In opdracht van het Europees ruimtevaartagentschap ESA ontwikkelde VITO een monitoringtool die landbouwactiviteiten (teelten van specifieke gewassen maar ook maatregelen zoals irrigatie) kan identificeren op het niveau van individuele akkers. De WorldCereal-tool bestrijkt de ganse planeet, en de kaarten die hij genereert kunnen elk groeiseizoen worden geüpdatet – een primeur. De remote sensing-experts van VITO werken steeds meer op globale schaal. Eind 2021 finaliseerden ze in het kader van het ESA-WorldCover-project een nieuwe, globale landbedekkingskaart. Het detailniveau en de precisie daarvan was ongezien. De WorldCover-kaart was gemaakt op basis van beelden van Sentinel 1 en 2, twee satellieten die deel uitmaken van het Europese aardobservatieprogramma Copernicus.
Landbouwkaart met updates
Eind 2022 scoorde VITO opnieuw een primeur. Ze ontwikkelde een monitoringtool, WorldCereal genaamd, waarmee wereldwijd de teelt van belangrijke voedingsgewassen zoals tarwe en maïs kan worden opgevolgd, alsook landbouwactiviteiten zoals de irrigatie van akkers. De monitoring van deze ‘producten’ gebeurt opnieuw met een ongeziene resolutie, tot op het niveau van individuele akkers. De WorldCereal-kaarten worden bovendien na elk groeiseizoen geüpdatet. En die update gebeurt snel: wanneer bijvoorbeeld het seizoen voor tarwe en maïs in West-Europa in september afloopt, kan de vernieuwde kaart al in oktober klaar zijn. Die updates gebeuren automatisch, op basis van globale gewasgroei-kalenders: wanneer een maïs- of tarweseizoen in een bepaalde regio eindigt, begint de analyse van dat seizoen. In november 2022 presenteerde VITO de finale WorldCereal-tool tijdens een bijeenkomst in Genève.
Dat de presentatie in Zwitserland plaatsvond, was niet toevallig. Genève is immers de thuisbasis van GEOGLAM, een samenwerkingsverband rond monitoring van landbouwactiviteiten dat de ontwikkeling van WorldCereal van nabij heeft opgevolgd. GEOGLAM is ook een potentiële toekomstige gebruiker van de tool. De bijeenkomst vormde een voorlopig eindpunt van WorldCereal voor VITO, maar ook voor de ESA, dat het project financierde.
De software achter de tool is open source, wat erg aantrekkelijk is voor de toekomstige gebruiker. ‘Maar aan het gebruik zijn wel andere kosten verbonden, zoals voor de opslag van data en het huren van servertijd’, zegt Sven Gilliams van VITO. Enkele andere kandidaat-gebruikers die in Genève kennismaakten met WorldCereal zijn de Voedsel- en Landbouworganisatie van de VN (FAO), het Agricultural Market Information System (FAO-AMIS), het Europees Copernicusprogramma en het World Resource Institute (WRI). Wie de operationele eindgebruiker wordt, dat wordt wellicht later dit jaar beslist.
De WorldCereal-tool is voor een laatste evaluatie overhandigd aan het Europees Ruimteagentschap (ESA). Het WorldCereal-consortium wil het dynamische systeem met seizoensgebonden bijgewerkte kaarten van akkerland en gewastypes tegen het voorjaar van 2023 vrijgeven voor het grote publiek.
Voedselspeculatie tegengaan
Potentiële toepassingen van de WorldCereal-tool gaan heel breed. Een organisatie als de FAO-AMIS zou er bijvoorbeeld speculatie op voedingsgewassen mee kunnen tegengaan, door objectieve gegevens over de beschikbaarheid ervan (bijvoorbeeld oogstverwachtingen) tijdig vrij te geven. Ook de strijd tegen de klimaatopwarming kan er baat bij hebben. De WorldCereal-kaarten kunnen helpen om variaties in de broeikasgasuitstoot tussen verschillende landbouwvormen en gewastypes te monitoren – iets wat landen kan helpen bij de opmaak van hun verplichte ‘CO2-boekhouding’.
Een sterktepunt van VITO dat bijzonder van pas kwam bij de ontwikkeling van de WorldCereal-tool, was het identificeren en classificeren van gewassen op basis van satellietbeelden. De VITO-experts ontwikkelden methoden om bijvoorbeeld winter- en zomertarwe te kunnen identificeren, en om het onderscheid te kunnen maken met andere graangewassen. De algoritmes hiervoor werden de afgelopen jaren uitvoerig getest en verbeterd, dit gebeurde binnen verschillende ESA- en EU-projecten.
Uiteraard werd de WorldCereal-tool ook in zijn geheel uitgebreid getest voor hij werd opgeleverd. Zeer belangrijk hierbij waren tests op grote schaal waarbij er demonstraties van de WorldCereal-producten in vijf verschillende landen verspreid over drie continenten werden gehouden. De selectie van deze demonstratiegebieden gebeurde in samenwerking met de gebruikers en op basis van elementen zoals landbouwtype, perceelgrootte en gemiddelde bewolking. Maar er werd ook gekeken naar het belang van de landen voor de globale productie van granen, waarbij er ook gebieden werden meegenomen met een lagere voedselzekerheid. De geselecteerde landen waren Argentinië, Frankrijk, Oekraïne, Spanje en Tanzania. In totaal behelsden de demonstraties 1,5 miljoen vierkante kilometer aan landbouwgrond. De resultaten van de monitoring werden vergeleken met referentiedata die nog niet waren gebruikt tijdens de ontwikkeling van de WorldCereal-tool. Die vergelijking toonde aan hoe nauwkeurig de monitoring verliep.
Voor de vijf landen samen gebeurde het in kaart brengen van het totale jaarlijkse areaal aan landbouwgrond met een nauwkeurigheid van bijna 90 procent. In Frankrijk en Oekraïne was de monitoring van de afzonderlijke producten het meest nauwkeurig (meer dan 95 procent), in Spanje en Tanzania lag die wat lager. Hier was sprake van overschattingen van de omvang van akkers doordat deze soms werden verward met natuurlijke vegetatie zoals grasland.
Hoewel VITO als ontwikkelaar en ESA als projectfinancier de tool nu uit handen geven, zijn er mogelijkheden voor een vervolgtraject. ‘De gebruiker zal allicht ondersteuning nodig hebben bij de exploitatie van de tool’, zegt Gilliams. ‘Daarvoor zijn wij als ontwikkelaars natuurlijk uitstekend geplaatst.’ Daarnaast kan de tool ook nog worden verbeterd en verder verfijnd, bijvoorbeeld om nog beter en ook meer gewastypes te kunnen identificeren. Ook zulk vervolgonderzoek en -ontwikkeling zijn natuurlijk op het lijf van VITO geschreven.
VITO (België) is de hoofdcontractant van het World Cereal consortium, samen met CS (Frankrijk), eLeaf (Nederland), GISAT (Tsjechië), International Institute for Applied Systems Analysis (Oostenrijk), University of Strasbourg (Frankrijk), University of Valencia (Spanje) en Wageningen Environmental Research (WENR - Nederland).
