CONCLUSIONI
La presente ricerca ha proposto un modello operativo di valutazione territoriale integrata, basata sulla sinergia fra le procedure di aiuto alle decisioni multicriteri e le tecniche di
analisi spaziale implementate attraverso i Geographical Information Systems (GIS).
Nei due casi di studio proposti, relativi alla valutazione del rischio incendi boschivi ed alla
localizzazione di attività indesiderate per lo smaltimento dei rifiuti, è stata sperimentata
la costruzione di sistemi di supporto alle decisioni di tipo multicriteri spaziale, consolidati da analisi geostatistiche (misure di densità, kriging, cluster analysis etc) e, nel caso della prima applicazione, dalle potenzialità di alcuni strumenti di intelligenza artificiale (alberi decisionali).
Il carattere innovativo legato a questa sperimentazione si fonda sull’integrazione di modelli strutturati di analisi a criteri multipli (AHP ed ELECTRE III/IV) con le tecniche di analisi spaziale e di estrazione di conoscenza dai dati, implementate tramite i GIS, che supportano l’intero processo di identificazione delle aree a rischio incendi, da un lato, e la determinazione dei siti più idonei ad essere sede di una discarica, dall’altro.
Questo lavoro vuole rispondere, quindi, alla crescente domanda di metodi di valutazione territoriale di tipo multidimensionale e multiattore, capaci di considerare la dimensione ambientale, sociale ed economica dello sviluppo sostenibile e di integrarle nella dimensione territoriale: il territorio, infatti, incorpora l’elemento fisico-geografico, quello naturalistico ed ecologico, quello umano e culturale, quello sociale ed economico.
La natura complessa e spesso conflittuale delle istanze e degli interessi connessi al
sistema di attori coinvolti nelle problematiche di pianificazione territoriale, evidenzia la
necessità di ricorrere a strumenti di supporto alle decisioni di tipo multicriteri, capaci di chiarificare gli aspetti fondanti del processo decisionale sulla base del contributo
multidisciplinare apportato da tutti i settori di ricerca coinvolti nella valutazione.
In questo contesto l’analisi delle relazioni fra gli stakeholders ed il loro coinvolgimento nel processo decisionale favorisce lo sviluppo di nuove relazioni, generando un circolo virtuoso che aumenta la possibilità della procedura valutativa di arrivare a risultati non solo validi, ma riconosciuti validi dagli attori sociali che hanno concorso, nel succedersi delle interazioni negoziali, a costruire quel risultato.
Anche a tal fine le potenzialità degli strumenti GIS diventa assai rilevante, in quanto favorisce la comunicabilità dei risultati da presentare agli stakeholders ed al committente nelle diverse fasi del processo decisionale, assicurando una maggiore trasparenza nella costruzione degli scenari alternativi di trasformazione del territorio e consentendo grande
flessibilità nella fase di analisi di sensitività dei risultati.
Le procedure di aiuto alle decisioni multicriteri territoriale (“Spatial Multicriteria Decision
Aiding”, SMDA) rappresentano, pertanto, un significativo passo in avanti rispetto alle
componente spaziale che richiede sia la conoscenza e la rappresentazione dei dati territoriali relativi ai criteri (criterion maps), sia la localizzazione geografica delle
alternative (punti, lineee, poligoni, pixels). Tali procedure (SMDA) possono essere
pensate, quindi, come strumenti capaci di integrare e processare i dati geografici di input in un output geografico di supporto al processo decisionale, finalizzato di aiutare i decision makers nel raggiungimento di una maggiore efficacia ed efficienza riguardo alle scelte che riguardano le trasformazioni ed il governo del territorio.
Il risultato di questo processo è rappresentato dalla costruzione di mappe decisionali che possono essere considerate come una tipologia particolare di map layers geografici in cui lo spazio decisionale è trattato come una superficie discreta e composta da un numero finito di unità spaziali omogenee, ottenute applicando una procedura di ordinamento multicriteri.
La costruzione di un sistema di supporto alle decisioni multicriteri (“Multicriteria Spatial Decision Support System”, MC_SDSS) viene sperimentata, innanzitutto, sulla problematica del rischio incendi boschivi nel territorio della Provincia di Livorno, questione di notevole rilevanza, sia a livello di pianificazione territoriale il cui obiettivo è quello di prevedere possibili scenari connessi al verificarsi dell’evento calamitoso ed individuare le aree a maggior rischio, sia a livello esecutivo per redigere piani operativi di
intervento ed ottimizzare i sistemi di protezione della popolazione e dei beni presenti nel
territorio interessato dall’incendio.
