VITO zet satellietbeelden om naar bruikbare kaarten die landbouwers inzicht geven in de toestand van hun akkers. Zo kunnen boeren hun gewassen beter beheren en weloverwogen, duurzame beslissingen nemen.
Het Vlaams Instituut voor Technologisch Onderzoek (VITO) voert al enkele jaren aardobservaties uit met behulp van satellieten. Die satellieten sturen om de drie tot vijf dagen beelden door naar het datacenter van VITO in Mol. Daar worden de beelden verwerkt en beschikbaar gesteld aan landbouwers via het online platform WatchITgrow. Deze tool biedt boeren inzichten in hun akkers zodat zij deze op een duurzame manier kunnen bewerken.
Onze redactie nam een unieke kijk achter de schermen van het datacenter in Mol. Hoe worden de data verzameld en omgevormd tot waardevolle kaarten voor landbouwers?
Van satelliet naar veld
VITO neemt deel aan het Europees Copernicus-project dat via Sentinel-satellieten continu data verzamelt over onze planeet. “De satellieten Sentinel-1 en Sentinel-2 zijn speciaal ontworpen voor vegetatie en landbouw, en gebruiken we voor het platform WatchITgrow”, vertelt Jürgen Decloedt, Business Development bij VITO Remote Sensing.
“De data die deze satellieten capteren komen via een hogesnelheidslijn binnen hier in het datacenter in Mol. In de praktijk zijn dit ruwe beelden waar je nog geen analyses op kan uitvoeren.” Deze ruwe gegevens moeten eerst door een VITO-expert gecontroleerd en verwerkt worden, voordat ze als bruikbare kaarten op het platform verschijnen.
De satellieten sturen om de 3 tot 5 dagen data naar ons datacenter in Mol.
Jürgen Decloedt, Business Development bij VITO Remote Sensing
Decloedt toont ons een voorbeeld van een verwerkte kaart. De kaarten hebben een resolutie van ongeveer tien meter. “Dat lijkt misschien niet veel, maar dat is voldoende nauwkeurig voor onze landbouwtoepassing”, legt hij uit. De kaarten doen denken aan Google Maps, al wijst Decloedt ons erop dat Google gebruikmaakt van commerciële satellieten met een hogere resolutie. “Dat gaat uiteraard gepaard met een hogere kostprijs, maar die resolutie hebben we niet nodig voor onze landbouwtoepassing”, voegt hij eraan toe.
De beelden van de satellieten zijn bovendien open source: iedereen kan ze raadplegen via Terrascope.be.
Datacenter in Mol
Decloedt begeleidt ons verder naar het datacenter van de afdeling Remote Sensing en laat ons achter in de capabele handen van Yves Verheijen, die meebouwde aan het datacenter en het momenteel onderhoudt. In deze ruimte worden alle data van de satellieten ontvangen.
Meteen valt ons de koude lucht op die onder onze voeten stroomt. “Dat is het warme gang / koude gangprincipe”, vertelt Verheijen. “De vloer is verhoogd zodat koude lucht onder de machines kan circuleren en deze rechtstreeks koelt, wat een efficiënte methode is om de volledige zaal af te koelen.”
Het datacenter is opgedeeld in drie ruimtes. Twee daarvan zijn gewijd aan de processing (GPU en CPU), waar onder andere Terrascope, cropSAR en WatchITgrow op draaien. De derde ruimte dient voor de dataopslag van alle beelden en voorziet negen petabyte aan opslagruimte.
De data leggen dus een hele weg af: van satelliet naar datacenter, tot bij een VITO-expert om tot slot te eindigen bij de landbouwer.
WatchITgrow
Het eindstation van de bewerkte beelden is het online platform WatchITgrow, waar de boeren in contact komen met de technologie. Ondertussen maken bijna 650 landbouwers gebruik van het gratis platform, dat ontworpen is door VITO. Wanneer de landbouwer zich aanmeldt (iedereen kan dit overigens), krijgt hij een overzicht met alle kaarten van zijn geregistreerde percelen.
Daar komen verschillende databronnen samen: naast satellietbeelden worden ook weer- en bodemgegevens geïntegreerd, en kunnen landbouwers zelf aanvullende informatie invoeren. Zo ontstaat een digitaal tweelingbeeld van hun percelen waarin de prestaties van de gewassen nauwkeurig worden opgevolgd.
Boeren krijgen kaarten over onder meer de groenheidsindex, bodemerosie en waterstress, die hen helpen om irrigatie, bemesting en oogst beter te timen. Decloedt legt dit uit met een voorbeeld: “Concreet kunnen landbouwers kiezen of ze extra meststof geven op de sterkere, groene zones om die maximaal te benutten, of net meer mest toedienen op de zwakkere, minder groene zones om die bij te sturen”, licht Decloedt toe.
Met deze informatie kunnen landbouwers hun gewassen nauwkeurig monitoren en duurzamere beslissingen nemen die zowel de opbrengst als het milieu ten goede komen.
Door de wolken kijken
Satellieten zweven in een baan rond de aarde en nemen beelden boven de wolken. Op een (veelvoorkomende) bewolkte dag in België zijn de beelden bedekt met witte vlekken (wolken) waardoor de grond eronder niet zichtbaar is. Daar heeft VITO een systeem voor ontworpen onder de naam ‘CropSAR’.
“De oplossing maakt gebruik van SAR- of radar-satellieten en AI-modellen om door de wolken heen te kijken”, aldus Decloedt. “De radar-satelliet stuurt een signaal naar de aarde en meet op millimeterniveau de hoogte en structuur van het aardoppervlak.”
We hebben een systeem ontwikkeld om door de wolken heen te kijken.
Jürgen Decloedt, Business Development bij VITO Remote Sensing
Hieruit vloeien geen visuele gegevens maar complexe en grote hoeveelheden metadata. “We hebben een AI-model getraind om de correlaties te vinden tussen de SAR-data en de optische data. Op bewolkte dagen maken we gebruik van de synthetische beelden op basis van de SAR-data, op onbewolkte dagen de optische data.”
Het systeem leert bovendien continu bij over de verhouding tussen de SAR- en optische data. “Vito doet dat al sinds 2018, dus we hebben ondertussen voldoende vertrouwen in de synthetische beelden die we creëren”, aldus Decloedt.
De moderne boer
Hoewel we IT in de eerste plaats niet meteen linken aan landbouwers, is het vandaag de dag niet meer weg te denken. Boeren moeten zich steeds meer ontpoppen tot data scientists. Niet alleen om hun duurzaamheidsinspanningen te ondersteunen, maar ook op gebied van toekomstige regelgeving.
Met WatchITgrow kunnen boeren nu al data verzamelen, zoals bijvoorbeeld bemesting of gewasbescherming, die later automatisch kan dienen om aan toekomstige regelgeving te voldoen.
“Met WatchITgrow willen we alle data, kennis en inzichten die we uit onderzoek halen ter beschikking stellen aan landbouwers om hen te ondersteunen in hun duurzaamheidsinspanningen en een impact te creëren op de landbouwsector”, besluit Decloedt.