การจัดการข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อม กับสารสนเทศภูมิศาสตร์

ข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อมมีลักษณะเฉพาะแตกต่างกับข้อมูลอื่น เนื่องจากข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อมมีความสัมพันธ์เกี่ยวข้องกับตำแหน่งที่ตั้ง มีความสลับซับซ้อน และมีปริมาณข้อมูลมาก ทำให้ลักษณะการจัดการข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อม มีความท้าทายมากกว่าการจัดการฐานข้อมูลประเภทอื่น (Townshend, J.R.G., 1991) การจะเลือกใช้ระบบการจัดการฐานข้อมูล (Information System, IS) จึงจำเป็นต้องพิจารณาข้อดีและข้อด้อยของ IS นั้น ๆ จะพบว่าระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์ (Geographic Information System หรือ GIS) ถือเป็นระบบการจัดการฐานข้อมูล หรือ IS แบบต่าง ๆ รวมทั้งปัญหาและข้อแนะนำในการจัดการฐานข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อมโดยใช้ GIS และจะกล่าวถึง แนวโน้มการใช้งาน GIS ในการจัดข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อม

ลักษณะฐานข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อม

นอกจากจะแตกต่างกับข้อมูลประเภทอื่นแล้ว ลักษณะฐานข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อมแต่ละฐานจะแตกต่างกันไปในแง่มุมต่าง ๆ ตามวัตถุประสงค์การสร้างฐานข้อมูล ได้แก่

กลุ่มข้อมูลด้านธรณีวิทยา เช่น Geophysical Survey Data ประกอบด้วยข้อมูลตามระดับชั้นความลึก ในช่วงเวลาต่าง ๆ สามารถจัดเป็นข้อมูลประเภท 4 มิติได้ เนื่องจากประกอบด้วยข้อมูลในระดับพื้นราบ (2 มิติ) หลายระดับชั้นข้อมูล หรือ หลายระดับความลึก (เพิ่มอีก 1 มิติ) และที่เวลาต่าง ๆ กัน (มิติที่ 4 คือเวลา)

กลุ่มข้อมูลทางทะเล เช่น อุณหภูมิของน้ำทะเล แสดงตำแหน่งที่ตรวจวัดอุณหภูมิ และตัวเลขแสดงอุณหภูมิ

กลุ่มข้อมูลนิเวศวิทยา เช่น ตำแหน่งที่ตั้งของสัตว์หายาก ประกอบด้วย ตำแหน่งที่ตั่งที่พบสัตว์เหล่านั้น สภาพภูมิประเทศ สภาพภูมิอากาศ ที่มักพบสัตว์เหล่านั้น ลักษณะการตั้งถิ่นฐาน ฤดูกาลที่อพยพ

กลุ่มข้อมูลเกี่ยวกับน้ำ เช่น ปริมาณฝนตก ปริมาณความชื้นสัมพัทธ์ในอากาศ ตำแหน่งที่ตั้ง สถานีวัดปริมาณฝนในแต่ละภาค

กลุ่มข้อมูลอากาศ เช่น อุณหภูมิอากาศที่ระดับความสูงต่าง ๆ อาจจัดได้เป็นข้อมูล 3 มิติ ได้ เนื่องจากมีตำแหน่งที่ตังของสถานีตรวจวัดอากาศพื้นที่ที่ใช้อุณหภูมิจากสถานีนั้นเป็นตัวแทนได้ และระดับความสูง เปรียบได้กับ มีความกว้าง ความยาว และความสูง จัดได้เป็น 3 มิติ

กลุ่มข้อมูลเส้น เช่น ข้อมูลเส้นรอบจังหวัด ข้อมูลเส้นถนนและทางรถไฟ

กลุ่มข้อมูลโทรสัมผัส (Remote Sensing) เช่น ข้อมูลภาพถ่ายดาวเทียม ประกอบด้วยตารางข้อมูล แต่ละตารางข้อมูลย่อยมีสีต่าง ๆ กัน ซึ่งสีเหล่านี้เกิดจากความแตกต่างของค่าสะท้อนแสงของพื้นผิววัตถุที่ตำแหน่งนั้น

