Wetenschap - 1 januari 1970

Geomatica brengt science fiction dichterbij

Geomatica brengt science fiction dichterbij


Archeologenbril kijkt onder de grond en schoffelmachine bestuurt zichzelf

Een archeoloog die met een 3D-bril in het veld de ondergrondse
sedimentlagen kan zien, of een schoffelmachine die op de centimeter
nauwkeurig de bieten weet te vinden en hieromheen schoffelt. Het is reeds
technisch mogelijk door gebruik te maken van het Global Positioning System
(GPS) en de nieuwste geografische informatiesystemen (GIS). De
ontwikkelingen op dit gebied gaan razendsnel. Ook Wageningse onderzoekers
doen mee aan de geomatica-race.

Een vooruitziende blik op het gebied van geo-informatie had de bedenker van
de in de jaren tachtig populaire tv-serie 'The Knight Rider'. Het
hoofdpersonage, Michael Knight, trad op tegen de zware criminaliteit en
kreeg hierbij hulp van zijn pratende auto, KITT, die dankzij de
boordcomputer een uitzonderlijke intelligentie tentoonspreidde. KITT kon
moeiteloos de positie van de auto, routes en kaarten weergeven van wegen,
gebouwen of ander objecten die interessant waren voor de bestuurder. KITT
kon ook inzoomen op bepaalde details en indien nodig allerlei historische
en actuele gegevens uitspuwen. Als Knight met zijn auto voor een oude loods
stond die werd gebruikt als drugsopslagplaats, wist hij meteen wie de
eigenaar van de loods was en hoe dik de muren waren, mocht hij de
criminelen nog willen verrassen.
,,Knight Rider is een mooi voorbeeld van wat er mogelijk is met geo-
informatie'', zegt hoogleraar Geo-informatiekunde prof. Arnold Bregt. De
Wageningse GIS-specialist is met zijn leerstoelgroep en collega's van
Alterra continu op zoek naar nieuwe toepassingsmogelijkheden van geo-
informatie. Inspiratie vindt hij niet alleen in wetenschappelijke kringen.
Bedenksels die op tv of in andere media te zien zijn, geven hem dikwijls
meer stof tot nadenken dan een gortdroge seminar.
Een van zijn ideeën is om landbewerkingsvoertuigen een zekere mate van
intelligentie te geven door ze te koppelen aan een geografisch
informatiesysteem en uit te rusten met een GPS-ontvanger. ,,Ik denk aan een
schoffelmachine die zelfstandig door het land kan rijden en de grond rond
de bieten of andere gewassen schoffelt.'' Net zoals er al grasmaairobotjes
op de markt zijn die men gewoon aanzet op het gazon en die verder
zelfstandig het gras maaien. Bregt denkt dat het mogelijk is. De benodigde
technieken zijn er al. ,,Als bekend is waar de bieten precies zijn
ingezaaid, kan er een machine ontwikkeld worden die met behulp van een
geografisch informatiesysteem en GPS keurig het land schoffelt zonder de
gewassen te beschadigen.''

Zakcomputer
Momenteel is er een stormachtige ontwikkeling gaande in de geomatica-
sector. Dit is de technologische en dienstensector die zich bezighoudt met
geo-informatie waarbij onder meer remote sensing en geo-informatica een
belangrijke rol spelen. Vooral het gebruik van het Global Positioning
System - het Amerikaanse satellietsysteem dat exacte positiebepaling op
aarde mogelijk maakt - en het groeiende aanbod van digitale ruimtelijke
informatie, zorgen voor allerlei innovaties. ,,Wat we in Knight Rider
zien, is zo langzamerhand technisch mogelijk geworden. Of al dit soort
toepassingen werkelijkheid worden, is slechts een kwestie van tijd.''
De groep van Bregt is druk bezig om de nieuwste snufjes op het gebied van
geo-informatie bruikbaar te maken voor wetenschappers die veel in het veld
actief zijn, zoals archeologen of geologen. De uitdaging is om met nieuwe
apparatuur en software onderzoekers up-to-date en gedetailleerde informatie
te geven over het terrein waarin ze zich bevinden.
Een van de lopende experimenten is Wageningse onderzoekers en studenten
tijdens veldwerk te voorzien van een Personal Digital Assistant (PDA), een
soort zakcomputer met kleurenschermpje die in je hand past. Voorzien van
een GSM kan de PDA een verbinding leggen met de computer op kantoor met
bijbehorende databases en geografische informatiesystemen. Door aan de PDA
tevens een GPS-ontvanger te koppelen, heeft de onderzoeker een apparaat
waarmee hij zijn veldwerk een bijzondere meerwaarde kan geven.
Bregt's collega, dr Ron van Lammeren, heeft dit project op poten gezet:
,,Ik kom toevallig net terug uit de Noord-Hollandse duinen, waar we
onderzoekers van Alterra hebben voorzien van PDA's. Zij doen metingen naar
de vegetatie en grondwaterstanden. Het voordeel is nu ten eerste een veel
grotere precisie in het veld. De positie van de metingen is nu heel
nauwkeurig te bepalen. Voorheen ging dat vaak door op basis van
referentiepunten op de kaart de positie in het veld te schatten, wat niet
erg nauwkeurig is. Een andere voordeel van de PDA's is dat veldonderzoekers
elkaars positie kunnen opvragen.

