Bericht

Geplaatst op

Nieuwe methode maakt verwerking van 4 decennia aan satellietgegevens mogelijk

In de afgelopen vier decennia omcirkelden verschillende satellieten de aarde om talrijke gegevens te verzamelen. De technologie is in deze periode echter geëvolueerd, waardoor de behoefte aan een uniforme verwerkingsmethode is ontstaan. Een nieuw ontwikkeld algoritme en software maken het nu mogelijk om al deze gegevens consistent te verwerken en uniforme beeldreeksen te verkrijgen voor parameters zoals waterreflectie en troebelheid.

Sinds de lancering van Landsat 5 in 1984 werden de landmassa en de kustgebieden van de aarde elke 16 dagen in beeld gebracht. Landsat 5 leverde deze service gedurende meer dan 25 jaar, maar werd in 2013 volledig stopgezet. Zijn missie wordt voortgezet door Landsat 7 (gelanceerd in 1999) en Landsat 8 (2013). De Landsat missies worden aangevuld met twee Sentinel-2 satellieten, gelanceerd in 2015 (S2A) en 2017 (S2B), die elke 5 dagen de hele aarde in beeld brengen. De gegevens van de Landsat-missies zijn sinds 2008 vrij toegankelijk, die van Sentinel-2 sinds hun lancering. Door het combineren van de gegevensstromen kunnen lange tijdreeksen worden bestudeerd, maar door verschillen in sensorontwerp en beeldformaten van deze satellieten was het moeilijk om de gegevens over de hele tijdreeks op elkaar af te stemmen. Meer in het bijzonder was er behoefte aan een atmosferisch correctiealgoritme en verwerkingssoftware voor de geautomatiseerde en consistente verwerking van deze beelden.

Uniforme verwerking

In een recente publicatie in het tijdschrift ‘Remote Sensing of Environment’ beschrijft Quinten Vanhellemont van het Remote Sensing team (REMSEM) van ons instituut een methode voor een uniforme verwerking van de satellietgegevens. Hiermee kunnen waterreflectie en afgeleide parameters, zoals watertroebelheid, worden samengevoegd en in beeld gebracht. Deze producten zijn gevalideerd met een lange tijdreeks van in situ metingen van over de hele wereld (Figuur 1). Deze methode is sinds april 2018 de standaardmethode in de ACOLITE software die beelden van Sentinel-2A/B en Landsat 5/7/8 kan verwerken. ACOLITE werd ook door Quinten ontwikkeld aan het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen.

Figuur 1: Tijdreeksen van watertroebelheid uit in situ metingen (volle lijn) en afgeleid van satellietbeelden voor een locatie in de zuidelijke Noordzee. Een goede overeenkomst wordt gevonden in de 20 jaar durende tijdreeks.

Afbeeldingen van lange tijdreeksen

De uniforme verwerking van de gegevens die door de verschillende satellieten worden verzameld leidt tot gestandaardiseerde, gemakkelijk interpreteerbare (en ook mooie) gegevens- en beeldreeksen. In de Belgische kustzone kunnen we bijvoorbeeld de impact van de uitbreiding van de havens van Zeebrugge en Oostende op de sedimentatie aan beide zijden van de havenmuren waarnemen. De fotoseries in Figuur 2 tonen een ophoping van zand op de stranden ten oosten en westen van de uitgebouwde havens. Ook de watertroebelheid kan worden afgeleid. Deze wordt in de Belgische kustzone voornamelijk bepaald door resuspensie van bodemmateriaal in gesuperponeerde cycli: een jaarlijkse cyclus van hoge troebelheid in de winter en lage waarden in de zomer, en resuspensiecycli van eb-vloed en doodtij-springtij.

Figuur 2a: Uitbreiding van de havenmuren en binnenhavendokken van de haven van Zeebrugge, en ophoping van zand op de stranden ten oosten en westen van de havenmuren (jaren 1980-2010).
Figuur 2b: Haven van Oostende (1980s-2010s)

Vanhellemont, Quinten. “Adaptation of the dark spectrum fitting atmospheric correction for aquatic applications of the Landsat and Sentinel-2 archives.” Remote Sensing of Environment 225 (2019): 175-192. https://doi.org/10.1016/j.rse.2019.03.010

ACOLITE processor https://odnature.naturalsciences.be/remsem/software-and-data/acolite

ACOLITE forum https://odnature.naturalsciences.be/remsem/acolite-forum/

ACOLITE source code https://github.com/acolite/acolite

Geplaatst op

EUROFLEETS+ Call voor scheepstijd- en mariene onderzoeksapparatuur (SEA-programma) “OCEANS”

Eurofleets+ is een alliantie van Europese infrastructuur voor marien onderzoek om tegemoet te komen aan de veranderende behoeften van de onderzoeks- en industriële gemeenschappen.

Algemene informatie

Het Eurofleets+ project vergemakkelijkt de open toegang tot een geïntegreerde en geavanceerde onderzoeksvloot, ontworpen om te voldoen aan de veranderende en uitdagende behoeften van de gebruikersgemeenschap. Europese en internationale onderzoekers uit de wetesnchappelijke wereld en het bedrijfsleven kunnen via één enkel toegangssysteem verschillende toegangsprogramma’s aanvragen. Eurofleets+ geeft prioriteit aan steun voor onderzoek naar duurzame, schone en gezonde oceanen, waarbij een link wordt gelegd met bestaande infrastructuur voor oceaanobservatie, en ondersteunt innovatie door nauw samen te werken met de industrie.

