fullt ut. Framtida tillämpningar av GIS inom miljöbedömning kommer att fortsätta att utvecklas från enkel lagring och visning av data till att omfatta mer sofistikerade dataanalyser och modelleringsfunktioner för att möjliggöra jämförelser mellan alternativa handlingsalternativ. Ett exempel kan vara en utvärdering av en föreslagen verksamhets förenlighet med jordmånen och vegetationen på flera möjliga projektplatser. Medan enkla överlagringar kan visa hur flera element korsar varandra, kan avancerade GIS-program utvärdera och rangordna lämpligheten för många faktorer samtidigt. Utvecklingen av intelligenta GIS för att stödja beslut om rumsliga analyser kommer att spela en stor roll inom miljöforskningen i framtiden (Silveira et al., 1996).

GIS tillhandahåller ett verktyg som är särskilt användbart vid komplexa modelleringsprognoser. Nuvarande GIS hanterar data genom fyra processer. Kodning är processen att skapa digitala abstraktioner av den verkliga världen, lagring är förmågan att effektivt hantera dessa data, analys är korrelationen mellan rumsliga data och variabler, och slutligen visas resultaten genom en visningsprocess. GIS håller också reda på metadata, eller ”data om data”. För att modellerare ska kunna dra full nytta av ett GIS i komplexa modelleringsfunktioner måste integrationen av de två systemen vara tätt sammankopplad (Karimi et al., 1996).

Och även om användningen av GIS i miljökonsekvensanalyser ger många fördelar finns det flera faktorer som kan begränsa deras användbarhet. Många av dessa begränsningar är relaterade till ekonomi. Det krävs en betydande mängd tid och kostnader för att sammanställa de nödvändiga uppgifterna, upprätta ett GIS och analysera systemets resultat. För att öka kostnaderna krävs specialiserad personal för drift och underhåll av ett GIS. Informationen i ett GIS blir snabbt daterad (”förra årets siffror”), och GIS-övervakaren måste vara villig att engagera sig i ett fortlöpande, och ofta dyrt, arbete för insamling och inmatning av data. Detta är särskilt viktigt om det har skett en storskalig förändring av den omgivande miljön, t.ex. till följd av en skogsbrand, en flyttning av faunapopulationer eller en utbyggnad av bostäder i förorterna. GIS-programvara är föremål för uppdateringar, omarbetningar, virus och buggar, och GIS-hårdvara är ofta dyr och känslig att underhålla. När ett GIS används som förberedelse för konsekvensbedömning måste personalen ha teknisk kunskap, inte bara om datasystemet utan också om de miljöfrågor som det ska behandla. De ekonomiska problemen kan vara särskilt relevanta vid användning av ett GIS för konsekvensanalyser eftersom miljökonsekvensanalyser ofta utförs av privata konsulter som verkar på en marknad med hög kostnadskonkurrens (Haklay et al., 1998).

Förutom de ekonomiska begränsningarna finns det andra problem med att använda GIS eller andra datorhjälpmedel för konsekvensanalyser. Bristen på data, kostnaden för att få fram sådana data och deras noggrannhetsnivå minskar ofta GIS:s tillämpbarhet för småskaliga projekt till låg kostnad. Dessutom finns det, som med många mycket tekniska system, en risk för ”tunnelseende”. Det är lätt för användaren att anta att alla faktorer och överväganden har beaktats i systemet. Följaktligen kan användarna förbise andra faktorer som är viktiga för den lokala miljön och som inte täcks av den GIS-databas som används. På samma sätt som med många expertbaserade verktyg finns det en risk att användaren ser systemet som en ”svart låda”. Systemet tar emot indata och genererar utdata; resonemangsprocessen har gömts undan i systemet, och den interna processen kan vara okänd, vilket kan leda till att dess potentiella brister inte beaktas fullt ut. Dessutom har individuella bedömningar och värderingar internaliserats i systemets programvara. Miljöparametrarna innehåller ”fakta” (faktiska data eller ibland uppskattningar) som samlats in av olika specialister. Valet av vilken information som skall ingå i dessa kunskapsbaser grundar sig på enskilda personers bedömningar. Dessa val återspeglar individuella och regionala värderingar samt kriterier som har att göra med de berörda experternas specialisering. Användningen av datorsystem gör det inte möjligt för användaren eller granskarna att öppet granska dessa val; informationen lagras i datorn. Dessutom kan vissa datamängder innehålla känsliga rumsliga uppgifter vars offentliggörande inte är tillåtet, t.ex. arkeologiska platsers läge. Dessa uppgifter är nödvändiga för att förbereda analysen, men bör inte vara synliga för observatörer utan behov av att veta. Sammantaget skapar den ökade användningen av teknik för att bearbeta stora datamängder en barriär mellan användaren och processen för identifiering av effekter. Faran är att användarna utan att ifrågasätta tar expertsystemets resultat och agerar utifrån dem utan att förstå processen och noggrant överväga tillämpningen av resultaten (Morgan, 1998).

Sammanfattningsvis, även om GIS:s potential för miljökonsekvensanalyser är känd, fortsätter den faktiska tillämpningen av GIS:s analytiska kapacitet att utvecklas. Ett GIS fungerar bra för en stor, etablerad federal plats, t.ex. en park eller en forskningsanläggning, med ett långsiktigt uppdragsengagemang och en relativt stabil miljöbaslinje. Det fungerar inte lika bra för programanalyser, förslag med utspridda genomförandeplatser eller åtgärder som föreslås i områden med minimal miljöbasinformation. Endast ett litet antal myndigheter och konsulter har alla de färdigheter och resurser som krävs för att utföra analyser på denna högre nivå. En bredare användning av detta tillvägagångssätt kommer att kräva förbättringar inom GIS samt utveckling av en högre nivå av personalkompetens och en betydande minskning av den tid och de kostnader som krävs för att göra detta. Dessa problem kan förväntas utgöra ett särskilt stort hinder för en regelbunden användning av avancerade GIS-tekniker, med tanke på den stränga tidsåtgång och de höga kostnader som vanligtvis gäller för miljökonsekvensanalyser. Med förbättringar av dessa begränsande faktorer skulle dock en stor del av konsekvensbedömningsprocessen kunna automatiseras till stor del genom framsteg som t.ex. användning av universella lokala eller regionala databaser som är tillgängliga för alla användare och standardiserade analysverktyg som utvecklats särskilt för detta ändamål. Med tiden kan GIS bli den bästa allierade för den som arbetar med miljökonsekvenser.