Organisatie - 25 juni 2009

WAT GROEIT DAAR?

Gras zien groeien per satelliet. Het klinkt onwaarschijnlijk, maar toch kan het. Onderzoeker dr. Lammert Kooistra en zijn collega’s van het Centrum voor Geo-Informatie maken online zichtbaar hoe hard het Nederlands groen groeit. Dagelijks en vrij beschikbaar op internet. Handig. Voor boeren bijvoorbeeld, om te volgen hoe het gewas erbij staat.

De groei van de biomassa op 5 mei 2008 in Nederland. De bossen zijn al volop aan het groeien en daar wordt dus veel koolstof vastgelegd. Dat is te zien aan de blauwe kleuren, bijvoorbeeld op de Veluwe en de Utrechtse Heuvelrug. In Flevoland zijn de agrarische gewassen nog aan het begin van het groeiseizoen en overheerst het rood en oranje. De grijze gebieden zijn bebouwd of met water bedekt.
Toegegeven, het internetadres moet nog even iets publieksvriendelijker. Daar wordt na de zomer aan gewerkt, belooft Kooistra. Maar eenmaal op de site is tot in detail zichtbaar hoe de biomassa in Nederland groeit. Kies een dag en met één muisklik verschijnt de groeikaart van Nederland van dat moment. Felle kleuren geven aan hoeveel koolstof er die dag op die bepaalde plek is vastgelegd. IJs en weder dienende natuurlijk. Want de vegetatie moet wel zichtbaar zijn vanuit de ruimte. De plantengroeisite van het Centrum voor Geo-Informatie is een voorbeeld van een zogeheten dynamic-web-mapping-service, het via kaarten ontsluiten van dynamische – want voortdurend veranderende – gegevens op het web. Web mapping is de jongste tak van sport in de wetenschap van de remote sensing, de bemonstering van de aarde vanuit de ruimte, met een leger van satellieten dat al decennialang steeds groter wordt. ‘Maar tot begin deze eeuw waren veel van die data verstopt in databases, slechts toegankelijk voor een selecte groep specialisten’, legt Kooistra uit. Maar daar komt steeds meer verandering in. Ontsluiting van al die gegevens is de laatste jaren een markt – en een wetenschap – op zich geworden. Met als bekendste en meest succesvolle product natuurlijk Google Earth.
FOTOSYNTHESEMETER De NASA-satellieten aqua en terra vliegen dagelijks over. Beide meten continu het door de aarde gereflecteerde licht. Wetenschappers gebruiken die gegevens om tal van ontwikkelingen in de gaten te houden. De klimaatverandering bijvoorbeeld. Maar ook de groei van de vegetatie. Planten gebruiken het rode deel van het elektromagnetisch spectrum voor de fotosynthese. Het nabij-infrarood daarentegen wordt sterk weerkaatst. Een groeiende plant reflecteert daarom weinig in het rode en veel in het nabij-infrarode licht. Op basis van beide gegevens kan een zogeheten vegetatie-index worden berekend, een kwalitatieve maat voor de groei. Met gegevens over het type vegetatie, het effectieve lichtgebruik en het weer valt daaruit de absolute groei af te leiden in de hoeveelheid vastgelegd koolstof per vierkante meter. De weergegevens zijn belangrijk omdat die vertellen hoeveel vocht en warmte er voor de plant beschikbaar is om te groeien. Het rekenwerk, gekoppeld aan een gis-systeem, levert een eenvoudig te interpreteren kaart op.
KNMI Eén van de nieuwe ontwikkelingen is het koppelen van verschillende stromen sensordata met een geografisch informatiesysteem (gis). Zo koppelt de plantengroeikaart van Kooistra satellietgegevens aan weerdata van het KNMI. Met als resultaat een eenvoudig en toegankelijk eindproduct. Een deel van het Centrum voor Geo-Informatie heeft zich op die ontwikkeling toegelegd. Het project van Kooistra, gefinancierd binnen het BSIK-programma Ruimte voor Geo-Informatie, is daar een prominent voorbeeld van. ‘We willen verschillende typen sensorinformatie koppelen en de resulterende kaarten online beschikbaar maken via het web. Het liefst in real time.’ En dat alles op een gestandaardiseerde manier in een opensourceomgeving. Dat heeft als voordeel dat andere gebruikers, bijvoorbeeld boeren, die informatie eenvoudig kunnen downloaden en in hun eigen bedrijfssysteem kunnen toepassen. De groeikaart is daar een voorbeeld van. ‘Waar het echt om gaat is dat je allerlei gegevens op een gestandaardiseerde manier kunt verwerken tot real time toepassingen. Nu hebben we ons gericht op de agrarische sector. Maar je kunt in principe gegevensstromen vanuit allerlei sensornetwerken op deze manier aan elkaar koppelen.’ BEWOLKING Het in kaart brengen van plantengroei vanuit de ruimte is op zich niet nieuw. NASA doet dit al sinds jaar en dag. ‘Maar NASA doet het op globale schaal en gebruikt geen lokaal beschikbare sensoren. En dus is er veel minder detail’, legt Kooistra uit. De resolutie van zijn plantengroeikaart is 250 meter. Scherper kan de gebruikte satelliet niet kijken. Beelden met een hogere resolutie zijn er wel, maar daar hangt een prijskaartje aan. Gebruikers zijn overigens best bereid om de portemonnee te trekken. Dat bewijst www.mijnakker.nl. Deze commerciële variant op de groeikaart is sinds 2008 op de markt en maakt gebruik van satellietdata met een resolutie van dertig meter. Daar moet voor worden betaald en de kaart wordt maar eens per week ververst. Toch trok de webdienst in het eerste jaar al 1500 klanten. Met de applicatie zijn dan ook dingen zichtbaar zien die je met het blote oog niet kunt vaststellen, zoals de stikstofopname van je gewas. Kooistra schat in dat het slechts een kwestie van tijd is voordat scherpere beelden vrij beschikbaar komen. Een gratis groeiopname op de maat van de achtertuin ligt daardoor in het verschiet. Een ander pluspunt van Kooistra’s kaart is dat ie in principe elke dag een vers plaatje levert. Elke dag om half elf in de morgen vliegt de satelliet over. Toch duurt het ook bij de Wageningse groeikaart nog dagen eer een vers beeld beschikbaar is. De bottleneck is de aanlevering van de satellietgegevens. Een veel fundamenteler probleem evenwel is de bewolking. De satelliet ziet veel dagen niks of maar een deel van Nederland. ‘Toch moet een wekelijks beeld mogelijk zijn’, denkt Kooistra, met gebruikmaking van andere technieken, zoals radar, die de gaten in het beeld kunnen opvullen.
WORD IK NAT? Met wat creativiteit zijn vele toepassingen te bedenken voor web mapping. Zo denkt Kooistra aan een knopje ‘word ik nat?’ op het intranet van Wageningen UR. ‘Je hebt nu al buienradar. Maar dat zou je kunnen combineren met een webcam en actuele lokale meteo-info. Wageningen heeft een eigen weerstation. Maar er zijn ook verschillende andere weerstations in de buurt.’ Voor het naar huis fietsen even intranet raadplegen of je het droog houdt of niet. ‘Het is maar een gadget natuurlijk. Maar je maakt wel goed de toepassing zichtbaar.’
HERTENKAART ‘Maar het werkt, het is in de lucht en we gaan het nog verder uitbreiden’, zegt hij opgewekt. Voor de groeikaart worden nu de data van het KNMI gebruikt. Maar Wageningen Universiteit heeft zelf ook een nieuw weerstation in het Binnenveld. Die levert in principe regionaal nog betere kaarten op. Kooistra gaat dat uitzoeken. ‘En de meeste boeren hebben op het bedrijf een weerstation. Die gegevens zouden we ook kunnen gebruiken voor deze applicatie.’ Het systeem wordt verder op dit moment gebruikt voor het monitoren van edelherten. Natuurmonumenten wil het gedrag van haar herten aan de oostelijke rand van de Veluwe in kaart brengen. De herten zijn daarvoor met een gps-apparaatje uitgerust. Om de zoveel tijd zendt dat apparaatje een sms’je met daarin de positie van het hert op dat moment. Dat is op zich niet nieuw. Maar voor de verwerking van dat signaal wordt hetzelfde systeem gebruikt als voor de groeikaart. ‘Nu gaat het nog maar om één gegevensstroom. Maar je kunt het bijvoorbeeld ook koppelen aan gegevens over tellingen van het aantal recreanten. Daarmee kun je laten zien hoe het gedrag van die herten wordt beïnvloed door recreatiedruk.’ Wie op internet wil zoeken naar de hertenkaart, kan zich overigens de moeite besparen. Natuurmonumenten zet die gegevens niet zomaar op het web. Dat zou het stropers wel erg makkelijk maken hun slag te slaan. <

Re:ageer