Het gebruik van data van satellieten heeft grote meerwaarde voor het werk van Rijkswaterstaat. We monitoren zo bijvoorbeeld al meer dan 25 jaar sluizen, bruggen en dijken maar ook algen in zee en vegetatie langs rivieren. Er kan inmiddels nog veel meer, omdat Europese satellieten nu dagelijks actuele data leveren. Rijkswaterstaat wil dan ook een grote stap vooruitzetten met de implementatie van satellietmonitoring. En daar is de markt hard bij nodig.

Anneleen Oyen, technical advisor remote sensing Rijkswaterstaat Centrale Informatievoorziening (CIV)

‘Aan pilotprojecten die gebruikmaakten van satellietdata is de afgelopen jaren geen gebrek geweest’, zo begint Anneleen Oyen, technical advisor remote sensing bij Rijkswaterstaat Centrale Informatievoorziening (CIV). ‘Dat waren vooral kleinere onderzoeken, die daarna geen opvolging kregen.’ Oyen denkt dat dit vooral te maken heeft met het ontdekken van satellietdata als nieuw fenomeen. ‘We zochten naar toepassingsmogelijkheden, maar zowel de markt als Rijkswaterstaat hadden nog niet precies voor ogen wat de mogelijkheden zijn en wat waardevol is. Dat weten we ondertussen veel beter en we kunnen daardoor veel gerichter aangeven waaraan we behoefte hebben. We willen de markt daarom ook uitdagen om niet te stoppen bij het verwerken van ruwe satellietdata tot bruikbare informatie, maar om in te zetten op de vervolgstap: de doorvertaling naar de informatie die we echt nodig hebben.’

Centraal platform

‘We willen de markt uitdagen om in te zetten op de doorvertaling naar de informatie die we echt nodig hebben’

Oyen vertelt dat het Satellietdataportaal van het Netherlands Space Office (NSO) al data deelt waar marktpartijen gratis gebruik van kunnen maken. ‘Ook werken we aan een Rijkswaterstaatbreed, centraal platform waar we data- en informatieproducten ontsluiten op basis van deze satellietdata. Het is onze bedoeling om stap voor stap ook collega-overheden toegang te geven, en wie weet ook ooit het publiek. Nu zijn we nog bezig om de gewenste functionaliteiten voor dit platform te bepalen. Wat willen we dat ons systeem allemaal kan? Door het open aanbieden van tot bruikbare informatie opgewerkte satellietgegevens dagen we marktpartijen uit om initiatieven te ontplooien die ons verder helpen.’ Oyen heeft er vertrouwen in dat dit gaat gebeuren. ‘We weten al dat marktpartijen belangstelling hebben en er graag mee willen experimenteren. Zo deden we onlangs samen met alle waterschappen een uitvraag voor de Small Business Innovation Research (SBIR) “mutatiedetectie rondom watersystemen”. Meer dan 20 partijen reageerden hierop.’

Algengroei

Lisette Enserink, senior adviseur Rijkswaterstaat Water, Verkeer en Leefomgeving (WVL)

Een goed voorbeeld van de meerwaarde van satellietdata die nu al wordt toegepast, is het monitoren van algengroei in de Noordzee. Een overmatige groei van algen door de toevoer van meststoffen uit de rivieren of via de lucht heet ‘eutrofiëring’. Dit kan de voedselketen verstoren en op bepaalde plekken op de zeebodem tot zuurstofgebrek leiden, waardoor organismen doodgaan. Zijn er te veel algen, dan moeten er op het land maatregelen worden genomen, zoals het beperken van meststoffen. ‘Van oudsher controleerden we algengroei door in het groeiseizoen, van april tot en met september, met schepen de zee op te gaan om op vaste plekken monsters te nemen’, vertelt Lisette Enserink, senior adviseur bij Rijkswaterstaat Water, Verkeer en Leefomgeving (WVL).

Resolutie

Het voordeel van scheepsbemonstering ten opzichte van satellietdata is volgens Enserink dat deze monsters een beeld geven van de hoeveelheid algen in de waterkolom. ‘Op satellietbeelden zien we alleen de bovenste laag. Aan de andere kant: het is informatie van 18 posities op het Nederlandse deel van de Noordzee. Schepen gaan er ook slechts 1 keer in de 14 dagen voor de zee op, terwijl de hoeveelheid algen van plek tot plek verschilt en snel kan toe- of afnemen gedurende het groeiseizoen. Satellietbeelden leveren hoge resolutie data van de hele Noordzee en bovendien in principe 2 keer per week. Onder het voorbehoud dat bewolking af en toe een spelbreker kan zijn.’ Voorlopig doen beide methoden, via schepen en via satelliet, 3 jaar lang naast elkaar dienst. ‘Om te kijken of de gegevens van de satellieten geen grote afwijkingen laten zien ten opzichte van onze watermonsters, hebben we zogenoemde match ups nodig. Dat zijn metingen op zee op het moment dat de satellietbeelden overkomen. We hebben een proef gedaan met de Sea Rangers, die dan vanaf een zeilboot watermonsters nemen’.

