Enter the Dragon: ESA en China gaan samenwerken bij aardobservatie

Satellieten zijn voor zo’n groot en gevarieerd land als China een nuttig hulpmiddel tijdens deze studie. Het Chinese territorium strekt zich in 9,6 miljoen vierkante meter uit van het Himalaya-gebergte tot aan de tropische laaglanden. Eén op de vijf mensen woont in China en het land is momenteel de op één na grootste – en snelstgroeiende – economie ter wereld.

Het Dragon-programma is een gezamenlijk project van de ESA, het Chinese Ministerie van Wetenschap en Technologie (Ministry of Science and Technology, MOST) en het zogenoemde National Remote Sensing Centre (NRSCC) van China. Met dit initiatief hoopt men het gebruik van ruimtegegevens van ESA binnen China verder te stimuleren en uitgebreidere wetenschappelijke samenwerking op het gebied van de wetenschappelijke en technologische aardobservatie tussen China en Europa te bevorderen.

Het Dragon-programma werd in september 2003 voorgesteld na een ontmoeting in Parijs tussen Jean-Jacques Dordain, directeur van ESA en prof. Xu Guahana, minister van Wetenschap en Technologie van de Volksrepubliek China.

Op dinsdag 27 april gaat een driedaags symposium in Xiamen van start en tijdens deze meeting zal ook de officiële kick-off van het programma plaatsvinden. De deelnemende Chinees-Europese onderzoeksteams worden vergezeld door de ESA-directeur voor aardobservatieprogramma’s, professor Jose Achache en Zhang Guocheng, plaatsvervangend directeur-generaal van het NRSCC.

"De technologie van remote sensing is geschikt voor een groot aantal potentiële toepassingen, waaronder de evaluatie en bewaking van natuurlijke rijkdommen en de bepaling van adequate acties na een natuurramp, aldus Guocheng. “ESA beschikt op dit gebied over een grote voorsprong en het Dragon-programma opent nieuwe deuren voor de samenwerking tussen het MOST en ESA. Bovendien biedt het programma hulp bij de ontwikkeling van de toegepaste remote sensing binnen China."

Tijdens het drie jaar durende Dragon-programma zullen gegevens van Envisat en andere ESA-ruimtevoertuigen zowel door de Europese als de Chinese onderzoeksteams worden gebruikt. Deze werken aan door ESA en China afgesproken thema's, zoals de bewaking van de rijstvelden en het in kaart brengen van bossen, onderzoek naar watervoorraden en de voorspelling van overstromingen, metingen van de luchtkwaliteit en de uitbreiding van woestijnen.

Prof. Fabio Rocca van het Italiaanse Milan Politecnico en prof. Deren Li van de universiteit van Wuhan vervullen beide de rol van co-onderzoekscoördinator voor een project, waarbij de bodemtopografie en bodembeweging met behulp van radargegevens van ESA nauwkeurig in kaart worden gebracht. Bij de zogenoemde Synthetic Aperture Radar (SAR) Interferometry – of InSAR – worden twee of meer radarbeelden van dezelfde locatie zodanig gecombineerd dat zeer nauwkeurige metingen van de bodembewegingen van de tussenliggende perioden kunnen worden uitgevoerd.

"Grondverzakkingen vormen een groot probleem in veel gebieden van China," aldus Rocca. "Met de Europese technologie kunnen metingen tot op de millimeter nauwkeurig en goedkoop worden uitgevoerd. Dergelijke projecten vormen dan ook een interessante basis voor een verdere toekomstige samenwerking."

"Via deze samenwerking kunnen wij de efficiëntie van remote sensing combineren met diepgaande analyses van de bodemgesteldheid voor rapporten die kunnen worden gebruikt bij de analyse en snelle reactie op nieuwe gegevens. Wij zouden graag hulpmiddelen ontwikkelen die direct door civiele beschermingsinstellingen kunnen worden gebruikt.”

"Het Dragon-programma is in zijn geheel erg waardevol, omdat het nauwere betrekkingen met China mogelijk maakt; een gigantisch land met duizenden gespecialiseerde wetenschappers en een goed ontwikkeld ruimtevaartprogramma. In dit land vormt remote sensing een belangrijke factor voor een nog snellere en veiligere groei."

Er is al een uitwisselingsprogramma van start gegaan, waarbij twee studenten van de Chinese universiteit voor bosbouwkunde in Beijing in het European Space Research Institute (ESRIN) van ESA in Frascati, Italië worden getraind in boscartografietechnieken die gebaseerd zijn op radarbeelden.

Een zevende deel van China is met bos bedekt. Radargegevens, zoals die van de Advanced Synthetic Aperture Radar (ASAR) van Envisat, maken een nog nauwkeuriger bosonderzoek via InSAR mogelijk.

Wanneer meerdere beelden op deze manier worden gecombineerd, kunnen bosgebieden beter van elkaar worden onderscheiden, waardoor wetenschappers de hoogte van de bomen, de dichtheid van de bossen en zelfs de boomsoorten kunnen bepalen.

Vergelijkbare op radar gebaseerde technieken zullen worden gebruikt voor onderzoek naar rijstvelden en landbouwgebieden. Radarinstrumenten zijn vooral geschikt voor onderzoek naar de rijstvelden, omdat de velden tijdens de overplant en groei onder water moeten worden gezet en via radar kunnen de overspoelde gedeelten goed worden onderscheiden. Bovendien dringt radar door de wolken heen die het zicht van optische satellieten boven de rijstvelden belemmeren.

Prof. Tan Bingxiang van de Chinese universiteit voor bosbouwkunde in Beijing werkt als co-onderzoekscoördinator samen met zijn collega dr. Thuy Le Toan van de Université Paul Sabatier in Toulouse aan rijstveldenonderzoek.

"De kans dat met optische remote sensing apparatuur wolkenvrije beelden kunnen worden opgenomen, bedraagt slechts 1% tijdens het kweekseizoen in Zuid-China," zegt Bingxiang. "Hierdoor wordt een real-time onderzoek naar de groei van de gewassen en een schatting van de rijstoogst erg bemoeilijkt."

"Remote sensing via radarbeelden is daarom de meest geschikte gegevensbron voor landbouwonderzoek en oogstschattingen."

Voorspellingsmodellen voor de rijstoogst zullen worden getest met behulp van gegevens van ASAR en multi-spectrale optische gegevens van de Medium Resolution Imaging Spectrometer (MERIS) van Envisat.

De Scanning Imaging Absorption Spectrometer voor Atmospheric Cartography (SCIAMACHY) van Envisat zal bovendien onderzoek doen naar de seizoensgebonden variaties van methaanemissies van de ondergelopen rijstvelden – bruikbare gegevens voor de verbetering van klimaatveranderingsmodellen.

De landbouw van China is sterk afhankelijk van de moesson uit Zuidoost-Azië die elke zomer de onmisbare regen naar het platteland brengt.

Prof. Johnny Johannessen van het Noorse Nansen Environmental and Remote Sensing Centre en prof. Hui-Jun Wang van het Institute of Atmospheric Physics van de Chinese Academy of Sciences zijn co-onderzoekscoördniatoren voor een project dat onderzoek uitvoert naar de samenhang tussen de moesson en het zeewater.

Doel van het project is een verbeterde bewaking en simulatie van deze samenhangende processen die voor de zomerse moesson in China zorgen.