L’integrazione tra Analisi Multicriteri e Sistemi Informativi Geografici a supporto delle procedure di valutazione

di: Valentina Ferretti

EyesReg, Vol.2, N.6 –  Novembre 2012.

La valutazione della sostenibilità degli interventi di trasformazione del territorio è ormai un tema non eludibile e di centrale importanza nel dibattito culturale, scientifico e politico. In tale contesto, i problemi decisionali sono tipicamente caratterizzati dal

coinvolgere una componente spaziale (individuazione di aree idonee ad ospitare discariche, Valutazione Ambientale Strategica di piani regolatori, etc.), dal richiedere più di un criterio di valutazione e dal perseguire più di un obiettivo (protezione dell’ambiente, ma anche crescita economica e giustizia sociale, ossia sviluppo sostenibile).

Al fine di gestire la crescente complessità in tale contesto di analisi è necessario garantire, da un lato, un approccio sistemico e di tipo non lineare e, dall’altro, un’integrazione di metodi e discipline.

Questo ha stimolato, in fase operativa, l’integrazione delle funzioni spaziali tipiche dei Geographic Information Systems (GIS) con quelle di Analisi Multicriteri (AMC) tipiche dei Decision Support Systems (DSS; Burstein e Holsapple, 2008), sviluppando una piattaforma ideale per l’analisi, la strutturazione e la risoluzione di problemi inerenti alla gestione dell’ambiente e del territorio (Geneletti, 2000).

La cosiddetta Analisi Multicriteri Spaziale (Malczewski, 1999) costituisce uno strumento di analisi e valutazione recentemente sviluppato in campo internazionale ma ancora scarsamente sperimentato a livello nazionale e rappresenta inoltre una delle più recenti evoluzioni delle procedure di valutazione nell’ambito degli interventi di trasformazione territoriale.

Permettendo, infatti, di affiancare ai dati ambientali anche informazioni di carattere economico e sociale, di confrontarli, di garantire una partecipazione attiva degli attori coinvolti all’interno del processo decisionale, di generare alternative e di rappresentare l’esito finale secondo mappe tematiche specifiche, l’Analisi Multicriteri spaziale garantisce un supporto rilevante nello sviluppo dei processi decisionali e si dimostra essere di particolare interesse soprattutto all’interno delle procedure di Valutazione di Impatto Ambientale (VIA), Valutazione Ambientale Strategica (VAS) e Valutazione di Incidenza Ecologica (VIE), per le quali il confronto tra diversi interventi alternativi, vero e proprio fulcro della valutazione, costituisce paradossalmente ancora la parte meno sviluppata all’interno del processo valutativo. In tale contesto, le tecniche di Analisi Multicriteri spaziale si inseriscono nella fase di valutazione ex- ante quali tecniche capaci di supportare i Decision Makers nel raggiungimento di un più alto grado di efficacia ed efficienza nelle scelte relative alle trasformazioni ed al governo del territorio.

Il valore aggiunto fornito dall’approccio di Analisi Multicriteri spaziale è legato dunque soprattutto all’esplicita considerazione della dimensione spaziale dei problemi decisionali, caratteristica intrinseca alle questioni relative alle trasformazioni territoriali.

Obiettivo del presente contributo è quello di esplorare strumenti di lavoro innovativi in grado di aiutare la comprensione dei fenomeni complessi relativi alle trasformazioni del territorio e, in particolare, di evidenziare il contributo dell’Analisi Multicriteri spaziale a supporto delle procedure di valutazione e di pianificazione territoriale, indagandone altresì limiti e potenzialità.

L’approccio metodologico

Un modello di Analisi Multicriteri spaziale può essere definito come una procedura finalizzata all’identificazione ed al confronto di soluzioni ad un problema decisionale spaziale semi-strutturato, sulla base di una combinazione di fattori che possono essere, almeno parzialmente, rappresentati da mappe (Malczewski, 2006).

