Bewegende kustlijn nu op video

'Een video-opname vanuit de lucht is een snelle, flexibele manier om veranderingen aan het aardoppervlak te registreren, zoals kustafslag na een storm. Ondanks een lagere resolutie verdient het in sommige gevallen de voorkeur boven luchtfotografie'', zegt dr. Jos Bakker van Synoptics te Wageningen. Naast satellietbeelden en luchtfoto's zijn video-opnamen vanuit een vliegtuig een nieuwe manier van aardobservatie.

In opdracht van de Beleidscommissie Remote Sensing onderzoekt het bedrijf Synoptics samen met ingenieursbureau Geodelta in Delft de praktische bruikbaarheid van video voor geometrische toepassing. Vragen over nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van de plaatsbepaling in het videobeeld staan in het onderzoek centraal.

Omdat de onderzoekers geïnteresseerd zijn in ruimtelijke veranderingen zochten zij een reliëfrijk terrein met een hoge dynamiek. In Nederland is men dan al snel beperkt tot de zandduinen. Gekozen is voor het duinreservaat 'De Eendenkooi' op Schouwen-Duiveland. 'Veel gedetailleerde gegevens van dit gebied zijn al bekend. De vakgroep Fysische Geografie van de Universiteit van Amsterdam doet hier samen met de Wageningse vakgroep Landmeetkunde al jarenlang studie naar het gedrag van stuifkuilen'', verduidelijkt Bakker.

Stuifkuilen zijn een natuurlijk geomorfologisch verschijnsel en zorgen voor een hoge varieteit. Dat maakt de duinen ecologisch interessant. Stuifkuilen kunnen echter ook een bedreiging vormen door de duinen als natuurlijke barrière tegen de zee te ondermijnen. Modern duinmanagement is er op gericht een evenwicht te vinden zonder de natuur te overheersen. Rijkswaterstaat is met name geïnteresseerd in de bewegende kustlijn die jaarlijks enkele centimeters opschuift.

Gekeken wordt ondermeer hoe nauwkeurig een video-opname is vanaf een hoogte van pakweg 200 meter. Op die vlieghoogte is de resolutie rond de halve meter. Dat wil zeggen dat iedere cel (pixel) op het videobeeld 50 bij 50 cm groot is. Die resolutie is volgens de eindgebruikers voldoende. 'Maar de resolutie zegt overigens nog niets over de nauwkeurigheid van de interpretatie van het beeld'', zegt Bakker. 'Dat hangt ondermeer af van het gebruik van de juiste coördinaten. Diverse meetpunten in het veld dienen hierbij als lokatiebepaling.''

Glooiend landschap

Video is door de hoge snelheid van opnamen (25 beelden per seconde) zeer geschikt om schuine opnamen vanuit de lucht te maken. Probleem bij de beeldinterpretatie is echter de vertekening van objecten. Zo krijgt een cirkel een ovale vorm en bij een glooiend landschap kunnen delen wegvallen door het reliëf. Synoptics probeert samen met Geodelta die effecten te verwerken in een (semi-)automatische beeldanalysetechniek.

Bakker: 'Vertikale opnamen zijn standaard, maar omdat in principe iedereen ermee moet kunnen werken gaan we ervan uit dat de opnames enigszins schuin zullen zijn. De vraag is nu hoe schuin men de camera mag houden zonder dat het onbruikbaar materiaal oplevert''.

Voordeel van video is de flexibiliteit, meent dr. ir. Jeroen Huising van Synoptics. 'Luchtfotografie is star, omdat het gebonden is aan een beperkt aantal foto's. Bij video geeft een vlucht continue opnames van een strook van enkele honderden meters breed. Desgewenst kan men meerdere stroken boven of naast elkaar plakken. Bij video staat alles op band, vanachter de computer zijn vervolgens de gewenste beelden te selecteren. Deze zogenoemde newspaper approach is zeer gebruiksvriendelijk en geschikt voor een snelle en doelmatige beeldselectie.''

Ander voordeel is dat video minder ruimte vraagt op de computer. Huising: 'Een hoge resolutie zoals behaald kan worden tijdens het digitaliseren van luchtfoto's vereist een grotere opslagcapaciteit van de computer, terwijl de lagere resolutie van videobeelden vaak afdoende is voor het oplossen van vraagstukken. Daar komt bij dat de inzet van een luchtfotograaf met professionele apparatuur veel duurder is dan een gemakkelijk te bedienen videocamera. Globaal is video vier tot vijf maal zo goedkoop.''

Synoptics heeft al proefvluchten gemaakt boven Hulshorsterzand (bij Harderwijk) en de Flevopolder. Doel was om de reflectie van verschillende vegetatietypen te meten waaronder bos en landbouwgewassen. Die informatie kan later ondermeer worden gebruikt voor automatische beeldclassificatie. De onderzoekers hebben geleerd van deze eerdere vluchten.

Bakker: 'Voor absolute reflectiemetingen hadden we het diafragma vast gezet. Echter, hierdoor werden delen van het videobeeld onder- en overbelicht en waren onbruikbaar voor interpretatie. Boven Schouwen gebruiken we een automatisch diafragma waardoor alleen relatieve reflectie gemeten kan worden, maar waarbij het beeld goed wordt belicht.''

Kapotte straatlantaarns

Video is niet alleen bruikbaar om de dynamiek van de duinen in beeld te brengen. In Finland is de techniek eerder toegepast om kapotte straatlantaarns in de stad Helsinki op te sporen en inzicht te krijgen in gebrekkig verlichte delen in verband met de verkeersveiligheid. 'Over de stad vliegen is heel wat eenvoudiger dan iemand 's avonds door de stad te laten rijden met een plattegrond op schoot om de defecte lichten aan te kruisen'', zegt Huising. Ook bestaat het idee om een videocamera in te zetten in Namibië om een relatie te kunnen leggen tussen de lokatie van nederzettingen en de bestaande infrastructuur en ontbossingen.

In eigen land denken Bakker en Huising aan het nut van video bij landgebruiksclassificatie. Tot nu toe gaan ambtenaren het veld in om aan de hand van eerder gemaakte luchtfoto's wijzigingen in het landgebruik op te sporen. 'Dat kan sneller, doelmatiger en goedkoper door over het gebied te vliegen met een videocamera op de schouder'', meent Huising. Samen met het Rijksinstituut voor de Volksgezondheid en Milieuhygiëne en het Rijksinstituut voor Integraal Zoetwaterbeheer en Afvalwaterbehandeling wordt gewerkt aan een voorstel voor monitoring van kroosbedekking. Kroosbedekking is een maat voor eutrofiëring van binnenwateren en daarmee voor fosfaatvervuiling. 'Door jaarlijks videobeelden te maken van enkele representatieve streken met veel en weinig kroos wordt het effect van het gevoerd milieubeleid zichtbaar. Tevens dient de informatie als basis voor toekomstig beleid'', zegt Huising.

    • Peter de Jaeger