10 Geografisk informasjon (GI) og Geografiske informasjonssystemer (GIS)

Hensikten med dette kapittelet beskriver eksisterende og fremtidige teknologiske muligheter for å understøtte utvalgets endelige konklusjon og anbefaling.

Utvalget anser GIS-teknologien som en nødvendig forutsetning for det videre arbeidet med Forsvarets områder for lavflyging. Det presiseres at utvalget ikke har tatt høyde for å anbefale enkelte spesielle tekniske løsninger, men derimot har operative krav og behov, samt fremtidige tekniske muligheter blitt vurdert for å understøtte disse. Det er viktig å forstå prosessen i forbindelse med informasjonsflyt, som skjer i form av data, og presentasjonsform, for den enkelte flyger i forkant av et flyoppdrag. I tillegg er det av sentral betydning at disse dataene presenteres på en hensiktsmessig måte, for eksempel i forbindelse med et verktøy for planlegging av flyoppdrag (Mission Planning).

10.1 Hva er GIS

GIS er et databasert system som kan brukes til datafangst, lagring, uttak, analyser og visualisering av digital geografisk informasjon 1. Et GIS består av geografiske objekter som kan presenteres digitalt, på lik linje med det tradisjonelle kartet. Disse betegnes som kartobjekter. Til kartobjektene kan det knyttes egenskapsdata. Det er denne kombinasjonen av digitale kartobjekter og egenskapsdata som gjør et GIS effektivt. I et GIS finnes det en rekke forskjellige kartfunksjonaliteter. Dette er funksjonaliteter som trengs for at en operatør skal kunne operere på et kart, dvs gjøre de endringer i kartet som er hensiktsmessig for en spesifikk virksomhet, for eksempel som et planleggingsverktøy i forbindelse med et lavflygingsoppdrag . Dette vil normalt være en integrert del av GIS-programvaren innen den applikasjon som er tilpasset angjeldende virksomhet.

Det kan videre bygges inn ytterligere funksjoner i systemet. Eksempel på dette kan være et system for fly hvor flygeren får varsling hvis flyet er nærmere enn fem kilometer fra et område for rein i kalvingsperioden (15 april til 15 juni), eller et planleggingssystem for transport som kan finne korteste eller raskeste vei mellom et visst antall steder ut fra de restriksjoner som legges inn.

GIS har blitt en viktig del i de fleste beslutningsverktøy i Forsvaret. Dette grunnes i at en stor del av beslutninger som tas er bygd på grunnlag av informasjon med geografisk knytning. GIS har vist seg som et effektivt verktøy for å sammenstille geografisk informasjon for å illustrere mulige konflikter og løsninger. Et GIS-program kan sammenlignes med en verktøykasse med redskap for helt enkle operasjoner til avanserte analyser. Opplæring av bruker og organisering av data er viktig for å få et godt GIS. Det krever tid og krefter til blant annet opplæring, organisering av data og dataflyt. Der er derfor blitt alminnelig å integrere GIS i andre systemer. Dette kan for eksempel være forvaltnings-, navigasjons- og planleggingssystemer, samt simulatorer. Det typiske er da at kartvisning er en av opsjonene i systemet hvor det går klart fram de valgene som kan utføres imot kartet.

Innhenting av riktig data og ikke minst ajourføring av databaser vil være en forutsetning for å ha et GIS man kan stole på. God organisasjon av kommunikasjonslinjer/-informasjonslinjer er avgjørende for å få god ajourføring. Produktet man får ut av et GIS har aldri bedre kvalitet enn den dårligste datakilden.

10.1.1 Oppdatering av databaser fra andre instanser

Ved produksjon av kart er ajourhold av datasett den mest kritiske faktoren. Hvis dataene ikke er ajourholdt, er kartet verdiløst. Dette gjelder også datasett som ligger til grunn for utarbeidelse av lavflygingskart, både i form av papirkart som flygerne benytter i dag, eller i et fremtidig system der et GIS er integrert i et større system i jagerflyet og hvor de relevante datasett er lagt inn.

Utvalget mener det er viktig å belyse hvordan innsamlingen og ajourholdet av disse datasettene foregår i dag. Dersom det er faktorer det skal tas hensyn til, må også apparatet som skal ivareta innsamling og ajourhold av datasettene være i orden. Ansvaret er i dag fordelt på en rekke forskjellige institusjoner som Forsvarets militærgeografiske tjeneste (FMGT) kontakter for produksjon av lavflygingskart.

