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.
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.
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