Eurofleets+ onderzoeksschepen: Het project biedt toegang tot een unieke vloot van 27 ultramoderne onderzoeksschepen (13 Global/Ocean en 14 Regional) van Europese en internationale partners. Eurofleets+ biedt een brede geografische dekking, met toegang tot de Middellandse Zee en de Zwarte Zee, de Baltische Zee en de Noordzee, de Noord-Atlantische Oceaan (met inbegrip van Groenland en de Noorse zee), de Zuidelijke Stille Oceaan en de Ross Zee.

Eurofleets+ apparatuur: Onderzoekers hebben toegang tot geavanceerde apparatuur, waaronder 7 ROV’s (Remotely Operated Vehicles) en 5 AUV’s (Autonomous Underwater Vehicles). Een uniek draagbaar telepresence systeem maakt toegang op afstand mogelijk voor onderzoekers en diverse eindgebruikers, waaronder het publiek; een primeur voor Europa.

Eurofleets+ programma’s

In Eurofleets+ zullen drie toegangsprogramma’s van start gaan:

1) Ship-time and Marine Equipment Application (SEA-programma) voor toegang tot de schepen en de uitrusting door middel van een volledige scheepstijdsaanvraag, waarvoor minimaal twee oproepen zullen worden gelanceerd, één voor “oceaan-” en één met “regionale” schepen. De oproep tot het indienen van voorstellen voor oceaanschepen en -uitrusting loopt vanaf 26 juni en blijft open tot 27 september 2019. Meer details over deze oproep vindt u hieronder. De oproep tot het indienen van voorstellen voor regionale vaartuigen wordt in het najaar van 2019 geopend en zal ook drie maanden open blijven. Onderzoeksschepen en mariene uitrusting die tijdens de eerste oproep (oceaan) niet worden aangeboden of aangevraagd, of die resterende capaciteit hebben, zullen worden aangeboden in de tweede, regionale oproep.

2) Het Co-PI programma is specifiek gericht op beginnende onderzoekers met het oog op de uitvoering van hun eigen onderzoek, samen met ervaren wetenschappers in het kader van de geplande Eurofleets+-cruises. Het Co-PI-programma zal naar verwachting vanaf november 2019 openstaan voor aanvragen en blijft beschikbaar tot begin 2022.

3) Transnationale toegang op afstand (RTA-programma, Remote Transnational Access) om onderzoekers op afstand toegang te geven tot stalen of gegevens van een Eurofleets+-vaartuig. Toegang op afstand maakt het mogelijk kleinere projecten, stalen of gegevensbehoeften te behartigen, wanneer deze met één dag scheepstijd kunnen worden gerealiseerd. Aanvragen voor RTA-programma’s zullen kunnen worden ingediend in het kader van een doorlopende oproep die naar verwachting ook open zal staan van november 2019 tot begin 2022.

Opmerkingen: Niet-Europese aanvragers komen ook in aanmerking voor financiering. Industriële partners, beginnende onderzoekers en vrouwelijke onderzoekers worden aangemoedigd om een aanvraag in te dienen.

De Eurofleets+-financiering dekt het gebruik van de schepen, de bemanning, de brandstof en andere standaard exploitatiekosten, alsmede de reiskosten voor het ingescheepte team en het vervoer van apparatuur en stalen.

SEA-Programma Oproep “OCEANS”

Het SEA-programma biedt volledig gefinancierde transnationale toegang tot 14 onderzoeksschepen (sommige met ijsklasse) en 9 onderzoeksapparaten zeeschepen voor het uitvoeren van scheepsgebaseerde onderzoeksactiviteiten binnen elk gebied van de mariene wetenschappen.

Meer informatie over de financieringsvoorwaarden, richtlijnen voor het indienen van aanvragen en de volledige toelatingscriteria.

Deze oproep blijft open voor het indienen van voorstellen tot vrijdag 27 september 2019.

Onderzoeksschepen:

Noord-Atlantische Oceaan

RV Arni Freidrickson (HAFRA, Ijsland)

RV Celtic Explorer (MI, Ierland)

RV DANA (DTU, Denemarken)

RV Magnus Heinason (HAVST, Faeroër)

RV Mar Portugal (IPMA, Portugal)

Arctische Oceaan

RV Sanna (GRONLANDS, Groenland)

RV G.O. SARS (HAVFO, Noorwegen)

Middellandse Sea, Atlantische Oceaan

RV Alliance (NATO-CMRE, Italië)

RV Pelagia (NIOZ, Nederland)

RV Ramon Margalef (IEO, Spanje)

RV Thalassa (IFREMER, Frankrijk)

Noordwestelijke/Westelijke Atlantische Oceaan

RV Coriolis II (UQAR, Canada)

RV Atlantic Explorer (BIOS, Bermuda)

Pacifische Oceaan

RV Tangaroa (NIWA, Nieuw-Zeeland)

Mariene Onderzoeksapparatuur:

AUV Hugin (UGOT, Zweden)

AUV Hugin (FFI, Noorwegen)

ROV Ægir 6000 (UiB, Noorwegen)

HROV Ariane (Ifremer, Frankrijk)

ROV Genesis (VLIZ, België)

ROV Holland1 (MI, Ierland)

ROV LUSO (IPMA, Portugal)

ROV Marum Squid (UB, Duitsland)

ROV Ocean Modules V8 offshore (UGOT, Zweden)

VSAT Satellite System (Telepresence Unit) (GFOE, Verenigde Staten)

Gedetailleerde beschrijvingen van de door EUROFLEETS+ aangeboden onderzoeksschepen en uitrusting.

Contact : eurofleetsplus@awi.de