10.1.2 Overgang fra dagens bruk av papirkart til mulige fremtidige løsninger

Ved bruk av papirkart endres ikke mulighetene eller begrensningene drastisk ved bruk av restriksjonsprinsippet kontra dagens ordning. Det settes samme krav til oppdaterte data og god kartografisk presentasjon. I tillegg må brukerne til daglig oppdatere kartene med opplysninger fra diverse publikasjoner som sier noe om nye vertikale hindre, endrede luftrom, gjeldende fareområder etc. Med dagens oppdateringsrate på 1-2 år for hvert kartblad blir det god mengde informasjon som skal påføres kartet før hvert oppdrag. Dette arbeidet kan fort føre til grove feil og mangler med kartene. I tillegg er dette arbeidet tidkrevende og lite tillitsvekkende i dagens høyteknologiske verden.

På bakgrunn av dette vil det være nærliggende å tenke framover for å skissere framtidige løsninger for både papirkartet eller eventuelle kart på display i flyet. I prinsippet er tankegangen lik for begge løsningene siden det er de samme dataene som ligger til grunn for presentasjonen. Vi kan dele dataene i tre bolker etter viktighet og endringsrate:

1. Data som sjeldent eller aldri forandrer seg. Dette er for eksempel høydekurver, hav, innsjøer og elver.

2. Data som forandrer seg, men som ikke har store konsekvenser for flygerne. Dette er for eksempel infrastruktur som veier og jernbaner, tettsteder, stedsnavn, dyrket mark og skog.

3. Data som er i en kontinuerlig forandring, objekter som flygerne er pålagt å ta hensyn til og/eller er ekstremt viktig for flygernes sikkerhet. Dette kan for eksempel være vertikale hindre, luftromsstruktur, fareområder, verneområder, pelsdyrfarmer og flyplasseinformasjon.

I framtiden kan en se for seg en løsning hvor dataene i bolk 1 ligger så å si fast. Det skjer en oppdatering ca 3-10 år. Dataene i bolk 2 må oppdateres 1-2 ganger i året, mens dataene i bolk 3 må oppdateres kontinuerlig 24 timer i døgnet med online forbindelse til de respektive databasene. Rutinene for oppdateringen av disse databasene bør ha forankring i luftfartsloven. Et eksempel for en framtidig situasjon for en flyger kan da være:

"Flygeren tar fram et papirkart som inneholder data i fra bolk 1 og 2. Dette grunnkartet får flystasjonene et oppdatert eksemplar av 1-2 ganger i året. Fra et planleggingsprogram trykkes et overtrykk av dataene i bolk 3 på grunnkartet. Hva som overtrykkes er avhengig av dato og klokkeslett på grunn av at eksempelvis verneområder, pelsdyrfarmer og fareområder er gjeldene til spesifikke datoer og klokkeslett."

En slik arbeidsgang vil føre til økt sikkerhet og en mer effektiv bruk av tiden. Situasjonen blir så å si identisk som for et kart på et display.

Videre vil en også kunne se for seg at disse oppdateringsmulighetene av kart og data skjer "online", og man vil dermed kunne operere på "dagens"/ferske kart. Interoperabilitet med, og tilknytning til, eksterne datakilder skje gjennom eksempelvis Web liknende datagrensesnitt, på lik linje med den fremtidige felles GIS arkitekturen i Forsvaret.

10.1.3 Forsvarets Felles GIS prosjekt

Geografisk informasjon er fundamentalt for Forsvarets virksomhet. Det arbeides for tiden med å få frem en struktur som kan håndtere data/dataflyt fra en felles database gjennom alle nivåer i Forsvaret med ulike virksomhetstilpassede applikasjoner. Dette gjøres for å belyse de praktiske fordeler og ønskede synergieffekter det gir å ha en felles database overfor brukere i alle forsvarsgrener. Fellesskapets produkt kan anvendes effektivt av en sluttbruker i kommando-, kontroll- og informasjonssystemer (KKIS eller populært: K2IS).

