WorldCereal, het in kaart brengen van de landbouw op 10m-resolutie over heel de wereld

Een case over landbouw, gewasmonitoring, ESA, wereldcereal, Crop mapping door Sven Gilliams

Het betrekken van de wereldwijde landbouwgemeenschap

Op 5 juni 2020 ging het nieuwe ESA-project 'WordCereal' van start. De belangrijkste doelstelling van WorldCereal is het ontwikkelen van een open-source, efficiënt, flexibel en robuust aardobservatiesysteem om de wereldwijde omvang van de akkerbouw tijdig te monitoren, en dit op 10m-resolutie en voortbouwend op bestaande gemeenschapsinitiatieven, open en vrije satelietdata, nieuwe algoritmen, ICT-infrastructuur en referentiedatasets.

Het is primordiaal voor het WorldCereal-team om, vanaf het begin nauw samen te werken met gebruikersorganisaties en om de gebruikers gedurende het volledige project te betrekken. Dit om ervoor te zorgen dat de producten en het systeem volledig aangepast zijn aan de noden van de gebruikers, dat ze het operationeel systeem kennen, en om de broodnodige data te delen en uit te wisselen.

Om deze doelstellingen te bereiken hebben we een online landbouwenquête georganiseerd om zo veel mogelijk referentiegegevens te verzamelen. Tegelijkertijd verfijnden we onze gebruikersvereisten door middel van een interview met meer dan 20 gerichte gebruikers (GEOGLAM, AMIS, FAO GIEWS, FAO land- en waterdivisie, NASA Harvest, ICPAC, Buenos Aires Grain Exchange, CONAB, CGIAR, Radiant Earth). We verzamelden:

• Algemene informatie
• Huidig gebruik van gewaskaarten en interne capaciteit om deze te maken
• Een identificatie van hoe WorldCereal-producten en -instrumenten kunnen worden gebruikt en van mogelijke toepassingen van het systeem
• Technische vereisten (ruimtelijke resolutie, nauwkeurigheid, latentie, nauwkeurigheidsstatistieken)
• Toegang tot en interactie met gegevens en tools/instrumenten inclusief webservices, integratie in interne systemen, het uitvoeren van de WorldCereal-modules en -tools, integratie van interne referentiegegevens
• Algemene verwachtingen ten aanzien van het project en betrokkenheid.

De onderstaande figuur toont de diversiteit van de gebruikers die werden geïnterviewd, hun belangrijkste focus en het soort landbouwsystemen waarin ze geïnteresseerd zijn.

Feedback van gebruikers

Interactie met onze gebruikerscommunity is essentieel om onze gebruikersvereisten op elkaar af te stemmen en het project een vliegende start te geven. Door samen te werken met verschillende belangrijke spelers uit de globale landbouw gemeenschap kregen we interessante feedback die we zeker in gedachten houden.

• Het WorldCereal-project sluit volledig aan bij de behoeften van de gebruikersgemeenschap en kan een belangrijke leegte aan informatie over verschillende schalen (wereldwijd tot veld) en een scala aan organisatietypen (handel, humanitaire, nationale overheden) helpen opvullen.

Verantwoordelijkheid en betrokkenheid bij het project is essentieel en moet worden gehandhaafd

• Onze gebruikers verwachten dat de WorldCereal-producten en -tools hun prioritaire activiteiten en monitoringsmogelijkheden aanzienlijk zullen verbeteren

• Hoewel de geinterviewde gebruikers organisaties zeer divers waren, waren veel van hun interesses en vereisten gelijkaardig

• Alle gebruikers gebruiken tenminste een op satellietbeelden gebaseerde gewaskaart, maar geen enkele van de beschikbare producten voldoet volledig aan de huidige behoeften.

• Er is een enorme interesse in mogelijke use-cases voor de WorldCereal-producten in functie van productieschattingen, waarschuwingssystemen, oppervlakteschattingen, beleid en overheidsinvesteringen.

• Gebruikers benadrukten het belang van duurzaamheid op langere termijn en beschikbaarheid van WorldCereal producten en tools.

• Gebruikers toonden interesse om het systeem op individuele landen toe te passen  om de informatie te verbeteren in voor hun belangrijke landen, vooral wanneer er nieuwe grondgegevens beschikbaar zouden zijn.

• De voorkeuren voor toegang tot gegevens, de manier waarop gegevens afgeleverd dienen te worden analysetools,.. waren divers en dienen verder onderzocht te worden. Veel gebruikers stelden vragen over eventuele processing kosten en kosten voor bijvoorbeeld gegevensanalyse en -download.