Boring
Maar vooral ook de link met geografische informatiesystemen is waardevol.
,,Er zijn legio voorbeelden te noemen waarbij dit van pas komt. Denk aan
onderzoekers die boringen doen in het rivierengebied. Als ze door een
overstroming een geplande boring niet kunnen uitvoeren, laten ze via hun
PDA de pc op het werk alternatieve strategieën bedenken voor het vervolg
van de boorcampagne.''
Ook voor archeologen breken er nieuwe tijden aan. Als zij op zoek gaan naar
aardewerk, restanten van stadsmuren en dergelijke doen ze dat vaak op
posities die door computermodellen zijn aangemerkt als kansvolle locaties
om iets te vinden. Als ze nu op een bepaald punt niets vinden, kunnen ze
dit gegeven via hun PDA direct doorseinen naar de computer op het werk. Het
computermodel kan dan met de extra informatie opnieuw kansvolle posities
berekenen die dan iets kunnen afwijken van de vorige, aldus Van Lammeren.
,,De computer berekent dan bijvoorbeeld dat ze het beste honderd meter naar
links kunnen graven. Het gebruik van GIS in het veld heeft duidelijk een
positieve invloed op het veldwerk, een toch al dure component van het
wetenschappelijk onderzoek.''
Het combineren van de nieuwste technieken levert vaak de mooiste resultaten
op, meent Van Lammeren. Zo kunnen 3D-modellen van het landschap, waar
Alterra aan werkt, gecombineerd worden met GIS en GPS-positiebepaling in
het veld. Van Lammeren denkt aan een 3D-model die bepaalde thematische
informatie uit een geografisch informatiesysteem kan projecteren. ,,Met
zo'n 3D-bril zou een archeoloog onder de grond kunnen kijken en de
sedimentlagen en andere structuren in driedimensionale vorm kunnen zien.''
Dat zou erg handig zijn voor een eerste archeologische inventarisatie van
een gebied of bij opgravingen. Want bepaalde aardlagen zoals
rivieroeverafzettingen of veenlagen kunnen archeologisch interessanter zijn
dan andere. Van Lammeren wijst erop dat de benodigde technieken voor zo'n
3D-bril gekoppeld aan GIS al bestaan. ,,Het klinkt allemaal als science
fiction, maar de technologische ontwikkeling gaat hard.''

