Om de eutrofiëringstoestand van het Belgische kustgebied op te volgen, potentieel kritieke situaties zo snel mogelijk op te sporen en te voldoen aan de EU-richtlijnen inzake het waterbeleid en de mariene strategie, is permanent toezicht op de kustwateren van essentieel belang. Teledetectie met behulp van optische sensoren en satellietbeelden kan een ruimtelijk overzicht geven van de eutrofiëringstoestand van dit gebied. In het MULTI-SYNC-project willen onderzoekers (onder leiding van het RBINS REMSEM-team) deze dienst verbeteren door nieuwe methoden te ontwikkelen voor het gebruik van typische kleurengegevens van de oceaan met lage resolutie in synergie met satellietgegevens met hoge resolutie, zoals die door Sentinel-2 worden geleverd.
Aan het begin van de schoolvakantie willen velen van ons een handdoek uitspreiden op het strand, onze blik laten verdwalen waar de golven de lucht raken, voorafgegaan door een portie heerlijke zeevruchten.
De zeeën en oceanen beslaan ruim twee derde van het aardoppervlak en zijn complexe ecosystemen die essentiële diensten leveren voor het behoud van het leven op aarde. Het mariene milieu bevindt zich in het hart van het klimaatsysteem. Het is onze grootste bron van biodiversiteit en draagt het ook aanzienlijk bij tot economische welvaart, sociaal welzijn en levenskwaliteit.
Een omgeving om te beschermen
De bescherming van het mariene milieu is daarom cruciaal. Om de juridische instrumenten te verwerven die essentieel zijn voor deze bescherming, heeft de EU in 2000 de Europese kaderrichtlijn Water en in 2008 de kaderrichtlijn Mariene Strategie aangenomen.
België moet, net als de andere lidstaten, deze richtlijnen naleven, de “goede ecologische toestand” van zijn (oppervlakte-, ondergrondse en kust-) wateren handhaven en zorgen voor een regelmatige rapportering van de waterkwaliteit aan de Europese instanties.
Sentinel-2-beeld in ware kleuren van het studiegebied (resolutie van 10 m) en kaart van Suspended Particulate Matter (SPM)
Om de eutrofiëringsstatus van de Belgische kustzone te monitoren en om potentieel kritieke situaties zo snel mogelijk op te sporen, is permanent operationeel toezicht essentieel.
Traditionele monitoringmethoden per boot worden nog steeds beschouwd als de belangrijkste monitoringinstrumenten. Maar ze bieden alleen ad-hoc informatie en zijn erg duur.
Satellieten om beter te zien
Remote sensing biedt oplossingen die zijn onderzocht door het MULTI-SYNC project (Multi-scale synergy products for advanced coastal water quality monitoring), onder leiding van het Koninklijk Belgisch Instituut voor Natuurwetenschappen (KBIN) en gefinancierd door het STEREO programme van het Belgisch federaal Wetenschapsbeleid (BELSPO). Het gebruik van satellietbeelden voor monitoring combineert vele voordelen. Naast een gereduceerde kostprijs, verschaffen ze informatie over het hele Belgische grondgebied van de Noordzee en dit met een grote temporele en spatiale resolutie. Bovendien maakt de beeldverwerking gebruik van een techniek genaamd DINEOF, die bewolkte gebieden (zones zonder bruikbare data) invult. DINEOF werd ontwikkeld door de ULg-GHER, partner van het project.
Van wetenschappelijk onderzoek tot toepassing
De mate van eutrofiëring van water kan worden bepaald aan de hand van de chlorofyl-a-concentratie, een indicator voor fytoplankton-biomassa.
Met behulp van dagelijkse gegevens van optische sensoren die specifiek zijn toegespitst op de kleur van de oceaan (SeaWiFS, MODIS, MERIS, VIIRS, Sentinel-3), hebben de onderzoekers van het MULTI-SYNC-project een benadering ontwikkeld die het mogelijk maakt om chlorofyl-a-concentraties en andere producten zoals total suspended matter in kaart te brengen aan hoge resolutie.
Eutrofiëring van de Belgische kust. De zones met de hoogste concentraties (Chl P90 > 15µg L-1) zijn aangeduid in het rood. Deze kaart werd gemaakt op basis van MERIS-satellietgegevens met ruimtelijke resolutie van 1km.
Dankzij dit product kunnen ze kaarten genereren die een ruimtelijk overzicht geven van de eutrofiëringsstatus van het Belgische kustgebied, met probleemgebieden meteen zichtbaar in het rood. Deze kaarten zijn opgenomen in de eutrofiërings-beoordelingsrapporten die België aanlevert in het kader van Europese richtlijnen; dankzij die kaarten is het dus mogelijk om rechtstreeks de acties te ondersteunen die nodig zijn om onze doelstellingen op het gebied van waterkwaliteit te bereiken.
Sentinel-2-beeld van 1 mei 2016 (warekleurenbeeld bovenaan, chlorofyl-a-product onderaan) waarop duidelijk een algenbloei zichtbaar is bij de Oostendse kust
De MULTI-SYNC-onderzoekers trachten deze service te verbeteren door nieuwe methoden te ontwikkelen om typische oceaankleurgegevens met lage resolutie te combineren met satellietgegevens met hoge resolutie, zoals die van Sentinel-2. Een dergelijke satelliet is in staat producten op chlorofyl-a te leveren met een ruimtelijke resolutie van wel 10 m, wat de detectie van algenbloei dicht bij de kust mogelijk maakt. Dit is niet detecteerbaar door traditionele ‘oceaankleurensatellieten’ of door in situ surveillance per boot.
Brontekst: Website Belgian Earth Observation