Utvalget ser det derfor hensiktsmessig å gjennomgå Forsvarets planer for å ta frem et funksjonelt GIS verktøy for hele virksomheten. FMGT er utpekt, som ansvarlig forvaltning, til å koordinere utviklingen av et prosjekt for felles GIS i Forsvaret. Forsvaret har organisert utviklingen av felles GIS med tilhørende digital geografisk informasjon (DGI) i Fellesprogram Geografisk informasjonssystem med militærgeografisk informasjon og det digitale kartgrunnlaget i Forsvaret (Felles GIS m/ MGI+DKG).Innenfor for rammen av fellesprogrammet kjøres det for tiden to felles materiellprosjekter, som har som mål å frembringe felles GIS med felles DGI i Forsvaret.

I offisielle dokumenter som Langtidsmeldingen, Forsvarsstudien, Forsvarssjefens og Generalinspektørenes konsepter for K2IS; operasjoner, etterretning, logistikk, sikkerhet, organisering med kompetanse og prosedyrer; er en av forutsetningene at Forsvaret disponerer førsteklasses kart, GI og GIS. St meld nr 22 (1997-98) - Hovedretningslinjer for Forsvarets virksomhet og utvikling i tiden 1999-2002, kapittel 6.3.1- fellesoperasjoner, uttrykker at:

"Forsvarets operative evne er kritisk avhengig av at styrker fra ulike deler av organisasjonen kan støtte og forsterke hverandre."

Videre fastlegges det at:

"Fellesoperasjoner forutsetter evne til samvirke mellom forsvarsgrenene, herunder felles løsninger for kommando, kontroll, kommunikasjon og informasjon."

Det betyr at Forsvaret har krav på seg til å kunne samvirke, ikke bare innen hver forsvarsgren, men også på tvers av forsvarsgrenene. Norges engasjement i NATO medfører at vi blant annet må kunne utveksle digital geografisk informasjon med de øvrige nasjonene i NATO. For å kunne oppnå dette er det avgjørende at standarder følges.

Forsvaret skal operere etter det manøverbaserte operasjonskonseptet, som har som målsetting å ta og beholde initiativet i forhold til motstanderen. Dette konseptet stiller høye krav til egen mobilitet, reaksjonsevne og fleksibilitet. Det stilles derfor store krav til tilgjengelighet og kvalitet på geografisk informasjon for å understøtte operasjonskonseptet. Kartstøtte er en forutsetning for alle basisfunksjonene i forbindelse med bruk av militære styrker. Forsvarets fellesoperative doktrine (FOD) definerer basisfunksjonene, se tabell 10.1.

Behovet for GIS-støtte og DGI gjelder i hovedsak basisfunksjonen kommando og kontroll. Dette er derved utgangspunktet for det videre arbeidet med å utvikle løsninger for Forsvaret og Totalforsvaret generelt. Behovet for GIS-funksjoner og DGI varierer på de ulike brukernivåene i Forsvaret. Forsvarets brukere er inndelt i fire GIS-nivåer. Antall nivåer, og hvilke organisasjoner som befinner seg på de enkelte nivåene, vurderes kontinuerlig. Forsvarets organisasjon er hierarkisk oppbygget, og kan grovt inndeles slik:

• Militær strategisk nivå- Forsvarets overkommando.

• Fellesoperativt nivå- Forsvarskommandoer.

• Taktisk nivå (stasjonære og mobile enheter)- forskjellige underavdelinger i de enkelte forsvarsgrener.

I tillegg har Forsvaret:

• Avanserte brukermiljøer i de enkelte forsvarsgrener.

• Forvaltning - Forsvarets militærgeografiske tjeneste.

Med bakgrunn i denne inndeling kan Forsvarets brukere deles i fire nivåer. Organisasjoner på samme nivå (I, II, III, eller IV) har sammenfallende krav til kompleksitet og ytelse.

Figuren er fremkommet med bakgrunn i nivåinndelingen, og angir økende behov for GIS- funksjoner, dvs større kompleksitet, langs den horisontale aksen. Kravene til hastighet/ytelse fordeler seg langs den vertikale aksen. Antall brukere er størst på nivå I.