• Interesse van bijna alle groepen voor de mogelijkheid om de WorldCereal tools zelfstandig toe te passen.

Verzamelen van referentiegegevens

Bovenop de feedback van onze gebruiker, kijken we ook naar het verzamelen van zoveel mogelijk referentiegegevens. Referentiegegevens zijn essentieel voor de training en validatie van de classificatiealgoritmen en de validatie van de eindproducten. En hoewel onderzoeksgemeenschappen, donoragentschappen en overheden al tientallen jaren het belang van het delen, harmoniseren en gezamenlijk hergebruik van gegevens voor gewasmonitoring benadrukken, blijft dit een hele uitdaging.

Binnen WorldCereal identificeerden we eerst binnen ons netwerk en onze ervaring de organisaties die in staat zijn om referentiegegevens te verstrekken. Graag betrekken we echter ook de bredere gemeenschap via een online data beschikbaarheidsbevraging, via de WorldCereal website, én door de "WorldCereal call for open and share reference data" die de visie van WorldCereal op het delen van referentiegegevens deelt te verspreiden. Een oproep die ook tijdens het project belangrijk blijft.

In eerste instantie zullen we ons richten op bestaande datasets van de afgelopen 5 jaar via ons groeiende netwerk. Momenteel hebben we gegevens samengesteld voor de VS, Frankrijk, Oostenrijk, België Letland, Spanje, Mali, Zuid-Soedan en Zuid-Afrika.

Daarnaast hebben we ook gegevens voor de volgende landen die nog niet gehomogeniseerd zijn.

Geleidelijk aan zullen we ons richten op nieuwe gegevens door dataproviders te stimuleren om hun data te openen via gestandaardiseerde formaten en interfaces. Dit vereist overeenkomsten op technisch en formeel niveau die we vanaf het begin zullen initiëren en stimuleren, (dankbaar) gebruik makend van de steun van RadiantEarth, NASA Harvest, CGIAR big data en GEOGLAM die ons kunnen helpen bij het identificeren van in-situ datasets en pleiten voor open/vrije toegang tot de gegevens.

Volgende stappen

Nu, vier maanden na de officiële kick-off, kunnen we onze eerste voorlopige conclusies trekken over de feedback van de gebruikers. We zijn blij om te zien dat het grootste deel van de gebruikersgemeenschap ernaar uitkijkt om samen te werken en bereid is om zijn betrokkenheid te tonen door gegevens te delen, technische discussies te ondersteunen, producten te valideren, enz.

Op basis van de analyse van de gebruikersvereisten kan worden gesteld dat er behoefte is aan een globaal beeld, maar dat er een nog sterkere behoefte is aan een nationaal overzicht/beeld. De gebruikers hebben ons duidelijk meegedeeld dat nationale nauwkeurigheiden belangrijker zijn dan wereldwijde nauwkeurigheden of zelfs regionale specifieke nauwkeurigheden. Het WorldCereal-systeem en de producten kunnen een groot aantal potentiële use cases aanbieden, maar het is duidelijk dat deze producten worden beschouwd als input voor veel van deze toepassingen, zoals bijvoorbeeld oppervlakteschatting.

Het verzamelen van in situ gegevens en het  homogeen maken en organiseren van die gegevens is volop aan de gang. Overeenkomsten over hoe gegevens uit te wisselen en te delen worden gemaakt tussen WorldCereal en de grotere gemeenschap. Organisaties als CGIAR big data, GEOGLAM, RadiantEarth, OneSoil, FAO-GIEWS benadrukten ook het belang om toekomstige data-acquisitie te coördineren met WorldCereal. De huidige inventaris- en gap-analyse zou input kunnen zijn voor deze toekomstige discussies.

De laatste stap in het proces voor het verzamelen van gebruikersvereisten is de beoordelingsvergadering voor gebruikersvereisten, waarbij onder andere de definitieve selectie van proeflanden zal worden uitgevoerd, rekening houdend met de door de gebruikersgemeenschap voorgestelde landen, de beschikbaarheid van in situ-gegevenssets en ESA-vereisten.

VITO (Belgium) is the prime contractor of the World Cereal consortium together with CS (France), eLeaf (The Netherlands), GISAT (CZech Republic), International Institute for Applied Systems Analysis (Austria), University of Strasbourg (France), University of Valencia (Spain) and Wageningen Environmental Research (WENR) (The Netherlands).