DROOGTEKAARTEN


EEN NIEUWE KIJK
OP DE DROOGTE
VAN 2018
MET SENTINEL-2-DATA

De zomer van 2018 ging de boeken in als de warmste in 3 eeuwen. Media berichtten maandenlang over de droogte. De zomer was droog, dat staat als een paal boven water. Wat kunnen we leren uit de data die we hebben verzameld in deze periode? Met deze vraag ging Egbert Moerland, technisch consultant bij Esri Nederland, aan de slag. Een reconstructie van de droge zomer van 2018 met analyses op basis van satellietbeelden.

Satellietbeelden zijn meer dan alleen het plaatje

Een duidelijk beeld krijgen van de droogteperiode gebeurt in eerste instantie aan de hand van satellietbeelden. Er wordt hierbij gebruik gemaakt van de Sentinel-2-webapplicatie die niet alleen actuele beelden weergeeft, maar ook beelden uit het verleden beschikbaar heeft. Vergelijkingen tussen satellietbeelden van dit jaar en vorig jaar werden ook regelmatig in de media gebruikt. 


Om echter een zorgvuldige analyse van de droogte te maken, is het kijken naar satellietbeelden niet voldoende. Egbert Moerland legt uit: “Satellietbeelden zijn altijd een momentopname en hebben een bepaalde resolutie. Conclusies trekken door bijvoorbeeld alleen te kijken naar verschillen in kleur, is niet correct. We moeten dieper gaan analyseren en meer data gebruiken om te begrijpen wat er echt aan de hand is.”.

Verschillende factoren hebben een invloed op droogte

De bruin-blauwe afbeelding vergelijkt 21 mei met 15 juli 2018. Op het eerste gezicht lijkt het alsof er duidelijke verschillen zijn tussen de twee beelden. Maar zijn deze verschillen ontstaan door de droogte? Of zijn er andere factoren aan het werk? Onder meer de aanplant of oogst van gewassen, onderhoudswerkzaamheden of maaien kunnen bijdragen aan deze verschillen. Een verdere analyse is nodig.



Sentinel-2 biedt multi-spectrale beelden, met daarbij de mogelijkheid om verschillende visualisaties weer te geven. Maar liefst 13 zogenoemde 'banden' kunnen worden gebruikt. “We hebben gekozen om met de NIR-band (near infrared) en SWIR-band (short wave infrared) te werken. De combinatie van deze twee spectrale banden is een ratio en kan een Normalized Difference Moisture Index of NDMI genereren. Dit kan iets zeggen over droogte”, aldus Egbert Moerland.

De NDMI-index toegepast op peilgebieden

De Normalized Difference Moisture Index (NDMI) is gevoelig voor de vochtniveaus in de vegetatie. Daarom is deze band ideaal om droogte te monitoren. Deze ratio is ontworpen om het effect van reflectie en atmosferische effecten te verminderen. In ArcGIS Pro is de NDMI-analyse een standaard tool. Voor elke pixel wordt een waarde berekend binnen een bereik van +1 tot -1. Een hogere NDMI-waarde betekent een gezondere plantdekking, een lagere NDMI betekent een minder gezonde plantdekking.

De NDMI-index eenmaal toegepast, biedt de mogelijkheid om pixelwaardes tussen beide beelden met elkaar vergeleken. Op het vergelijkingsbeeld is al een groot verschil zichtbaar. Er is een overwegende toename aan droogte waar te nemen. Om te bevestigen dat andere factoren niet van invloed zijn, is het raadzaam om ook informatie over aanplanten, onderhoud en maaien te analyseren.

"Sentinel-2 biedt multi-spectrale beelden, met daarbij de mogelijkheid om verschillende visualisaties weer te geven."

Het beeld generieker maken voor een globaler beeld

Goed om te weten dat er ‘overwegende droogte’ was, maar hoe kan deze informatie praktisch worden ingezet? Egbert Moerland: “Vooral waterschappen halen veel nut uit de Sentinel-2 data en NDMI-analyse. Zij hanteren namelijk peilgebieden, clusters van afwateringsgebieden waar één en hetzelfde waterpeil wordt nagestreefd. Het peilgebied is een afbakening waarop maatregelen worden genomen. Dat is realistischer dan acties uitvoeren op basis van een pixel-vergelijking. Dankzij de NDMI-index en toevoeging van een aantal andere kaartlagen kunnen we een gedetailleerd en nauwkeurig beeld van de droogte binnen deze peilgebieden weergeven.”


In deze afbeelding wordt het beheersgebied van waterschap Drents Overijsselse Delta weergegeven. Van elk peilgebied is de gemiddelde NDMI-waarde van 21 mei bepaald en de gemiddelde NDMI-waarde van 15 juli. Deze waarden zijn vervolgens met elkaar vergeleken waardoor de toe-of afname in droogte per peilgebied duidelijk wordt. De verschillende peilgebieden worden gevisualiseerd volgens toe- of afname van de droogte. Het resultaat is duidelijk: er is een aanzienlijke toename in de droogte van de peilgebieden. Het overgrote deel laat een verdroging zien. De gebieden die droog zijn, bestaan voor het grote deel uit grasland.

Een analyse laten volgen met doeltreffende maatregelen

"Dat de droogte niet zo’n extreme weerslag heeft gehad op het gebied als de droogte in tijd aanhield, kan komen doordat waterschappen veel energie hebben gestoken in het peilbeheer. Op peilgebieden kunnen waterschappen doeltreffende maatregelen nemen. Met de NDMI-analyse beslist een waterschap bijvoorbeeld om een sproeiverbod in te lassen, wateronttrekking te beperken of een ander peil na te streven”, geeft Egbert Moerland aan.

In de praktijk kan nog veel verder worden gekeken dan alleen satellietbeelden. Het is mogelijk om meer analyses te doen met specifieke organisatiedata. Dankzij Sentinel-2 beelden en een analyse daarop kunnen we al wel meer inzicht krijgen in het droogtebeeld of vergelijkbare situaties en daar gericht acties op plannen voor de gebieden die het meest risico lopen of getroffen zijn. En dat alles zodat Nederland en ons systeem van dijken stabiel blijft.

Egbert Moerland

"Vooral waterschappen halen veel nut uit de Sentinel-2 data en NDMI-analyse."

MEER INFORMATIE

Ga naar de StoryMap


Tekst: Miguel Lesy

Beeld: Tom Nauta Fotografie


Neem contact met ons op over dit artikel


Deel dit artikel: