Gezondheid van gewassen monitoren voor heel Nederland
De Copernicus Sentinel-satellietmissies voeren metingen uit en brengen onze planeet op verschillende manieren in beeld. Ze leveren op die manier een schat aan aanvullende informatie zodat we beter kunnen begrijpen en volgen hoe onze wereld aan het veranderen is en hoe we ons milieu en onze hulpbronnen beter kunnen beheren. Dankzij de voordelen van verschillende soorten gegevens van twee bijzondere Copernicus Sentinel-missies en een ingenieus nieuwe dataset set gegevenstools, kunnen personen die werkzaam zijn in de landbouwsector, maar niet deskundig zijn inzake satellietgegevens, de gezondheid en ontwikkeling van elk gewas per individueel perceel volgen.
Het spreekt voor zich dat we allemaal voor ons voedsel afhankelijk zijn van de landbouw. De groeiende wereldbevolking en de klimaatcrisis zetten de voedselproductie en de waterreserves echter zwaar onder druk. Terwijl rijke ontwikkelde landen een mislukte oogst misschien wel kunnen doorstaan, kan het verlies van een kostbare oogst rampzalig zijn voor veel landen die met het ernstige probleem van de voedselzekerheid worden geconfronteerd.
Door metingen te verrichten vanaf honderden kilometers hoogte zijn satellieten van cruciaal belang voor het monitoren van de gezondheid van gewassen, het voorspellen van opbrengsten, het beoordelen van kwetsbaarheid ten opzichte van droogte en zelfs voor het ramen van koolstofopname door de bodem, zodat de koolstofvoetafdruk van de landbouw kan worden verkleind.
En de voordelen zijn zelfs nog groter wanneer totaal verschillende soorten satellietgegevens op een synergetische manier kunnen worden gebruikt.
Aangezien slechts weinigen onder ons deskundig zijn inzake satellietgegevens, is het van wezenlijk belang dat gegevenssets op een gemakkelijk te begrijpen en gemakkelijk te gebruiken manier beschikbaar worden gesteld.
Om in deze behoefte te voorzien, heeft de ESA, in samenwerking met de Technische Universiteit Delft in Nederland, de Agricultural Sandbox NL ontwikkeld. Zoals de naam al doet vermoeden, wordt deze toolset gebruikt om Nederland, waar veel grond voor de landbouw is bestemd, onder de loep te nemen.
De eerste mijlpaal van het project is dat het team erin is geslaagd kaarten van het hele nationale grondgebied, gedurende een heel jaar, te creëren met daarop de gewassoorten en indicatoren voor de gezondheid en de groei van de gewassen op perceelsniveau, d.w.z. een aaneengesloten stuk land dat door één landbouwer is aangegeven en niet meer dan één gewassoort omvat.
Opmerkelijk is dat de toolset erin slaagt terabytes aan satellietgegevens terug te brengen tot slechts 10 gigabytes per jaar.
Agricultural Sandbox NL maakt gebruik van de radargegevens van de Copernicus Sentinel-1 en de optische, camera-achtige, gegevens van de Copernicus Sentinel-2.
Björn Rommen van de ESA legt uit, “Beide missies leveren frequent gegevens, wat van cruciaal belang is voor het monitoren van de gezondheid van gewassen tijdens het groeiseizoen, en beide missies geven ons op verschillende manieren gedetailleerde informatie. Sentinel-2 geeft ons informatie over hoe groen de planten zijn door te meten hoeveel licht ze reflecteren en hun kleur. Deze beelden komen bijna overeen met wat we met onze eigen ogen zien. Maar de radar van Sentinel-1 verschaft ook informatie over de structuur van de plant en hoeveel water die bevat.
“En natuurlijk maakt de radar van de Sentinel-1 deze beelden ongeacht wolken en regen, wat best wel belangrijk is in Nederland.
"Door beide soorten metingen te combineren, krijgen we een heel goede indicatie van de gezondheid van gewassen, maar de Agricultural Sandbox NL vormt de sleutel tot dit alles, omdat het deze gegevens toegankelijk maakt voor niet-deskundige gegevensgebruikers.”
Het team heeft kaarten opgesteld, die vrij toegankelijk zijn voor het publiek, voor elk landbouwperceel in Nederland van 2017 tot 2020.
Uit deze experimentele periode blijkt dat de toolset veelbelovend is. Dankzij de perceel- en gewasinformatie wordt de toolset nu al gebruikt om neurale netwerken te trainen, waardoor kennis kan worden overgedragen naar andere regio's waar dergelijke informatie niet gemakkelijk beschikbaar is.
Susan Steele-Dunne van de Technische Universiteit Delft voegt daaraan toe, “Een van de leuke dingen van het werken in Nederland is, dat gegevens over perceelsgrenzen en gewassoorten vrij beschikbaar zijn. Door die te combineren met de Sentinel-gegevens hebben we een database gemaakt waarin nieuwe gebruikers kunnen zien hoe de gegevens van Sentinel-1 en Sentinel-2 eruit zien voor de verschillende gewassen.
“Ze kunnen de gegevens doorzoeken per regio, gewassoort en tijdsperiode om de effecten van droogte, overstromingen en stormschade te bekijken. En de gegevens zijn al bewerkt, dus is het veel gemakkelijker om ermee te werken. We hopen dat we door het toegankelijker maken van de gegevens voor nieuwe gebruikers, nieuwe toepassingen van Sentinel-gegevens voor de landbouw kunnen stimuleren”.
