In 2019 lanceerden we het WorldCover-project van ESA. Een ambitieus project met als doel een nieuwe wereldwijde landbedekkingskaart met een resolutie van 10 m, en op die manier waardevolle informatie aanbieden voor vele toepassingen zoals biodiversiteit, voedselzekerheid, koolstofbeoordeling en klimaatmodellering!  

Nu, twee jaar later, lanceren we trots dit nieuwe, wereldwijde, maar ongekend gedetailleerde basisproduct voor landbedekking 2020.  De ESA WorldCover kaart is het eerste wereldwijde landbedekkingsproduct op basis van zowel  Sentinel-1 als Sentinel-2 gegevens. Ontdek meer over WorldCover en hoe deze nieuwe wereldkaart u en uw toepassing ten goede kan komen.  

Blogpost door Ruben Van De Kerchove

De belangrijkste vereisten van WorldCover

Het monitoren van veranderingen in de wereldwijde bodembedekking is essentieel voor het beheer van het natuurlijke kapitaal van de aarde, zoals bodems, bossen, watervoorraden en biodiversiteit. Gezien de veranderende toestand van dit natuurlijk kapitaal, is de behoefte aan tijdige, nauwkeurige en hoge resolutie informatie over landbedekking dringender dan ooit.

Zoals uiteengezet in mijn vorige blog ‘Towards a global land cover map at 10 m resolution’, heeft ESA het WorldCover-project geïnitieerd om aan deze behoefte te voldoen. Met een geweldig team van zeer ervaren experts op het gebied van teledetectie, EO-onderzoekers en datawetenschappers, die alle relevante aspecten van het in kaart brengen van landbedekking behandelen, hebben we op 27 augustus 2019 de aftrap gegeven voor ESA WorldCover om een nieuw wereldwijd basisproduct voor landbedekking voor 2020 te leveren in bijna realtime met de volgende hoofdvereisten:

  • Produceer een gevalideerde wereldwijde landbedekkingskaart met een resolutie van 10 m
  • Lever zo snel mogelijk na de laatste data-acquisitie
  • Neem minimaal 10 bodembedekkingsklassen op
  • Bereik een algehele nauwkeurigheid van 75 %
  • Ontwikkel innovatieve benaderingen waarbij gebruik gemaakt wordt van Sentinel-1 & Sentinel-2
  • Betrek belangrijke gebruikers op een actieve manier. Hun behoeften dienen als primaire input voor alle technische aspecten.

Samen met onze partners, Brockmann Consult, CS SI, Gamma Remote Sensing AG, International Institute for Applied Systems Analysis Wageningen University, zijn we verheugd om deze gloednieuwe ESA WorldCover-kaart, die gratis is voor de hele gemeenschap, met u te delen.

Een nieuw wereldwijd basisproduct voor landbedekking

De ESA WorldCover-kaart bevat 11 verschillende bodembedekkingsklassen met een resolutie van 10 m. Van akkerland of grasland tot permanente waterlichamen over bebouwde kom en nog veel meer. De WorldCover-kaart is waardevol voor een diverse groep gebruikers die actief zijn in bv. landbouw, biodiversiteit en natuurbehoud, ruimtelijke ordening, natural capital accounting, evenals klimaatverandering. Vergeleken met het vorig jaar gepresenteerde prototype hebben we op verzoek van verschillende eindgebruikers zelfs een extra mangrove-klasse toegevoegd vanwege het belang van deze klasse als koolstofput. 

Figuur 2: Gedetailleerde zoom op de  Sine Saloum River Delta in Senegal, gedomineerd door mangroven

 

Een van de belangrijkste voordelen van de WorldCover-kaart zijn de ongekende details. Door zowel Sentinel-1 als Sentinel-2 satellietgegevens te gebruiken, konden we niet alleen de ruimtelijke resolutie verbeteren, het stelt ons ook in staat om landbedekkingsinformatie te verstrekken in gebieden met aanhoudende bewolking en om de landbedekkingskaart bijna in realtime bij te werken. Het aanbieden van meer ruimtelijke details zorgt ervoor dat de kaart nog beter aan de eisen van onze gebruikers voldoet. Wanneer we bijvoorbeeld inzoomen op een stedelijk gebied, zien we duidelijk het effect van de verbeterde ruimtelijke resolutie van 100 m naar 10 m. Hoofdwegen en stedelijk groen zijn nu ook herkenbaar terwijl ze vroeger, ofwel werden genegeerd ofwel werden beschouwd als bebouwde kom.

