Cleantech kan rekenen op de ruimte

De natuurlijke hulpbronnen van de aarde zijn van vitaal belang voor onze verdere ontwikkeling, ons overleven, maar ook voor financiële en economische stabiliteit. En toch brengen we met onze eigen activiteiten de natuur regelmatig in gevaar. Om dit proces een halt toe te roepen moeten we handelen op basis van objectieve gegevens. Teledetectie is meer en meer de onmisbare bondgenoot in dit verhaal.

Overheden, (cleantech-) organisaties, bedrijven en wetenschappers hebben nood aan objectieve gegevens om goed geïnformeerde beslissingen te nemen. Het is tijd om over te schakelen naar een data-gedreven beleid in Vlaanderen, Europa en wereldwijd.

De kracht van remote sensing

Streven naar een evenwicht tussen ons verbruik en de natuurlijke hulpbronnen, om dat te realiseren moeten we inzetten op het beoordelen, plannen en opvolgen van ons sociaaleconomisch weefsel. De grote technologische vooruitgang in het samenvoegen van gegevens en informatie, kan ons daarbij helpen. VITO zet al tientallen jaren in op de kracht van ruimtetechnologie en teledetectie. Het aantal technologieën en toepassingen groeit razendsnel, de mogelijkheden – bijvoorbeeld in (combinatie met) gegevensfusie of Artificiële Intelligentie - zijn onbeperkt.

De toekomst van het digitale tijdperk wordt gevormd door platformgedreven ecosystemen waaraan meerdere spelers wereldwijd deelnemen. De onderling verbonden platformen delen gegevens via ‘machine-to-machine-interfaces’. De – initieel voor lokaal gebruik ontwikkelde - kennis, data-acquisitietools, applicaties en platformen, kan men nu wereldwijd verspreiden.

Data-acquisitie en -wetenschappen

Door technologische en economische evoluties halen we steeds meer gegevens uit ruimte- en luchtvaartsystemen. Hoewel nog niet goedkoop, worden deze systemen betaalbaarder voor zowel private als publieke spelers. Aanvankelijk zetten enkel grote internationale spelers zoals VN, FAO en WHO teledetectiegegevens in. Dat veranderde in 2017 toen het Europese aardobservatieprogramma Copernicus gegevens uit een satellietconstellatie gratis ter beschikking stelde (Toegang tot de satellietgegevens van Copernicus | Copernicus). Vandaag bieden ook commerciële initiatieven op regelmatige basis gedetailleerde gegevens aan.

In de luchtvaart hebben technologische vooruitgang, betaalbare prijzen en aangepaste wetgeving de invoering van dronetechnologieën mogelijk gemaakt. Ook dit levert veel nieuwe data op.

Duurzame strategieën en producten ontsluiten

Teledetectie faciliteert innoverende duurzame strategieën en producten. Alleen via een multidisciplinaire aanpak met gebruik van kennis en aanvullende gegevens uit platformen onder het beheer van anderen, kunnen we aan oplossingen werken. De vooruitgang in rekenkracht en gegevenswetenschappen levert een ongekende capaciteit op wat betreft

  • gegevensfusie: teledetectiegegevens aanvullen met gegevens over het weer, de economie, de bevolking of de bodem vanuit ‘Internet-of-Things (IoT)’-apparaten via ‘machine-to-machine-interfaces’ met andere platformen
  • gegevensanalyse met klassieke technieken, Artificiële Intelligentie (AI) en Deep Learning (DL): evoluties in de algoritmes van grote spelers zoals Google en Meta opvolgen en zo optimaal mogelijk in ons domein integreren. 
  • gegevensdistributie: big data-technologie, webdiensten en mobiele toepassingen bieden wereldwijd een vlotte maar gecontroleerde toegang tot gegevens, essentieel om te komen tot toepassingen van een hoger niveau. 
     
Image

 

Tal van relevante toepassingen

Landbouw

De landbouw staat onder druk. De urgente duurzaamheidstransitie (klimaatverandering, stikstof, waterschaarste, bodemverarming, voedselveiligheid ...), en de productiviteit garanderen en optimaliseren (zaadveredeling, veldmonitoring & -beheer) vormen grote uitdagingen. Het gebruik van satelliet- en luchtbeelden is niet nieuw. Maar we evolueren steeds meer naar een echte digitale landbouw met Vlaanderen als absolute koploper dankzij platformen zoals WatchITgrow & MAPEO voor het

  • opvolgen, verzamelen en verwerken van gegevens
  • aanleveren van relevante informatie aan landbouwers (productiviteit, ziektedetectie, bemesting en irrigatie), zaadveredelaars (klimaatadaptatie, predictive breeding) en overheden (Green Deal), ...

Het WatchITgrow-platform, initieel ontwikkeld om het landbouwareaal in Vlaanderen gedetailleerd in kaart te brengen en op te volgen, fungeert nu als samenwerkingsplatform tussen kennisinstellingen, landbouwers en het bedrijfsleven waarbij de algoritmes gedeeld worden om een duurzame toekomst mogelijk te maken.

Marien en maritiem milieu

Het belang van water voor onze aardbol kunnen we moeilijk overschatten. De waterkwaliteit monitoren en bewaken is dan ook een essentieel onderdeel in ons streven naar duurzaamheid. Met behulp van drone- en satellietbeelden onderzoeken mariene en maritieme deskundigen wateroppervlaktes en delen de informatie met overheid en bijvoorbeeld baggerbedrijven. Dit soort beelden wordt ook ingezet voor nieuwe benaderingen om logistieke processen en operaties te verbeteren, bijvoorbeeld om plasticvervuiling  of overstromingen in kaart te brengen en te analyseren. Soms is het nuttig om het milieu in en rond water te onderzoeken. In de haven van Antwerpen bijvoorbeeld gebruikt men dit om infrastructuur te optimaliseren en olielekken te detecteren.

Circulaire economie

De evolutie van een lineaire naar een circulaire economie lukt alleen als we de productie en het (her)gebruik van materialen en grondstoffen in elke stap herbekijken. We moeten dus leren denken in termen van stockbeheer van materialen, en niet van afvalbeheer. Naarmate de technologische ontwikkeling op het vlak van digitalisering, gegevensfusie en gegevensanalyse versnelt, zal teledetectie hier steeds meer aan kunnen bijdragen door gegevens op een objectieve en digitale manier te verzamelen.

Sloopwijzer

De bouwsector is een van de meest grondstofverslindende sectoren, het ‘Demolition Guide’ project van VITO verkent hoe we hier beter mee kunnen omgaan. Dit resulteerde in een ‘proof of concept’ om met AI in combinatie met satellietbeelden op straatniveau, het bouwmateriaal in gebouwen in stedelijke gebieden te detecteren. Gekoppeld aan informatie over het moment waarop deze materialen vrij komen, bijvoorbeeld bij de afbraak van een pand, faciliteert dit een circulair stockbeheer met een optimalisatie van de ondersteunende diensten en opslag. Dit werkt uiteraard alleen maar wanneer kopers en verdelers van gerecupereerde materialen met elkaar in contact staan. 

Er zijn tal van andere voorbeelden waarbij teledetectie en AI bijdragen tot een circulaire economie, denk maar aan het potentieel van zonne-energie inschatten of asbest opsporen. De technologie is er klaar voor.

 

Steven Krekels
VITO Remote Sensing

Steven Krekels - VITO TAP