Welke vraagstukken leer je oplossen met Water en Kust Monitoring?
- Hoe kun je oppervlaktewater met satellietdata herkennen, afbakenen en door de tijd volgen?
- Hoe gebruik je satellietwaarnemingen om veranderingen in waterkwaliteit en eigenschappen van oppervlaktewater te onderzoeken?
- Hoe detecteer en monitor je overstromingen wanneer bewolking het gebruik van optische satellietbeelden beperkt?
- Hoe breng je veranderingen van kustlijnen, oevers, zandplaten en andere dynamische kustgebieden in kaart?
- Hoe combineer je optische satellietdata, radardata en tijdreeksen om ontwikkelingen in water- en kustgebieden betrouwbaar te monitoren?
Tijdens deze Blended Learning Water en Kust Monitoring leer je hoe satellietdata worden gebruikt om water- en kustgebieden systematisch te observeren en monitoren. Je combineert optische en radarwaarnemingen met spectrale indices en tijdreeksen om veranderingen in oppervlaktewater, waterkwaliteit, overstromingen en kustgebieden zichtbaar te maken. Daarbij werk je met open satellietdata van onder andere de Europese Sentinel-missies.
De theorie achter remote sensing van water
Water heeft specifieke spectrale eigenschappen waardoor het in satellietbeelden vaak goed kan worden onderscheiden van vegetatie, bodem en bebouwing. De reflectie van water wordt beïnvloed door onder andere zwevende stoffen, algen, organisch materiaal, diepte en eigenschappen van de bodem onder het water.
Je leert hoe water reageert op verschillende delen van het elektromagnetische spectrum en waarom zichtbaar licht, nabij-infrarood en kortgolvig infrarood verschillende informatie kunnen geven. Hierdoor kun je beter beoordelen welke satellietbanden en sensoren geschikt zijn voor verschillende watergerelateerde vraagstukken.
Ook leer je rekening houden met factoren die satellietwaarnemingen van water beïnvloeden, zoals bewolking, zonreflectie, golven, troebelheid, waterdiepte en opnameomstandigheden.
Oppervlaktewater herkennen en monitoren
Satellietbeelden maken het mogelijk om meren, rivieren, kanalen, reservoirs en tijdelijke wateroppervlakken over grote gebieden te volgen. Je leert hoe spectrale banden en waterindices kunnen worden gebruikt om water van het omliggende land te onderscheiden.
Door satellietbeelden uit verschillende perioden te vergelijken kun je onderzoeken hoe wateroppervlakken veranderen. Daarmee kunnen bijvoorbeeld seizoensvariaties, droogte, uitbreiding of afname van meren en veranderingen in rivier- en watersystemen zichtbaar worden gemaakt.
Je leert resultaten niet alleen als kaart weer te geven, maar ook veranderingen in oppervlakte en ruimtelijke patronen te kwantificeren en interpreteren.
Waterkwaliteit analyseren met satellietdata
Optische satellietsensoren kunnen informatie leveren over eigenschappen van water die invloed hebben op de kleur en reflectie van het wateroppervlak. Hierdoor kunnen bepaalde veranderingen in waterkwaliteit vanuit satellieten worden waargenomen.
Je onderzoekt hoe satellietdata kunnen worden gebruikt om ruimtelijke verschillen en veranderingen in bijvoorbeeld troebelheid, zwevend materiaal, chlorofyl en algenontwikkeling te herkennen. Daarbij leer je dat satellietwaarnemingen niet alle aspecten van waterkwaliteit rechtstreeks meten en dat veldmetingen en andere gegevens nodig kunnen zijn voor kalibratie en validatie.
Het doel is daarom niet alleen om patronen zichtbaar te maken, maar ook om te beoordelen welke conclusies verantwoord uit satellietdata kunnen worden getrokken.
Overstromingen monitoren met optische en radardata
Tijdens overstromingen is bewolking vaak een belangrijke beperking voor optische satellietbeelden. Radar Remote Sensing biedt dan een waardevolle aanvulling, omdat SAR-satellieten ook bij bewolking en in het donker kunnen waarnemen.