Hoeveelheid algen (chlorofyl) op de Noordzee. Hoge concentraties van het algenpigment chlorofyl worden met oranje en rood aangegeven. Gevalideerd satellietbeeld voor de maand april in 2010. Referentie: EU project JMP EUNOSAT.

Besparing

Behalve deze match ups is het ook van belang dat de satellieten altijd gegevens leveren. Enserink: ‘Als je afhankelijk bent van 1 satelliet, weet je dat niet zeker. Die kan immers defect raken. Daarom werkt het Copernicus-Satellietprogramma ook met 2 vergelijkbare satellieten, om die beschikbaarheid van gegevens te waarborgen.’ Op den duur levert werken met satellietbeelden een flinke besparing op. ‘Omdat schepen voor de algengroei minder de zee op hoeven te gaan, bespaar je op stikstofuitstoot, op CO2-uitstoot én op kosten.’

‘Als alle Noordzeelanden gebruikmaken van dezelfde gevalideerde data, maakt dat onderling vergelijken gemakkelijker’

Validatie

Enserink stelt dat satellietmonitoring ook voor eenduidigheid kan zorgen. ‘Als alle Noordzeelanden bij het beoordelen van de mate van eutrofiëring gebruikmaken van dezelfde gevalideerde data, maakt dat het onderling vergelijken van de oordelen gemakkelijker. Daarmee komt gezamenlijk, coherent beleid een heel stuk dichterbij. Overigens is deze validatie essentieel, je kunt niet zomaar afgaan op de data van het open source platform van Copernicus. Je moet ook rekening houden met de optische eigenschappen van het water; die variëren namelijk. Hiervoor worden we geholpen door het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen.’ Als aanvulling op de satellietgegevens zal Rijkswaterstaat een zonfotometer installeren op een Tennet-platform in de Noordzee, die helpt om de satellietdata nog betrouwbaarder te maken.

Bodemdalingskaart

Hoewel Oyen zich graag laat verrassen door wat marktpartijen met satellietgegevens in gang kunnen zetten, zijn er voldoende toepassingen die hun nut al hebben bewezen. Een rode draad hierin is dat beheer- en onderhoudswerkzaamheden vaak plaatsvinden op vooraf vastgestelde tijdstippen en locaties. Zonder indicaties of er iets aan de hand is. Dat gaat bijvoorbeeld zo bij dijken en bij kunstwerken als bruggen en viaducten. Een jaar geleden is de eerste bodemdalingskaart gepubliceerd, met een tot nu toe ongekende mate van detail. Het stelt Rijkswaterstaat in staat om onder andere de wegeninfrastructuur en de 17.000 kilometer aan dijken in de gaten te houden. Oyen: ‘De bodemdalingskaart wordt halfjaarlijks geactualiseerd en gebruiken we als mutatie- en deformatiedetectie, ter ondersteuning van bijvoorbeeld onze vervangings- en renovatieopgave. Dat betekent dat we op basis van afwijkende gegevens eerder een controle kunnen uitvoeren. Hierdoor wordt eerder ingrijpen mogelijk, waardoor die ingreep waarschijnlijk ook beperkter zal zijn, efficiënter en kostenbesparend.’

Vergroening

Datzelfde effect heeft een tool die veranderingen in de waterdiepte in ondiep water bepaalt, waardoor kustonderhoud effectiever is uit te voeren. Andere voorbeelden zijn het in kaart brengen van waar in Nederland nieuwe asfaltlagen zijn gelegd en het monitoren van de vegetatie van alle Nederlandse duinen en kwelders. ‘Nog een andere toepassing is de vergroening van vluchtstroken’, voegt Oyen hier nog aan toe. ‘Als daar te veel zand terechtkomt en er te veel groeit, hapert de afwatering naar de berm. Dat levert een groot verkeersveiligheidsrisico op. Daar kunnen we nu dankzij satellietdata snel op acteren.’ Alle positieve gevolgen bij elkaar opgeteld, staat Rijkswaterstaat nu voor een logische vervolgstap. Oyen: ‘We gaan satellietmonitoring implementeren in onze werkprocessen, zodat iedereen ermee gaat werken. Dit betekent dat we als Rijkswaterstaat data gaan leveren, waarmee gebruikers binnen Rijkswaterstaat – en hopelijk ook daarbuiten – aan de slag kunnen gaan. Deze verandering moeten we uiteraard niet onderschatten, maar de positieve effecten van satellietmonitoring zijn evident.’