ระบบการจัดการฐานข้อมูล

จากตัวอย่างฐานข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งแวดล้อมจะเห็นได้ว่า ลักษณะที่เหมือนกันของข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อมเหล่านี้ คือ ต่างก็มีความสัมพันธ์กับตำแหน่งที่ตั้ง หากต้องการจัดข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อมให้เป็นระบบ ระเบียบ ง่ายต่อการค้นหา และนำไปใช้ การจะเลือกใช้ Information System แบบใด จำต้องพิจารณาจากคุณสมบัติของระบบจัดการข้อมูลนั้น ๆ ในที่นี้จะของกล่าวถึงและเปรียบเทียบ 3 ระบบการจัดการข้อมูลที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ได้แก่

(1) Computer-based Information System

(2) Management Information System และ

(3) Geographic Information System ดังรายละเอียดต่อไปนี้

Computer-based Information System (CBIS) เป็น IS ที่ประกอบด้วย ระบบคอมพิวเตอร์ (hardware และ software) ฐานข้อมูล (database) ระบบติดต่อสื่อสาร (telecommunications) ผู้ใช้ (user) และกระบวนการขั้นตอนการทำงาน (procedure) ลักษณะเด่นของ CBIS คือ มีระบบติดต่อสื่อสาร ซึ่งยอมให้หน่วยงานหรือผู้ใช้งานหลายคน สามารถเชื่อมโยงระบบคอมพิวเตอร์เข้าไว้ด้วยกัน โดยใช้ระบบเครือข่าย (network)
Management Information System ต่างกับ IS คือ ที่สามารถแสดงผลเป็นรายงานสำหรับผู้บริหาร ส่วนใหญ่แล้วมักเกี่ยวกับรายงานคาบ เช่น รายงานประจำสัปดาห์ เดือน ปี จนกล่าวได้ว่า MIS เป็นระบบการจัดการข้อมูลสำหรับงานประจำ รายงานอีกประเภทหนึ่ง คือ demand report รางานตามคำขอ โดยผู้ใช้จะสร้างขึ้นเมื่อมีการร้องขอโดยผู้บริหาร นอกจากนี้เมื่อผู้บริหารต้องการทราบข้อมูลโดยรวมหรือผลการวิเคราะห์ เช่น รายงานการคาดหมา รายงานความผิดพลาด หรือความผิดปกติ เช่น แสดงรายการสินค้าคงคลังที่ขาดหายไป ผู้ใช้ก็สามารถสั่งให้ระบบทำให้ได้ เรียกว่า Exception report หรือรายงานพิเศษ
Geographic Information System เป็น IS ที่เกี่ยวข้องกับข้อมูลซึ่งสามารถระบุตำแหน่งที่ตั้งได้โดยระบบพิกัดภูมิศาสตร์ใด ๆ ข้อมูลที่เกี่ยวข้องต้องเป็นข้อมูลเฉพาะ และมีความหมายในแต่ละชั้นข้อมูล GIS ประกอบด้วยกระบวนการเป็นขั้นตอน ตั้งแต่ใส่ข้อมูลเข้าไปในระบบ จัดการข้อมูล และแสดงผลข้อมูล จะเห็นได้ว่า GIS เป็น IS ประเภทเดียวเท่านั้น ที่มีความสัมพันธ์กับข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับตำแหน่งที่ตั้ง อันสอดคล้องกับธรรมชาติของข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อม

ข้อดีและข้อจำกัดของ GIS

จากระบบการจัดการข้อมูลทั้ง 3 ระบบที่กล่าวมา จะเห็นว่า GIS เป็นระบบที่สอดคล้องที่สุดกับข้อมูลสิ่งแวดล้อม เนื่องจาก GIS เป็นระบบที่ได้จัดสร้างขึ้นเพื่อจัดการข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับตำแหน่งและพื้นที่ ซึ่งเป็นลักษณะอย่างเดียวกันกับข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อม ดังนั้น โครงสร้างของแฟ้มข้อมูลต่าง ๆ ของข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อม สามารถจัดสร้างให้มีขึ้นได้ในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ได้อย่างสอดคล้องกัน นอกจากนี้ GIS ยังอำนวยให้แสดงผลการวิเคราะห์ข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อมให้ผู้สนใจเข้าใจได้ง่ายขึ้น โดยแสดงเป็นรูปภาพหรือแผนที่ แล้วแนบข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับตำแหน่งในแผนที่นั้น หรือผลการวิเคราะห์ที่เกี่ยวข้องกับตำแหน่งนั้น