Je leert hoe Sentinel-1-radardata kunnen worden gebruikt om overstroomde gebieden te herkennen en hoe beelden van vóór, tijdens en na een gebeurtenis kunnen worden vergeleken. Door radarwaarnemingen te combineren met optische satellietdata, hoogtegegevens en andere geografische informatie ontstaat een completer beeld van de omvang en ontwikkeling van een overstroming.
Kustlijnen en dynamische kustgebieden volgen
Kustgebieden veranderen voortdurend onder invloed van golven, stroming, getijden, stormen, sedimenttransport en menselijke ingrepen. Satelliettijdreeksen maken het mogelijk om deze veranderingen over langere perioden systematisch te volgen.
Je leert kustlijnen uit satellietbeelden afleiden en opnamen uit verschillende perioden met elkaar vergelijken. Daarmee kunnen erosie en aangroei zichtbaar worden gemaakt en kunnen veranderingen in stranden, duinen, zandplaten, estuaria en oevers worden onderzocht.
Bij het interpreteren van kustveranderingen leer je rekening houden met getij, waterstand, golfcondities en verschillen in opnameomstandigheden. Hierdoor voorkom je dat tijdelijke veranderingen in de positie van de waterlijn worden geïnterpreteerd als structurele kustverandering.
Water en kust monitoren met tijdreeksen
Een afzonderlijk satellietbeeld geeft slechts een momentopname. Door langere tijdreeksen te analyseren kun je bepalen of veranderingen tijdelijk, seizoensgebonden of structureel zijn.
Je combineert waarnemingen uit verschillende perioden om trends en afwijkingen te herkennen. Zo kun je bijvoorbeeld de ontwikkeling van oppervlaktewater tijdens droge en natte perioden volgen, terugkerende algenbloei onderzoeken of veranderingen van een kustlijn over meerdere jaren analyseren.
Je werkt met open satellietdata en open-source technieken. QGIS vormt een belangrijke omgeving voor het combineren, analyseren en visualiseren van satellietdata en andere geografische informatie. Daarbij staat steeds het water- of kustvraagstuk centraal en niet de gebruikte software.
Van satellietwaarneming naar informatie voor water- en kustbeheer
Tijdens de Blended Learning werk je met realistische praktijkvoorbeelden en open satellietdata. Je combineert verschillende typen aardobservatiedata en vertaalt de resultaten naar kaarten, tijdreeksen en onderbouwde conclusies voor monitoring en beheer.
Je werkt onder andere aan opdrachten zoals:
- Breng oppervlaktewater in kaart met Sentinel-2 en analyseer hoe het wateroppervlak gedurende verschillende perioden verandert.
- Onderzoek ruimtelijke verschillen in troebelheid of algenontwikkeling en beoordeel welke conclusies uit de satellietwaarnemingen kunnen worden getrokken.
- Breng een overstroming in kaart met Sentinel-1 en vergelijk de situatie vóór, tijdens en na de gebeurtenis.
- Analyseer veranderingen van een kustlijn over meerdere jaren en onderscheid tijdelijke waterstandsverschillen van structurele erosie of aangroei.
- Combineer optische satellietdata, radardata, hoogtegegevens en andere open geodata om een water- of kustvraagstuk integraal te analyseren.
- Ontwikkel een monitoringskaart of tijdreeks waarmee veranderingen in een water- of kustgebied systematisch kunnen worden gevolgd.
Na afloop kun je satellietdata zelfstandig gebruiken om oppervlaktewater en kustgebieden te analyseren en monitoren. Je kunt optische en radarwaarnemingen combineren, veranderingen in waterkwaliteit en wateroppervlak onderzoeken, overstromingen in kaart brengen en kustveranderingen door de tijd volgen. Daarmee kun je aardobservatiedata vertalen naar bruikbare informatie voor waterbeheer, kustmanagement en ruimtelijke monitoring.