L’intero sistema si basa su una corretta formalizzazione del concetto di rischio, basata sull’analisi di due aspetti fra loro complementari: la determinazione della probabilità che l’evento calamitoso si verifichi (pericolosità) la e la stima degli effetti che l’incendio provoca sul territorio considerato (danno atteso). Viene, quindi, sperimentata una metodologia capace di integrare le potenzialità delle tecniche di Knowledge Discovery in
Databases (KDD) con quelle delle procedure di analisi a criteri multipli basate su GIS,
prendendo in considerazione un elevato numero di variabili territoriali, in modo da garantire una maggiore aderenza del modello alla realtà ed alla effettiva complessità del fenomeno.
La stima della pericolosità viene effettuata tramite gli alberi decisionali che consentono di estrarre le regole, connesse alla probabilità di accadimento dell’incendio, sulla base dei valori che tutte le variabili considerate assumono nello specifico territorio dell’area di studio (data driven methods). Questo significa che, tenendo fisso il numero ed il tipo di variabili in esame, ma effettuando l’analisi su un territorio diverso dalla Provincia di Livorno, la tipologia di regole di pericolosità può cambiare sostanzialmente.
La stima del danno potenziale, che comporta la localizzazione delle aree più vulnerabili e
maggiormante esposte in caso di incendio, viene effettuata attraverso il metodo
dei criteri e degli attributi di valutazione la cui importanza relativa (peso) viene computata tramite il metodo dell’autovettore principale.
L’algoritmo adottato per la stima della pericolosità (C 4.5), pur implementato tramite un software dedicato (WEKA), produce risultati facilmente interfacciabili con l’ambiente GIS, mentre tutto il processo di valutazione del danno, tramite l’analisi a criteri multipli spaziale (AHP), viene completamente costruito e processato all’interno di un sistema
informativo geografico, sfruttando le potenzialità delle tecniche di map algebra.
Il sistema così ideato potrebbe essere arricchito considerando, tramite tecnologia
satellitare, informazioni di maggiore dettaglio, sia spaziale che temporale, relative alle
condizioni meteo climatiche dell’area in esame. L’integrazione del sistema con dati telerilevati, che consentono un aggiornamento costante ed in tempo reale dell’informazione, rappresenta un effettivo tema di sviluppo della presente ricerca purché vengano ideate adeguate procedure di “updating” semiautomatico del dato, peraltro già disponibile in formato grid e quindi pronto per essere processato nel modello.
Il secondo caso di studio si riferisce ad un tema di importanza primaria nel campo dei processi decisionali relativi al territorio, cioè la valutazione e la scelta riguardo alla localizzazione di interventi potenzialmente nocivi per la popolazione e per l’ambiente e, per questo motivo, definiti “indesiderati”.
In particolare si fa riferimento alla localizzazione di una discarica nel Comprensorio del
Cuoio, un territorio di confine fra le province di Pisa e di Firenze, caratterizzato dalla
presenza di un florido distretto industriale, ma anche dalla produzione di un notevole quantitativo di rifiuti, soprattutto di tipo speciale, originati dalle attività produttive connesse alla lavorazione delle pelli e del cuoio.
Viene sperimentato, a riguardo, un modello di aiuto alle decisioni multicriteri spaziale capace di integrare i criteri e gli attributi prescritti dagli strumenti di pianificazione in materia di rifiuti con ulteriori elementi di analisi dedotti da casi reali di valutazione di impatto ambientale in Toscana e soprattutto da interviste semistrutturate effettuate ad alcuni stakeholders locali intervistati tramite un questionario cartaceo strutturato ad hoc. La costruzione degli scenari alternativi di “site selection” viene effettuata tramite due distinte procedure di analisi a criteri multipli territoriale: il metodo dell’analisi gerarchica di Saaty (AHP), in cui i pesi vengono computati tramite il calcolo dell’autovettore della matrice dei confronti a coppie, ed il metodo ELECTRE (III, IV) dove le priorità dei decisori sono determinate con il metodo dell’ordinamento con carte bianche, previsto dalla
procedura di Roy e Figueira (2002). In entrambi i casi la computazione dei pesi viene
determinata sulla base delle preferenze rilevate intervistando alcuni “testimoni
eccellenti”, sia pubblici che privati, che consentono di costruire altrettanti scenari di
idoneità localizzativa dell’impianto.