Petabytes aan gegevens verwerken in minder dan 5 dagen

Zoals je je wellicht kan voorstellen, was een van de belangrijkste uitdagingen van het WorldCover-project de hoeveelheid gegevens die moest worden verwerkt. Dankzij de zeer efficiënte verwerking en schaalbare infrastructuur waren en zijn we in staat om de hele wereld in minder dan 5 dagen te verwerken
 
Hieronder wat meer technische details over productgeneratie en kenmerken:

  • We gebruikten in totaal 2 160 210  Sentinel-2 L2A producten als input (alle waarnemingen voor 2020 met een bewolking <90%)
  • 291 855 Sentinel-1 GRD producten zijn omgezet naar Gamma0 & gecodeerd naar het Sentinel-2 UTM raster met behulp van de Copernicus DEM. Er werd ook een extra multitemporele ruisfilter geïmplementeerd. 
  • De WorldCover producten worden geleverd per tegel van 3 x 3 graden als Cloud Optimized GeoTIFFs (COGs)
  • Kwaliteitsindicatoren voor de invoergegevens worden geleverd samen met de kaartlaag met 11 klassen. 
  • De totale grootte van het product is ongeveer 115 GB (exclusief de kwaliteitsindicator)

Een van de belangrijkste vereisten van het ESA WorldCover-project was naast het produceren van een nieuwe 10 m wereldwijde landbedekkingskaart, dat deze onafhankelijk gevalideerd zou worden volgens de vereisten van het ‘Committee on Earth Observation Satellites (CEOS) Working Group on Calibration and Validation (WGCV) Land Product Validation (LPV)’. Deze validatie, uitgevoerd door Wageningen University, toonde aan dat de algehele nauwkeurigheid van het WorldCover-product met 11 klassen op wereldschaal 74.4% is, met nauwkeurigheidsniveaus per continent variërend van 68 tot 81%.  Meer details over deze validatie zijn te vinden in het productvalidatierapport dat beschikbar is op de WorldCover website.

Gratis en open toegang via de online viewer

Een van de belangrijkste troeven van de WorldCover-kaart is dat deze open en gratis toegankelijk is voor iedereen die geïnteresseerd is in het monitoren van de wereldwijde landbedekking. Om een gebruiksvriendelijke toegang te bieden, is de WorldCover-kaart vrijgegeven in een gloednieuwe online viewer.

De WorldCover viewer geeft de WorldCover-kaart weer in een globale weergave en maakt vergelijking van gebiedsstatistieken tussen landen en regio’s mogelijk. Bovendien biedt het de mogelijkheid om feedback te geven over het product en het te downloaden in standaard geografische projectie (EPSG:4326).

Naast onze speciale WorldCover viewer, word took de nieuwe wereldwijde landbedekkingskaart gepubliceerd als onderdeel van de Google Earth Engine (GEE) Data Catalog. Gebruikers die bekend zijn met het GEE-platform kunnen hiermee analyses en visualisaties op maat uitvoeren. Op basis van deze asset hebben we ook een Earth Engine-app ontwikkeld.  

Meer informatie over de WorldCover-kaart, inclusief het downloaden en gebruiken van het WorldCover-product, het validatierapport,… kunt u vinden op de WorldCover website.
 

Het WorldCover-consortium bestaat uit een groep zeer ervaren Europese dienstverleners en onderzoeksorganisaties, die alle relevante aspecten van het in kaart brengen van landbedekking dekken. VITO (België) is de hoofdaannemer van het  WorldCover-consortium, samen met Brockmann Consult (Duitsland), CS SI (Frankrijk), Gamma Remote Sensing AG (Zwitserland), International Institute for Applied Systems Analysis (Oostenrijk) en Wageningen University (Nederland). Zij hebben een lange staat van dienst op het gebied van samenwerking in diverse Euopese en ESA-projecten, evenals de Copernicus Land and Climate Change Services.

Contact:
+32 14 33 67 20