อย่างไรก็ตาม ความเหมาะสมของการจัดารข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อมไม่ได้ถูกจำกัดอยู่เพียงระบบการจัดการข้อมูลที่เลือกใช้เท่านั้น ปัญหาด้านความถูกต้อง และความละเอียดของข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อมเป็นอีกประเด็นหนึ่งที่ผู้ใช้เห็นเป็นเรื่องที่ควรพิจารณา เช่น ในการใส่ข้อมูลเข้าสู่ระบบจำเป็นต้อง digitize ทั้งหมดโดยละเอียดหรือไม่ ตอบได้ว่า ไม่จำเป็นทั้งนี้ ขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์การใช้งานว่าต้องการความละเอียดเพียงใด ควรคำนึงถึงจุดประสงค์ของการใช้งาน ยิ่งละเอียดมาก ยิ่งมีจุดที่จะต้อง digitize มากขึ้น ก็ยิ่งต้องการเนื้อที่สำหรับจัดเก็บมาก ซึ่งบางครั้ง งานบางงานไม่จำเป็นต้องการความละเอียดมากขนาดนั้น

การเลือกใช้ข้อมูลให้เหมาะสมกับงาน

การแปรข้อมูลจากข้อมูลแผนที่กระดาษเป็นแผนที่บนคอมพิวเตอร์ควรมีการคำนึงถึงการนำไปใช้เป็นหลัก หากผู้ใช้ต้องการนำไปวิเคราะห์ทางสถิติ หรือ overlay ก็ไม่จำเป็นต้อง digitize โดยมีจำนวนจุดมากเกินไป เพราะเป็นการเก็บข้อมูลที่มีรายละเอียดสูงเกินความจำเป็น เป็นการสิ้นเปลืองค่าใช้จ่าย และเวลาขณะจัดเก็บข้อมูล เปลืองเนื้อที่ในการเก็บข้อมูล และเปลืองเวลาขณะทำการวิเคราะห์ข้อมูล ในทางตรงกันข้าม หากผู้ใช้ต้องการนำไปแสดงผลเป็นแผนที่อย่างสวยงาม สำหรับพื้นที่ที่ต้องการรายละเอียดมาก อาจต้องมีการ digitize อย่างละเอียด

อุปสรรคในอีกมุมมองหนึ่งในเรื่องการจัดการฐานข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อม คือ การขาดแคลน digital map หรือแผนที่พื้นฐานที่สามารถนำไปใช้ได้เลยในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ที่เชื่อถือได้ และบุคคลทั่วไปสามารถนำไปใช้ได้โดยไม่เสียค่าใช้จ่ายค่าข้อมูล อันที่จริงการแปลงข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อมซึ่งมีเป็นจำนวนมาก และยังอยู่บนกระดาษลงบนคอมพิวเตอร์เป็นงานที่ต้องใช้เวลานาน ใช้เงินทุนสูง ดังนั้น ในหลาย ๆ ประเทศงานด้านนี้จะตกเป็นภาระของรัฐบาล

ข้อความระวังในการวางแผนโครงสร้างข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อม คือ มาตรฐานของข้อมูล ผู้วางแผน ควรได้ตรวจสอบมาตรฐานของข้อมูลจาก หนังสืออ้างอิง "มาตรฐานระบบข้อมูล ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ ภาคผนวก (Appendix)" โดยศูนย์ข้อมูลข้อสนเทศ สำนักงานปลัดกระทรวง กระทรวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยีและสิ่งแวดล้อม จัดพิมพ์เพิ่มเติมเมื่อ 1 สิงหาคม 2539 หนังสือเล่มนี้ได้รวบรวมหมายเลขประจำตัวของ หน่วยข้อมูลด้านภูมิศาสตร์ที่ได้กำหนดไว้เป็นมาตรฐานของประเทศ เช่น หมายเลขประจำจังหวัด อำเภอ ตำบล