In questa applicazione le due procedure di analisi multicriteri spaziale (AHP ed ELECTRE) non vengono impiegate in parallelo al fine di confrontare la concomitanza dei risultati
finali, ma vengono portate avanti in serie: il metodo di Saaty consente di effettuare una “zonizzazione” di sensibilità ambientale a livello di area vasta sull’intero territorio dell’area di studio, compensando su tutti i criteri e gli attributi, le preferenze espresse dagli attori sociali coinvolti; le tecniche ELECTRE III, fondate su una logica di tipo non compensatorio e su procedure più robuste basate sul surclassamento delle alternative, consentono di effettuare un’analisi più dettagliata a livello di sito, fornendo come risultato finale un ranking di idoneità delle alternative localizzative di discarica.
In questo modo i due metodi risultano essere fra loro complementari ed il loro impiego in modo consequenziale consente una validazione incrociata dei risultati ottenuti e propone un modello valutativo complessivamente più ampio ed accurato.
Data la criticità dell’argomento affrontato ed i numerosi conflitti ambientali connessi alla localizzazione delle attività potenzialmente a rischio come una discarica, una direzione di
sviluppo della presente ricerca riguarda la costruzione e l’implementazione (anche via Web) di un questionario più completo da sottoporre ad un campione rappresentativo
dell’’intera popolazione residente sul territorio, in modo da rispondere, ancora più realisticamente, all’esigenza di una pianificazione condivisa dal basso e partecipata.
La sperimentazione delle due distinte procedure di analisi multicriteri sui casi di studio esaminati consente, infine, di valutare e comparare la effettiva capacità di integrazione di queste tecniche con gli strumenti di analisi spaziale e con l’ambiente di lavoro GIS.
Il metodo AHP, come tutte le procedure che si ispirano ad una logica di aggregazione delle preferenze completa e transitiva, quando viene applicato a contesti decisionali di tipo territoriale può far ricorso agli strumenti di map algebra, direttamente implementati in ambiente GIS e di grande efficienza computazionale soprattutto nei casi in cui le alternative decisionali siano rappresentate spazialmente da pixels di un raster a maglia quadrata che ricopre l’intera area di studio.
I metodi ELECTRE, invece, richiedono la costruzione di una relazione di surclassamento e la determinazione di indici di concordanza e discordanza per ogni coppia di azioni confrontate sulla base di tutti i criteri di valutazione: questo comporta maggiori difficoltà di integrazione con i GIS, soprattutto quando il numero delle alternative, spazialmente identificate, da valutare ed ordinare, diventa sufficientemente elevato.
Nel caso di studio relativo alla localizzazione di una discarica è stata sperimentata la costruzione di uno strumento che, se pur in una forma embrionale, è capace di implementare tutte le fasi della procedura ELECTRE III direttamente in ambiente GIS, attraverso la costruzione di applicativi dedicati scritti nel linguaggio informatico adottato all’interno del software. Ciò è stato reso possibile dal fatto che il numero delle alternative risulta sì abbastanza elevato (oltre 300), ma non elevatissimo ed anche perché si è adottata una rappresentazione geografica delle alternative decisionali di tipo raster.
Al crescere del numero delle alternative ed adottando una struttura vettoriale del dato che prevede una discretizzazione dell’area di studio in unità territoriali poligonali di forma
e dimensione diversa fra loro, è necessario ricorrere a tecniche di map algebra appositamente dedicate a supportare gli aspetti multicriteri del problema spaziale.
A tal riguardo, una interessante prospettiva di approfondimento e sviluppo della presente
ricerca potrebbe riguardare l’implementazione nel linguaggio GIS di nuova algebra che,
integrando la tradizionale map algebra di Tomlin, risulta specificatamente destinata alla modellazione dei processi multicriteri spaziali e viene denominata, pertanto, “Decision Map Algebra”, DMA (Chakhar e Mousseau, 2006; Chakhar et al., 2005).