Criminaliteit
Wat er de komende decennia allemaal wordt gerealiseerd op het gebied van
geo-informatie, is gissen, maar zeker is dat de geomatica-sector enorm
groeit. Daarbij gaat het om onder andere grote ingenieursbureaus,
universiteiten en overheidsinstellingen die zich bezighouden met GIS, geo-
informatica, remote sensing, landmeetkunde en dergelijke. Het Centrum voor
Geo-Informatie van Wageningen UR heeft zojuist in opdracht van het
Ministerie van Economische Zaken een inventarisatie van de hele geomatica-
sector afgerond, en hieruit blijkt dat de totale jaaromzet binnen deze
sector in Nederland is gegroeid van 0,85 miljard euro in 1995 naar 2,77
miljard euro in 2001. Dit komt overeen met een jaarlijkse groei van 22
procent. Niet verwonderlijk werken er ook steeds meer mensen in deze
sector: In 1995 waren er in totaal 8.000 fte werkzaam en in 2001 was dit
46.000 fte. ,,Dat was ook verrassend voor mij'', zegt prof. Arnold Bregt.
,,Er werken dus zo'n 50.000 mensen in de geomatica. Dat is best veel, als
je ziet dat er zo'n 100.000 boeren in Nederland zijn.''
Bregt gelooft dat een sterke geomatica-sector belangrijk is voor de
economie van Nederland. ,,Op steeds meer terreinen rukt de toepassing van
geo-informatie op. Dat zie je binnen de overheid en op tal van gebieden
zoals het verkeer, de landbouw en de natuur. Met name de koppeling van
databestanden is een belangrijke taak de komende jaren. Nu zie je eilandjes
met informatie die niet gemakkelijk te koppelen zijn, zoals het
Basisregister percelen in Assen, milieugegevens bij het RIVM, bodemgegevens
bij Alterra en sociale gegevens bij het CBS.''
Vooral in Canada en de Verenigde Staten is men ver met het koppelen van geo-
informatie. In Canada heeft men bijvoorbeeld reeds tientallen jaren geleden
ingezien dat een geïntegreerde informatievoorziening nodig is om de
uitgestrekte bossen en andere natuurlijke rijkdommen adequaat te beheren.
In de Verenigde Staten loopt men voorop met de informatievoorziening ten
behoeve van criminaliteitsbestrijding. De politie rijdt hier door de stad
en kan meteen met de boordcomputer checken of een auto verdacht is op basis
van het nummerbord. En er zijn actuele kaarten met de hotspots van
criminaliteit in de stad. ,,In Nederland zijn hier nu ook experimenten mee
aan de gang'', vertelt Bregt. ,,Als het gaat om roofovervallen, kan je dan
gericht op de gevaarlijkste wijken focussen. Het politieoptreden wordt er
efficiënter op.''

Berm

In Nederland is er vooral een regie nodig voor het grote aanbod aan
ruimtelijke databestanden, denkt Bregt. De overheid had zo'n 800 miljoen
euro gereserveerd voor investering in kennisontwikkeling waaronder de
geomatica-sector. De groep van Bregt heeft samen met Alterra en andere
partners een voorstel ingediend voor een groot geo-informatieproject. ,,Het
is vooral belangrijk om in Nederland de geo-informatie te integreren, als
we de ruimtelijke problemen willen aanpakken. De bouw van wegen en de
uitbreiding van steden heeft bijvoorbeeld haar weerslag op de natuur. De
Ecologische Hoofdstructuur-database moeten we kunnen koppelen met het
informatiesysteem van Rijkswaterstaat.''
Bregt wijst er ook op dat er nu nog veel informatie dubbel worden verzameld
en opgeslagen. En dat de gebruikte definities en termen niet eenduidig
zijn. ,,In de grootschalige basiskaart van Rijkswaterstaat staan de wegen
ingetekend exclusief berm, maar op de kaarten van de topografische dienst
hoort de berm wel bij de weg. Dat veroorzaakt misverstanden.''
Ook op Europees niveau valt er volgens Bregt veel winst te boeken. Er gaat
een enorme informatiestroom naar Brussel. Het gaat bijvoorbeeld bij milieu-
, visserij-, en landbouwreportages om een enorme berg aan papier. Vaak
verschillen de methodieken van die reportages ook weer per land. Maar
liefst drie commissarissen zijn ingezet om een Europese ruimtelijke
database-infrastructuur op te bouwen. De bedoeling is om al de gegevens
niet meer via de papiermolen te laten gaan, maar gestructureerd in digitale
informatiesystemen in te laten voeren, zodat de gegevens gemakkelijker te
koppelen en te gebruiken zijn.
Hugo Bouter

Fotobijschrift:
Geo-informaticus prof. Arnold Bregt: ,,Technisch is al veel mogelijk en of
al dit soort toepassingen werkelijkheid worden, is slechts een kwestie van
tijd''

Re:ageer