L’esigenza di integrare il dominio dell’analisi decisionale con quello dell’analisi spaziale deriva dal fatto che nella realtà non solo i criteri di valutazione ed i rispettivi attributi, che servono a misurarli, variano nello spazio e devono essere rappresentati attraverso map layers georeferenziati, ma anche le alternative decisionali da ordinare sono geograficamente definite, cioè rappresentabili attraverso “primitive geometriche” (ovvero elementi puntuali, lineari o areali) a cui sono associati i valori dei criteri di valutazione (Lapucci e Petri, 2009).

È stato infatti stimato che l’80% dei dati sui quali si basa l’attività decisionale sia di natura geografica (Worral, 1991), evidenziando dunque la necessità e la potenzialità per un approccio integrato-sistemico, che sappia superare le debolezze e sfruttare in modo strategico la sinergia derivante dall’integrazione di sistemi GIS e tecniche di Analisi Multicriteri.

La pianificazione, intesa come processo di scelta e distribuzione di risorse finalizzato al raggiungimento di obiettivi e alla progettazione del futuro, rappresenta una tipologia specifica di attività decisionale. Per tale ragione, Sharifi e Rodriguez (2002) pongono l’accento sull’importanza del confronto tra i momenti della pianificazione e le fasi del processo decisionale proposte da Simon (1960) (Fig. 1).

Figura 1. Il processo di decision-making a supporto della pianificazione (Fonte: elaborazione da Sharifi e Rodriguez, 2002) 

La struttura presentata in Figura 1 evidenzia come vi sia un flusso di attività dalla fase di intelligence a quella di design a quella di choice e come le diverse fasi del processo decisionale comportino il contributo metodologico sia dei sistemi GIS, sia delle tecniche di Analisi Multicriteri.

In particolare, la fase di intelligence si riferisce alla strutturazione del problema, durante la quale viene descritto il sistema in esame e vengono individuati gli obiettivi da perseguire. Uno o più criteri, o attributi, vengono quindi selezionati al fine di descrivere il grado di raggiungimento di ciascun obiettivo (Keeney, 1992).

La fase di design si fonda sulla raccolta ed elaborazione dei dati ed ha per obiettivo lo sviluppo della struttura multicriteri dell’analisi attraverso la definizione delle relazioni tra gli obiettivi, gli attributi e le preferenze del Decision Maker (Malczewski, 1999). Un ruolo fondamentale in questa fase metodologica è rivestito dalle operazioni di standardizzazione e pesatura dei fattori considerati al fine di, rispettivamente, rendere le informazioni comparabili e determinarne l’importanza relativa.

Infine, durante la fase di choice le alternative vengono valutate ed è utile sviluppare un’analisi di sensitività, al fine di testare la robustezza del modello e ricavare opportune raccomandazioni.

Il termine “evidenza” in Figura 1 si riferisce all’insieme totale dei dati e delle informazioni che il decisore ha a disposizione. L’evidenza può basarsi su fatti, valori, conoscenze o esperienze e rappresenta una risorsa chiave in tutte le fasi del processo decisionale. Una parte considerevole del supporto alla decisione è, infatti, rappresentata dalla raccolta, dalla valutazione e dall’organizzazione di questi dati in forme utili per l’analisi.

L’analisi della letteratura (Ferretti, 2012a) ha inoltre messo in luce l’eterogeneità dei settori in cui i modelli di Analisi Multicriteri spaziale trovano applicazione. Negli ultimi anni il numero di pubblicazioni sul tema è infatti aumentato sensibilmente, spaziando dalla pianificazione urbana e regionale all’ambiente e all’ecologia, all’idrologia e alla gestione della risorsa acqua, al settore dei trasporti, a quello della localizzazione delle infrastrutture indesiderate, ecc. Tale trasversalità del metodo evidenzia la flessibilità dell’approccio metodologico, nonché la vitalità dell’interesse scientifico verso lo stesso approccio da parte dei diversi settori disciplinari.

Limiti e potenzialità

L’integrazione tra Sistemi Informativi Geografici e metodi di Analisi Multicriteri costituisce dunque un campo di ricerca estremamente promettente a supporto delle procedure valutative in campo ambientale.