Kompleksiteten øker fra nivå I til nivå IV. De generelle GIS-funksjonene, og det digitale kartgrunnlaget, tilfredsstiller store deler av behovene som Forsvaret har til funksjoner og data. Applikasjoner på de laveste nivåene er typisk innrettet mot spesielle oppgaver, og vil derved kunne kreve GIS-funksjoner som er militærspesifikke. Det betyr at det må utvikles GIS-funksjoner i tillegg til de mer generelle funksjonene som finnes.

Kravene til ytelse/hastighet blir høyere jo lengre opp i pyramiden en kommer. Figuren forutsetter at et komplekst system, med behov for å kjøre et stort antall avanserte funksjoner, har mindre krav til ytelse/hastighet enn et spesialisert system med et lite antall, og mindre komplekse funksjoner. Det er altså ikke antall tilgjengelige funksjoner som nødvendigvis påvirker ytelsen, men snarere hvor komplekse oppgaver de skal løse.

Kravene til verktøy for presentasjon og arbeid med geografisk relatert informasjon vil variere mellom ulike brukere. Spesielt er det forskjellige krav til ytelse og funksjonalitet mellom brukere i taktisk/operativ rolle(nivå I/II) og brukere i spesialist/forvaltningsfunksjon (nivå III/IV). Det er derfor nødvendig å vurdere hvordan et utvalg av relevante verktøy kan anvende data forvaltet av FMGT på en felles database.

10.2 Mission Planning-systemer

Utvalget anser at et planleggingsverktøy i forbindelse med lavflygingsoppdrag (Mission Planning-system) er viktig hvis man ønsker å innføre å gjennomføre restriksjonsprinsippet. I store trekk kan et Mission Planning-system være et integrert PC-basert system, lokalisert på den enkelte flyskvadron, som alle flygere ved avdelingen (og gjestende avdelinger, både nasjonale og internasjonale) har tilgang til. Systemet skal hente data fra flere kilder, og presentere dette i integrerte løsninger for flygeren. Data kan kombineres og vises på flere måter som for eksempel 2-D terrengprofiler og 3-D perspektivscener av terrenget. Mission Planning-systemet skal tilrettelegge planleggingsfasen for flygeren før et flyoppdrag. Systemet skal bidra til å øke effektiviteten, redusere planleggingstiden samt øke kjennskapen til eksempelvis hvilke områder som er belagt med restriksjoner, eventuelt næringsinteresser og andre interesser, samt reguleringer som man skal forholde seg til. At alle tilgjengelige data er tidsmessig oppdatert, samt adgangen til å koble seg opp mot alle nødvendige databaser, både militære og sivile, gjør at systemet med større sikkerhet kan gi bedre informasjon til flygerne enn dagens papirkartløsning. Således vil systemet være et verktøy for å kunne håndtere/planlegge nær sagt alle faser av et flyoppdrag i detalj, inkludert et større utvalg av digitale kart med overlegg av flyruter, trusselbilder, vertikale profiler og terreng data.

Som eksempler kan nevnes:

1. Rute konstruksjon; visning og analyse av en eller flere alternative ruter.

2. Vertikale profiler av ruten; viser ruteprofilen med underliggende terreng.

3. Digital terreng Elevasjon Data (DTED); fremmer realistisk 3-D simulering (fly-through) av ruten.

4. Terreng data gir data for automatiserte (terreng-) analyser for bl a våpen levering og flyging i lav høyde med tanke på naturvernområder med flyrestriksjoner, pelsdyrfarmer, reinens kalvingsområder osv.

5. Trussel analyser; viser trussel bildet langs ruten, samt eventuell fiendtlig radardekning.

6. Andre kapasiteter som er relevante for oppdragets gjennomføring.

Databasene kan tilrettelegges slik at alle sesongbetonte/tidsbegrensede restriksjoner vil vises når disse er aktive, og ellers fjernes. Denne tilgangen på differensiert datavisning vil lette planleggingen for pilotene, samt forenkle gjennomføringen av lavflygingsoppdraget ved at det kartet som medbringes under oppdraget kun viser områder av interesse og som eventuelt er belagt med restriksjoner. Mission Planning-systemer gir mulighet til å skrive ut på papir det kartutsnitt som er av interesse, og hvor flygeren har planlagt sin rute. I sammendrag anser utvalget at restriksjonsprinsippet er gjennomførbart med tilgang på Mission Planning-systemer, integrert med Forsvarets felles GIS, og andre nødvendige sivile databaser.