ความซับซ้อนของข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อมก็เป็นอีกปัญหาหนึ่ง นอกเหนือจากการที่ข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อมมีเป็นจำนวนมาก การจัดการข้อมูลสามมิติ ถึงข้อมูลสี่มิติ (เช่น ข้อมูลที่มีทั้ง กว้าง ยาว สูง และเวลา) ด้วยการใช้ GIS ยังอยู่ระหว่างการพัฒนา แต่อาจกล่าวได้ว่า ในขณะนี้ GIS ยังคงมีความเหมาะสมกับข้อมูลสิ่งแวดล้อมมากกว่า IS ระบบอื่น เพราะมีความสามารถในการเชื่อมโยงข้อมูลต่าง ๆ เข้ากับตำแหน่งที่ตั้ง อันเป็นลักษณะเฉพาะของข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อมเช่นเดียวกัน

แนวโน้มการพัฒนา GIS เพื่องานด้านสิ่งแวดล้อม

Fedra (1993) กล่าวถึง แนวโน้มการใช้งาน GIS ในการจัดการข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อม ดังนี้จะมีการรวม vector และ raster-based system ไว้ด้วยกัน จะมีการเริ่มเน้นการใช้ ข้อมูลระยะไกล (remote sensing) เป็นแหล่งข้อมูลสำหรับฐานข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อมมากขึ้น จะมีการรวม GIS เข้ากับ Expert System ทดแทนการทำงานของมนุษย์ และนำไปใช้ในกรณีที่ต้องใช้การวิเคราะห์ที่สลับซับซ้อน อันมีกฎเกณฑ์แน่นอนตายตัว นอกจาก Expert System แล้ว ยังอาจรวม GIS เข้าไว้กับ Decision Suppoet System ใช้สนับสนุนการตัดสินใจของผู้บริหาร และประการสุดท้ายคือ มีการรวม GIS เข้ากับ video technology หรืออุปกรณ์อื่น ๆ เพื่อนำเสนอผล หรือแสดงข้อมูลที่เปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา ให้เห็นภาพได้ชัดเจนขึ้น (เรียกว่า multimedia GIS) อาจมีการแสดงข้อมูลเป็นสามมิติ หรือสี่มิติได้ โดยการแสดงข้อมูลเป็นสี่มิตินี้ อาจแสดงเป็นลักษณะ simulation หรือ animation เช่น แสดงปริมาณรถบนถนนพญาไท ตั้งแต่เวลา 06.00 น. ถึงเที่ยงคืน โดยให้ระบบแสดงถนนและปริมาณรถในเวลาต่าง ๆ ต่อเนื่องกัน ลักษณะเช่นเดียวกับภาพต่อเนื่องของดอกไม้บานในโทรทัศน์ เกิดจากการนำภาพดอกไม้ในระยะการเติบโตต่าง ๆ กัน มาตัดต่อให้ได้ภาพต่อเนื่อง ผู้ชมจะได้เห็นตั้งแต่ดอกตูมจนถึงดอกบาน

อันที่จริงแล้ว แนวโน้มที่ Fedra (1993) นำเสนอนี้ไม่ใช่ปรากฎการณ์ใหม่ มีผู้ดำเนินการไว้หมดแล้วทั้งสิ้น เพียงแต่หลักวิชาการที่เกี่ยวข้องยังไล่ตามหลังเทคโนโลยีอยู่ อาจกล่าวอีกนัยหนึ่งได้ว่า ผลงานที่เกิดขึ้นทุกวัน มักเป็นไปในรูปแบบของการใช้งาน GIS มากกว่าที่จะเป็นงานวิจัยทางด้านหลักวิชาการ แม้ว่าการใช้งาน GIS ในทางปฏิบัติสามารถนำไปสู่การวิเคราะห์ วิจารณ์ และพัฒนารูปแบบที่เหมาะสมกับข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อมได้ในที่สุด แต่จะเป็นการลองผิดลองถูกที่สิ้นเปลืองเวลาและแรงงาน เพราะฉะนั้น ควรมีการสนับสนุนงานวิจัย และพัฒนาบุคลากรที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาการจัดการฐานข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อมในระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ และความถูกต้องของข้อมูลด้านสิ่งแวดล้อม

---

ที่มา : รวบรวมจาก ลักษมี เจี้ยเวชศิลป์ วารสารสิ่งแวดล้อม สถาบันวิจัยสภาวะแวดล้อม จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ปีที่ 3 ฉบับที่ 12 เดือนมกราคม-มีนาคม 2542