L’approccio integrato di Analisi Multicriteri spaziale oltre a rappresentare uno strumento di analisi innovativo, consente di strutturare procedure per la realizzazione di scelte partecipate e consapevoli tramite la costruzione di veri e propri laboratori creativi, in cui è lo stesso processo decisionale, ovvero il percorso che conduce alla decisione, a generare apprendimento, ovvero capitale sociale e valore aggiunto.

La Tabella 1 propone a conclusione del contributo un primo bilancio, aperto e provvisorio, al fine di evidenziare limiti e potenzialità dell’approccio integrato alla base dell’Analisi Multicriteri spaziale (Ferretti, 2012b).

Tabella 1. L’Analisi Multicriteri spaziale: limiti e potenzialità

Trattandosi di strumenti in grado di fornire risposte a problematiche valutative reali, i modelli di Analisi Multicriteri spaziale risultano di grande interesse per gli attuali attori del territorio, ovvero pianificatori, decision makers, policy makers e operatori di VIA e VAS. Garantendo infatti un processo razionale e ripercorribile di analisi e generazione di opzioni alternative spazialmente definite, essi possono fornire un supporto molto utile ad un settore decisamente ampio ed eterogeneo di problematiche decisionali, spaziando dalla redazione di Piani Regolatori comunali, alla fase di pianificazione strategica per la macrolocalizzazione di infrastrutture ed interventi di trasformazione del territorio, all’ottimizzazione della distribuzione di diversi usi del suolo.

Come evidenziato in Tabella 1, particolare attenzione va prestata alla scala di applicazione dei modelli la quale risulta fortemente influenzata dalla qualità dei dati spaziali disponibili. Attualmente la maggior parte delle pubblicazioni (Ferretti, 2012a) fa infatti riferimento alla scala sovracomunale.

In conclusione, è utile sottolineare che l’uso pratico ed il successo degli strumenti di Analisi Multicriteri spaziali dipende fortemente da alcuni fattori fondamentali quali l’accessibilità del sistema, il coinvolgimento degli utilizzatori finali nello sviluppo del modello, lo sviluppo di un sistema flessibile, adattabile ed aggiornabile e l’adozione di un’interfaccia intuitiva che richieda limitati tempi di apprendimento per l’utilizzo del sistema.

Valentina Ferretti, Politecnico di Torino, Dipartimento Interateneo di Scienze, Progetto e Politiche del Territorio (DIST)

Riferimenti bibliografici

Burstein F., Holsapple W.C. (eds) (2008), Handbook on Decision Support Systems, Berlin: Springer-Verlag.

Ferretti V. (2012a), Integrating Multicriteria Analysis and Geographic Information Systems: an updated survey and classification of the literature, International Journal of Geomatics and Spatial Analysis (in fase di pubblicazione).

Ferretti V. (2012b), Verso la valutazione integrata di scenari strategici in ambito spaziale. I modelli MC-SDSS, Torino: Celid.

Geneletti D. (2000), GIS, dati telerilevati e Sistemi di Supporto alla Decisione applicati alla Valutazione di Impatto Ambientale, Geomedia, 6.

Keeney R.L. (1992), Value-focused thinking: a path to creative decision making, Cambridge: Harvard University Press.

Lapucci A., Petri M. (2009), La sinergia di strumenti fra strumenti di intelligenza artificiale e procedure di aiuto alle decisioni multi criteri per la valutazione del rischio, atti della XXX Conferenza Scientifica Annuale AISRe, Federalismo, integrazione europea e crescita regionale, 9-11 Settembre, Firenze, Italia.

Malczewski J. (1999), GIS and Multicriteria Decision Analysis, New York: John Wiley and Sons.

Malczewski J. (2006), GIS-based multicriteria decision analysis: a survey of the literature, International Journal of Geographical Information Science, 20, 7: 703-726.

Sharifi M.A., Rodriguez E. (2002), Design and development of a planning support system for policy formulation in water resource rehabilitation, Journal of Hydroinformatics, 4,3: 157-175.

Simon H.A. (1960), The new science of management decision. New York: Harper and Row.

Worral L. (1991), Spatial Analysis and Spatial Policy using Geographic Information Systems. London: Belhaven Press.